机床 |
|||||||
| 申请号 | CN201580014756.4 | 申请日 | 2015-09-04 | 公开(公告)号 | CN106132600B | 公开(公告)日 | 2017-09-29 |
| 申请人 | 山崎马扎克公司; | 发明人 | 克里斯托弗·哈尔库姆; 萨米·H·温克尔曼; 伊井拓也; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种机床，即使是比较大的 工件 ，也能够准确且高 精度 地进行 机械加工 。本发明的机床(1)包括第一转动件(10)、围绕部(48)、第一轨道(58)、第二轨道(56)和嵌合构件(66)。围绕部(48)围绕第一转动件(10)。第一轨道(58)设置于第一转动件(10)。第二轨道(56)以在规定的转动 位置 与第一轨道(58)配置在同一直线上的方式，设置于围绕部(48)。嵌合构件(66)沿着第一轨道(58)和第二轨道(56)移动，并且在第一状态下与第一轨道(58)和第二轨道(56)嵌合，在第二状态下不与第一轨道(58)嵌合而是与第二轨道(56)嵌合。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种机床，是进行利用转动的加工的机床(1)，其特征在于，包括： |
||||||
| 说明书全文 | 机床技术领域[0001] 本发明涉及一种机床。 背景技术[0002] 像CNC车床这样的机械加工装置(机床)为了使把持工件的主轴转动，通常在主轴壳体内组装有与主轴呈一体的电机。由于该电机直接驱动主轴，所以不需要齿轮传递机构。由该电机驱动的驱动机构通过使主轴高速转动，进行除去工件的外径部分等的车削加工。 此外，为了利用同一电机进行C轴轮廓加工等，需要精密地控制转动角度并使主轴低速转动。但是，加工具有一定程度的尺寸以上的主轴贯通孔这样的工件时，从实用性、经济性的观点出发，该电机不适用于制造。在以加工这种工件为目的的车床中，具有齿轮传递机构的另一电机用于使主轴转动。但是，即使是这种驱动结构，起因于齿轮传递机构内的齿隙或游隙，主轴转动角度的定位精度也下降。因此，在像C轴轮廓加工这样的要求高精度的机械操作中，不太适合使用具有齿轮传递机构的驱动机构。 [0003] 在本技术领域中公知的是：如立式加工中心那样，在支撑加工工件的转动台的驱动中使用两个独立的电机。例如，利用用于高速和中速转动动作的一个电机以及用于低速转动或角度分度动作的伺服电机来驱动转动台。在这种系统中，双方的电机借助齿轮传递机构与转动件连接。起因于齿轮传递机构带来的不准确性，这种驱动结构也不太适用于轮廓加工用途。另外，作为与本发明相关联的现有技术例如具有专利文献1和专利文献2。 [0004] 专利文献1：日本专利公开公报特开昭63-191549号 [0005] 专利文献2：日本专利公开公报特开2003-170334号 [0006] 期望机床对工件进行准确且高精度的加工。 发明内容[0007] 本发明的目的在于提供一种能够准确且高精度地对工件进行加工的机床。 [0008] 为了实现上述目的，本发明的机床进行利用转动的加工，其包括：第一转动件，以转动轴为中心进行转动；围绕部，围绕所述第一转动件；第一轨道，设置于所述第一转动件；第二轨道，以在规定的转动位置与所述第一轨道配置在同一直线上的方式，设置于所述围绕部；以及嵌合构件，沿着所述第一轨道和所述第二轨道滑动，并且在第一状态下与所述第一轨道和所述第二轨道嵌合，在第二状态下不与所述第一轨道嵌合而是与所述第二轨道嵌合。 [0009] 本发明的机床进行利用转动的加工，其包括：第一转动件，以转动轴为中心进行转动；围绕部，围绕所述第一转动件；第一轨道，设置于所述第一转动件；第二轨道，以在规定转动位置与所述第一轨道配置在同一直线上的方式，设置于所述围绕部；以及嵌合构件，沿着所述第一轨道和所述第二轨道移动，并且在第一状态下与所述第一轨道和所述第二轨道嵌合，在第二状态下不与所述第一轨道嵌合而是与所述第二轨道嵌合。 [0010] 因此，嵌合构件可以沿着第一轨道和第二轨道移动，从第二状态转移至第一状态。即，能够实现嵌合构件与第一轨道和第二轨道嵌合，第一转动件相对于围绕部固定的结构。 因此，由于嵌合构件与第一轨道和第二轨道嵌合，所以能够防止在嵌合构件和各轨道之间产生间隙(换句话说，能够防止产生游隙等)。因此，由于能够高精度地控制第一转动件的转动，所以能够准确且高精度地对该工件进行机械加工。 附图说明 [0011] 图1是省略了刀架单元的例示的机床的立体图。 [0012] 图2是表示机床的主轴部的立体图。 [0013] 图3是表示主轴驱动系统的结构的示意图。 [0014] 图4是表示主轴驱动系统的结构的立体图。 [0015] 图5是表示第二传递机构的要部结构的图。 [0016] 图6是表示非锁定结构时的包含锁定机构的结构的放大立体图。 [0017] 图7是表示锁定结构时的嵌合构件和各轨道的结构的放大侧视图。 [0018] 图8是表示锁定结构时的嵌合构件和各轨道的结构的放大立体图。 [0019] 图9是表示与主轴连接的第二传递机构的结构的立体图。 [0020] 图10是表示利用第二电机沿着顺时针方向转动的主轴的立体图。 [0021] 图11是表示非锁定结构时的嵌合构件和各轨道的结构的放大侧视图。 [0022] 图12是表示非锁定结构时的嵌合构件和各轨道的结构的放大立体图。 [0023] 图13是表示第二传递机构与主轴分离的连接结构的立体图。 [0024] 图14是表示利用第一电机沿着顺时针方向转动的主轴的立体图。 [0025] 图15是表示主轴驱动系统的结构的侧视图。 [0026] 附图标记说明 [0027] 1 机床 [0028] 4 主轴驱动系统 [0029] 8 工件 [0030] 10 主轴 [0031] 12 第一电机 [0032] 14 第二电机 [0033] 16 主轴壳体 [0034] 18 第一传递机构 [0035] 20 齿轮箱 [0036] 38 第二传递机构 [0037] 44 滚齿凸轮单元 [0038] 46 凸轮辊 [0039] 48 转塔单元 [0040] 52 锁定机构 [0041] 54 第三轨道 [0042] 56 第二轨道 [0043] 58 第一轨道 [0044] 62 外轮构件 [0045] 64 内轮构件 [0046] 66 嵌合构件 [0047] 68 液压致动器 [0048] 70 抵接部 [0049] 72 凸部 [0050] 74 凸轮从动件 [0051] AX 转动轴 具体实施方式[0052] 按照一种方式，具有主轴驱动系统的机床具有主轴、第一电机和第一传递机构。主轴用于把持工件并使工件绕轴心转动。第一电机可以驱动主轴。第一传递机构能够动作地连接在主轴和第一电机之间，以便使第一电机能够驱动主轴。该机床还具有第二电机和第二传递机构。第二电机能够驱动主轴。第二传递机构能够动作地连接在主轴和第二电机之间，以便使第二电机能够驱动主轴。第二传递机构包括能够选择性固定的传递要素。该传递要素安装在具有自由结构的主轴的周围。该传递要素通过使第二电机不与主轴连接，能够绕主轴自由转动。此外，第二传递机构包括固定结构，传递要素以第二电机能够动作地卡合于主轴的方式相对于主轴固定。该机床使用第二电机驱动主轴时，能够进行工件的高精度的铣削加工。与尺寸较大的主轴一起使用时，这种机床相比于具有已知的大型主轴驱动系统的机床能够进行更高精度的C轴铣削加工。 [0053] 在一种方式中，第二传递机构具有安装于上述传递要素的辊之类的多个凸轮从动件。第二传递机构的传递要素可以包括能够转动地安装在主轴周围的外轮构件。锁定机构能够使第二传递机构的传递要素在固定结构和自由结构之间进行切换动作。在锁定结构(固定结构)下，锁定机构将传递要素固定于主轴，在非锁定结构(自由结构)下，锁定机构通过解除传递要素与主轴的固定卡合，使第二电机与主轴分离。 [0054] 在几种方式中，内轮部或凸缘部固定地配置或形成在主轴的周围，上述传递要素包括能够转动地配置在内轮部周围的部分。在这种方式中，锁定机构如下构成：利用上述锁定结构中的锁定机构将外轮部固定于内轮部，并且利用上述非锁定结构中的锁定机构，使外轮部脱离内轮部。锁定机构可以包括：配置在外轮部上的轨道(第二轨道)；配置在内轮部上的轨道(第一轨道)；以及能够动作地与致动器连接的锁定构件。致动器用于使外轮部相对于内轮部固定或分离，在第一轨道和第二轨道排列在一条直线上时，在上述锁定结构中，锁定机构与第一轨道和第二轨道嵌合，在上述非锁定结构中，锁定机构解除该两个轨道的该嵌合。 [0055] 在一种方式中，第二电机是对驱动轴进行驱动的伺服电机，该驱动轴与主轴相邻，朝向与主轴的轴心交叉的方向延伸。第二传递机构具有滚齿凸轮(roller gear cam)这样的凸轮，该凸轮安装于驱动轴，绕驱动轴的轴心转动。第二传递机构的上述传递要素可以包括外轮构件。该外轮构件利用安装在外轮构件周围的多个辊，能够转动地设置在主轴的周围。 [0056] 在本发明的其他方式中，机床具有主轴、电机、传递机构和锁定机构。为了利用电机驱动主轴，传递机构具有传递要素。该传递要素能够动作地与电机卡合，并且能够转动地安装在主轴的周围。锁定机构能够在锁定方向和非锁定方向之间切换。在锁定方向上，锁定机构为了借助传递要素并利用电机来驱动主轴，将能够转动地安装的传递要素固定于主轴。在非锁定方向上，锁定机构为了使电机与主轴分离，使传递要素能够相对于主轴独立转动，从而使传递要素与主轴分离。 [0057] 在一种方式中，能够转动地安装的传递要素是转塔单元，该转塔单元包括能够转动地安装于主轴的轮构件。轮构件可以包括外表面部分和配置在该外表面部分上的多个辊构件。在一种方式中，辊构件分别包括转动轴，多个辊构件各自的转动轴分别从轮构件的外表面部分朝向半径方向外侧延伸。多种方式的传递机构包括滚齿凸轮，滚齿凸轮利用电机而转动时，滚齿凸轮驱动辊构件，并且为了使轮构件转动而能够动作地与多个辊构件中的至少一个啮合。 [0058] 在本发明的其他方式中，作为机械装置的机床具有主轴、第一电机、第二电机、驱动轴、凸轮和凸轮从动件。主轴是用于使工件转动的部件。第一电机使主轴相对高速转动。第二电机使主轴相对低速转动。驱动轴是第二电机的驱动轴，并具有轴心。凸轮是滚齿凸轮这样的凸轮，并与驱动轴连接。凸轮从动件沿着半径方向安装在主轴的周围。为了使主轴转动，凸轮与凸轮从动件啮合。机床可以具有能够转动地安装在主轴周围的轮构件。在此，多个凸轮从动件以辊构件的形态沿着半径方向安装在轮构件的周围。在一种方式中，为了使轮构件相对于主轴选择性地结合和解除结合，设置有锁定机构。锁定机构可以具有能够滑动的嵌合部，该嵌合部能够在结合结构和非结合结构之间移动。在结合结构中，能够滑动的嵌合部使轮构件与主轴连接。在非结合结构中，能够滑动的嵌合部向离开主轴的方向移动，以使轮构件与主轴分离。锁定机构还可以包括与轮构件连接的轨道(第二轨道)和与主轴连接的轨道(第一轨道)。在第一轨道和第二轨道排列在一条直线上时，为了形成结合结构，能够滑动的嵌合部沿着各轨道滑动。一种方式的第二电机的驱动轴与凸轮直接连接，以便使凸轮围绕驱动轴的轴心与驱动轴一起转动。虽然本发明并不限于图示的实施方式，但是基于图示的实施方式对本发明进行说明。 [0059] <实施方式> [0060] 如图1和图2所示，车床(可理解为机床)1具有框架2，该框架2支撑用于切削工件8(参照图3)的一个或多个刀架6(参照图3)。本实施方式的机床1的要部参照图示的图3，由主轴10(可理解为第一转动件)把持例如管等金属工件8并使其转动。由此，切削刀具能够对转动的工件8进行切削，以便例如除去工件8的外径部分(利用转动进行加工)。机床1具有主轴驱动系统4。为了选择性地驱动具有7英寸以上的贯通孔径的大型的朝向水平方向的主轴10，主轴驱动系统4具有大型的第一电机12(可理解为第一转动驱动部)和小型的第二电机 14(可理解为第二转动驱动部)。主轴10将大型工件8把持成使工件8的一端从该主轴10突出。而且，可以使用一个或多个工件支撑台沿着工件8的长度方向支撑工件8。在图示的主轴驱动系统4中，大型的第一电机12用于在高速转动、高转矩的机械加工时驱动主轴10，小型的第二电机14在相对低速转动、相对高精度的机械加工或轮廓加工时使用。 [0061] 如图1、图2所示，机床1的一端具有主轴壳体16，如图3所示，该主轴壳体16至少局部收容主轴10和主轴驱动系统4。第一电机12安装于框架2，例如图3、图4、图13所示，第一电机12借助对应的第一传递机构18，以能够动作的方式连接于主轴10。第一传递机构18具有齿轮箱20和齿轮22、24、26之类的多个传递要素。齿轮箱20具有多个齿轮，进行高速转动、中速转动动作以及使第一电机12与主轴10分离的动作。在一个例子中，第一电机12在高速转动动作模式下使主轴10以0～1500RPM转动，在中速转动动作模式下，使主轴10以0～500RPM转动。但是，通过利用不同的齿轮比，当然能够得到不同的最大速度。 [0062] 被驱动齿轮26安装在主轴10的周围，通过与中间齿轮24和驱动齿轮22能够动作地啮合来驱动主轴10。中间齿轮24设置于轴28，以该轴28为中心进行转动。主轴位置反馈传感器30和旋转刻度尺32使利用主轴10的位置信息进行的驱动控制成为可能，从而能够准确地控制主轴10的动作。为了将主轴10能够转动地支撑在主轴壳体16内，主轴10安装在轴承34、36内。 [0063] 起因于传递机构的齿轮的齿隙或游隙，第一传递机构18有可能在系统内带来稍许的位置的不准确。因此，本实施方式的机床1在第一电机12和第一传递机构18的基础上，还具有第二电机14和第二传递机构38。第二电机14和第二传递机构38用于C轴轮廓加工(即，一边使工件8精密地转动一边对该工件8的外表面进行铣削加工)或其他的铣削加工动作这样的要求更高精度的切削动作。即，为了以更高速转动对工件8进行机械加工，主轴驱动系统4使用大型且高输出的第一电机(主轴电机)12。此外，为了对主轴10的转动进行低速控制并进一步对主轴10的位置进行精密控制，使用单独的更小型且低输出的第二电机(伺服电机)14。在一个例子中，第一电机12可以具有第二电机14的至少1.5倍的额定输出，在另一个例子中，第一电机12的额定输出可以是第二电机14的额定输出的10倍以上。更具体地说，在一个例子中，第一电机12具有大约60kW的额定输出，第二电机14具有大约4.5kW的额定输出。但是，可以使用具有不同的额定输出的电机12、14。例如，第一电机12可以具有10～100HP的范围内的额定输出，第二电机14可以达到4.5～9.5kW。并且，能够与尺寸不同的主轴10的主轴驱动系统4或不同的用途对应，改变第一传递机构18所使用的齿轮比和第二传递机构38的传递要素。例如，通过选择不同的齿轮比，60kW电机可以用作具有185mm～375mm的贯通孔径的主轴10的第一电机12，可以具有5800N·m～7000N·m的转矩输出。 [0064] 本实施方式的主轴驱动系统4构成为与不具备传递机构的主轴驱动装置、即使用与主轴呈一体的电机的主轴驱动装置具有同等级的精度。但是，与该电机相比较的本实施方式的主轴驱动系统4的优点之一在于：该主轴驱动系统4可以安装具有超过7英寸的贯通孔径的主轴10这样的大型的主轴10。在一个例子中，本实施方式的主轴10具有375mm或大约15英寸的贯通孔径。因此，图示的主轴驱动系统4保持与具有非常小的贯通孔径的主轴的驱动所适用的一体型主轴电机具有的高精度同等的高精度，并且能够应对非常大的工件8的加工。 [0065] 第二电机14构成为使用独立于第一传递机构18的第二传递机构38来驱动主轴10。换句话说，如后所述，第二电机14借助滚齿凸轮单元44使转塔单元(围绕部，可理解为第二转动件)48转动。并且，第二电机14借助该转塔单元48的转动，使主轴10转动。更优选的是第一传递机构18和第二传递机构38构成为能够明确地区分，并且不共用安装在主轴10周围的被驱动齿轮(例如被驱动齿轮26)这样的一个传递要素。作为一例，第二电机14是伺服电机，相对于主轴壳体16设置。参照图3～图5，第二电机14与驱动轴42一起设置在主轴10的一个侧面侧。驱动轴42与第二传递机构38连接。第二传递机构38(更具体地说是第二传递机构38的传递要素)能够选择性地成为“固定结构”。第二传递机构38为固定结构时(即，第二传递机构38能够动作地连接于主轴10时)，第二电机14能够驱动主轴10。在一个例子中，利用后述的锁定机构52实现能够选择性地固定的传递要素相对于主轴10的固定。固定结构是指借助第二传递机构38连接转塔单元48和主轴10的状态。另一方面，非固定结构是指未利用第二传递机构38连接转塔单元48和主轴10的状态。可以利用锁定机构52来切换第二传递机构 38的固定结构和非固定结构。第二传递机构38为固定结构时，第二电机14使主轴10与转塔单元48一起转动(即，借助转塔单元48的转动，使主轴10也转动)。另一方面，第二传递机构 38为非固定结构时，第二电机14独立于主轴10单独地使转塔单元48转动(即，不使主轴10转动，而是使转塔单元48转动)。 [0066] 如图6所示，可理解为第二传递机构38的结构要素的转塔单元48包括外轮部49，外轮部49具有多个凸轮辊(或凸轮从动件)46。各凸轮辊46沿着半径方向(转塔单元48的转动半径方向)安装于外轮部49的作为圆周周围的外表面部分49a。各凸轮辊46的转动轴在转塔单元48的该半径方向上延伸。第二传递机构38具有像滚齿凸轮单元44(参照图5)这样的凸轮。滚齿凸轮单元44与驱动轴42同轴安装，且与驱动轴42配置在一条直线上。如以下详细说明的那样，滚齿凸轮单元44构成为与多个凸轮辊46同时啮合。转塔单元48(如图3所示)借助轴承壳体50，能够转动地安装在主轴10的周围，并且与主轴10同轴安装。即，如图3、图4所示，转塔单元48围绕主轴10的一部分，主轴10以转动轴AX为中心进行转动，转塔单元48也以相同的转动轴AX为中心进行转动。因此，转塔单元48未借助锁定机构52与主轴10连接或固定时(非固定结构)，主轴10能够相对于转塔单元48(和与此相反)转动。 [0067] 图5、图9、图14等所示的滚齿凸轮单元44具有中央驱动部。该中央驱动部具有由连续的楔形肋形成的螺纹状或螺旋状的凸轮面。在螺旋路径内，该肋从柄突出，并且在柄的周围延伸设置。螺纹状或螺旋状的凸轮面提供与凸轮辊46顺畅且无齿隙的驱动接触。在优选的一个例子中，为了增大第二传递机构38的效率，滚齿凸轮单元44的柄具有与鼓形蜗杆同样的凹状的轮廓(外观)。如图5所示，滚齿凸轮单元44具有从中央驱动部向轴向延伸的轴部分44a、44b。并且，在轴部分44a、44b各自的端部附近，利用轴承40a、41a支撑各轴部分44a、44b。如图4所示，轴承40a、41a包含在轴承壳体40、41内，滚齿凸轮单元44的中央驱动部位于壳体45内。另外，滚齿凸轮单元44在壳体45上设置有开口部，以便能够与凸轮辊46啮合。利用凸轮辊46的转动动作，从滚齿凸轮单元44传递转矩。凸轮辊46形成在螺旋状肋的凸轮面的相邻部分之间，沿着螺旋状路径而从动，由此，滚齿凸轮单元44(从第二电机14的上方观察时)沿着顺时针方向转动，由此如图10所示，转塔单元48沿着顺时针方向转动。在图示的方式中，60个凸轮辊46均等地设置在转塔单元48的外轮部49的圆周周围。各凸轮辊46能够以如下的轴为中心进行转动，该轴沿着从转塔单元48的中心经过各凸轮辊46的中心而延伸的上述半径方向进行排列(参照图6)。根据主轴10的尺寸和该技术领域中已知的其他性能要件，来确定必要的凸轮辊46的数量。 [0068] 转塔单元48能够动作地卡合于主轴10，为了使第二电机14能够驱动主轴10而设置有锁定机构52。在此，进一步对锁定机构52进行详细说明。作为一例的锁定机构52具有能够动作地与主轴10和转塔单元48连接的多个结合要素(可理解为包含第一轨道58和第二轨道56的结构要素)。为了将转塔单元48固定于主轴10，结合要素(参照图6、图7、图11，更具体地说为第一轨道58和第二轨道56)相互排列在一条直线上时，能够选择性地连接主轴10和转塔单元48。结合要素排列在一条直线上时，排列的结合要素的轴心相对于主轴10的圆周沿着半径方向(可理解为主轴10的转动半径)延伸。此后，例如参照图7，嵌合构件66跨越第一轨道58和第二轨道56，沿着第一轨道58和第二轨道56的在上述半径方向延伸的轴心，朝向主轴10的中心移动(滑动)。由此，第一轨道58和第二轨道56以排列在一条直线上的状态固定(即，可理解为嵌合构件66与第一轨道58和第二轨道56嵌合的第一状态)，由此，主轴10和转塔单元48都被固定(上述固定结构)。由此，第二电机14能够借助转塔单元48和锁定机构 52来驱动主轴10。 [0069] 图6中例示的锁定机构52具有第一轨道58、第二轨道56和第三轨道54。第一轨道58设置于主轴10。主轴10具有环状凸缘(以下称为内轮构件64)，该环状凸缘固定地安装于该主轴10的外周面。第一轨道58安装于该内轮构件64。第二轨道56设置于围绕主轴10的转塔单元48。转塔单元48具有环状凸缘(以下称为外轮构件62)，该环状凸缘固定地设置于该转塔单元48的端面部。第二轨道56安装于外轮构件62。内轮构件64具有比外轮构件62的内径稍小的外径。因此，外轮构件62在内轮构件64的周围同轴配置。例如图6等所示，当主轴10位于规定的转动位置时，第一轨道58、第二轨道56和第三轨道54配置在同一直线上。此外，如图3所示，在主轴10(更具体地说，为内轮构件64)和转塔单元48之间安装有轴承壳体50。因此，如后所述，未利用嵌合构件66的滑动而连接第一轨道58和第二轨道56时(更具体地说，为嵌合构件66未与第一轨道58嵌合而是与第二轨道56嵌合时，可理解为第二状态)，未连接主轴10和转塔单元48(更具体地说，未连接内轮构件64和外轮构件62)，主轴10和转塔单元48利用轴承壳体50能够相互自由转动。第三轨道54安装于主轴壳体16(参照图3)。即，第一轨道58与主轴10的转动一起转动，第二轨道56与转塔单元48的转动一起转动，但是第三轨道54固定地安装于机床1，保持静止状态。另外，在第二状态下，嵌合构件66未与第一轨道58嵌合而是与第二轨道56和第三轨道54嵌合。 [0070] 锁定机构52还具有嵌合构件66。如图6所示，嵌合构件66具有大体C形的断面，与各轨道54、56、58嵌合，并在各轨道54、56、58上滑动。嵌合构件66是直线运动导向件，沿着第一轨道58、第二轨道56和第三轨道54滑动。如上所述，在锁定机构52的非锁定方向上(第二状态下)，嵌合构件66存在于第三轨道54和第二轨道56上。由此，如图6、图11、图12所示，解除由嵌合构件66对第一轨道58和第二轨道56的连接，第二传递机构38相对于主轴10独立并能够动作地分离。因此，在第二状态下，第一电机12使主轴10转动。使第一电机12转动，直到主轴10到达规定位置、即第一轨道58在主轴10上方的12点方向(可理解为规定的转动位置)与第二轨道56排列在一条直线上，以便第二电机14能够驱动主轴10(例如第一电机12使主轴10转动，以便从图14的状态成为图13的状态)。此后，嵌合构件66利用像液压致动器(可理解为驱动部)68这样的致动器向下滑动，从而嵌合构件66配置在第一轨道58和第二轨道56上(即，使嵌合构件66与第一轨道58和第二轨道56嵌合(第一状态)，参照图7、图8)。由此，如图 7、图8所示，嵌合构件66已经不存在于第三轨道54的任何部分之上。在嵌合构件66向第一轨道58与第二轨道56排列的规定位置移动之后，在由第二电机14进行驱动之前，齿轮箱20使第一电机12相对于主轴10独立并能够动作地分离(第一传递机构18处于中立位置)。为了相对于锁定机构52保持均衡，可以将一个或多个追加的第一轨道60与第一轨道58间隔地设置于内轮构件64。例如图4、图15所示，追加的第一轨道60在环状的内轮构件64上配置在第一轨道58的相反侧。 [0071] 例如图8-10、图12-14等所示，液压致动器68固定于主轴壳体16(机床1)。此外，例如图6所示，液压致动器68具有抵接部70，嵌合构件66具有凸部72。抵接部70选择性地与凸部72啮合。如图6所示，抵接部70具有与凸部72啮合的凹部形状。为了使锁定机构52转移至锁定状态，液压致动器68向下驱动转移抵接部70，抵接部70通过向下按压凸部72，将嵌合构件66朝向第一轨道58按压。如图6所示，抵接部70可以在与凸部72抵接的部分具有凸轮从动件74。凸轮从动件74为了与凸部72的上表面抵接，而在抵接部70的凹部形状内安装成能够围绕与主轴10的轴心并列的轴心转动。如果嵌合构件66完全地存在于第一轨道58和第二轨道56上，则外轮构件62固定于内轮构件64，由此，第二传递机构38的转塔单元48固定于主轴10。由此，转塔单元48能够与主轴10一起转动。因此，如图10所示，在第一状态(固定结构)下，第二电机14能够动作地卡合于主轴10，该第二电机通过使转塔单元48转动，从而借助各轨道56、58和嵌合构件66来驱动主轴10。 [0072] 嵌合构件66存在于第二轨道56和第一轨道58上，利用由第二电机14驱动的主轴10的转动，在嵌合构件66与内轮构件64和外轮构件62一起转动的期间，液压致动器68保持位于延伸位置的状态(参照图10)。在这种状态下，嵌合构件66返回上述规定位置时，以抵接部70能够使嵌合构件66向上后退并返回到第三轨道54和第二轨道56上的初始位置的方式，利用液压致动器68对抵接部70进行定位。抵接部70在主轴10等的转动半径方向上能够与凸部 72抵接，并且在主轴10等的转动方向上不与凸部72抵接。即，由于抵接部70具有凹部形状，所以即使例如像铣削加工中那样利用第二电机14使主轴10转动，凸部72也能够经过抵接部 70的凹部的脚部之间。虽然在凸部72经过抵接部70时，抵接部70所具有的凸轮从动件74与凸部72接触，但是凸轮从动件74将该接触时的两个构件72、74之间的接触阻力抑制为最小限度。 [0073] 为了使第二电机14和第二传递机构38与主轴10分离，主轴10需要利用第二电机14而转动，直到第二轨道56、第一轨道58和嵌合构件66返回规定位置。在规定位置处，各轨道54、56、58排列在一条直线上，液压致动器68能够进行提升动作。即，如图11、图12所示，嵌合构件66被抵接部70提升(第二状态、非固定结构)，直到嵌合构件66返回第三轨道54和第二轨道56上的初始位置为止(与锁定机构52的非锁定方向对应)。为了确认嵌合构件66返回上述位置，还可以使用位置传感器。此后，第一电机12从齿轮箱20的中立状态转移至高速动作模式或中速动作模式，此后如图13和图14所示，第一电机12通过第一传递机构18驱动主轴 10。 [0074] 本实施方式的机床1包括：以转动轴AX为中心进行转动的主轴10；以及围绕主轴10的转塔单元48。此外，该机床1包括第一轨道58、第二轨道56和嵌合构件66。嵌合构件66沿着第一轨道58和第二轨道56移动。并且，嵌合构件66在第一状态下与第一轨道58和第二轨道56嵌合。并且，嵌合构件66在第二状态下不与第一轨道58嵌合而是与第二轨道56嵌合。 [0075] 因此，嵌合构件66可以沿着第一轨道58和第二轨道56移动，从第二状态移动至第一状态。即，可以实现嵌合构件66与第一轨道58和第二轨道56嵌合，主轴10相对于转塔单元48固定的结构。如此，由于嵌合构件66与第一轨道58和第二轨道56嵌合，所以能够防止在嵌合构件66和各轨道58、56之间产生间隙(换句话说，能够防止产生游隙等)。因此，由于能够高精度地控制主轴10的转动，所以能够准确且高精度地对该工件8进行机械加工。 [0076] 此外，在本实施方式的机床1中，嵌合构件66在第一轨道58和第二轨道56上滑动。 [0077] 因此，可以在嵌合构件66和各轨道56、58之间不产生游隙等的状态下，顺畅地使嵌合构件66在各轨道56、58上移动。因此，能够抑制嵌合构件66和各轨道56、58的机械磨损。 [0078] 此外，在本实施方式的机床1中，转塔单元48以转动轴AX为中心进行转动，能够独立于主轴10进行转动。 [0079] 因此，在第一状态下，可以使主轴10和转塔单元48一起转动，在第二状态下，可以使主轴10和转塔单元48分别单独转动。 [0080] 此外，在本实施方式的机床1中，第一轨道58沿着主轴10的转动半径设置于主轴10。并且，第二轨道56沿着转动半径设置于转塔单元48。 [0081] 因此，可以采用使嵌合构件66沿着该转动半径方向移动的结构，利用该转动半径方向的移动，可以实现第一状态和第二状态之间的转移。 [0082] 此外，本实施方式的机床1包括固定地安装于机床1的第三轨道54。 [0083] 如此，由于第三轨道54的设置位置固定，所以可以利用第三轨道54作为将第一轨道58和第二轨道56配置成同一直线状的规定转动位置的标识。即，在机床1中，例如需要设定该转动位置时，通过利用该第三轨道54，能够容易地实施该设定等。 [0084] 此外，本实施方式的机床1还包括使嵌合构件66移动的液压致动器68。此外，嵌合构件66具有凸部72。液压致动器68具有抵接部70。抵接部70能够在转动半径方向上与凸部72抵接。抵接部70在主轴10的转动方向上不与凸部72抵接。例如，抵接部70具有与凸部72啮合的凹部形状70A。 [0085] 因此，通过使液压致动器68与凸部72在转动半径方向抵接，液压致动器68可以借助与凸部72的抵接，使嵌合构件66在各轨道56、58上移动。此外，在第一状态下，液压致动器68不会妨碍各轨道56、58和嵌合构件66伴随主轴10转动而进行的转动。因此，不需要将液压致动器68设置于包括主轴10的转动系统，可以设置于固定系统。即，可以防止液压致动器68与主轴10一起转动。因此，可以实现包括液压致动器68的结构的简单化，从而防止因液压致动器68的转动产生的不良现象。 [0086] 此外，在本实施方式1的机床1中，液压致动器68具有凸轮从动件74，该凸轮从动件74设置在液压致动器68的与凸部72抵接的部分。 [0087] 因此，可以防止伴随主轴10的转动而产生的液压致动器68和凸部72的接触部处的冲击和磨损。 [0088] 此外，本实施方式的机床1还包括滚齿凸轮单元44，转塔单元48具有与滚齿凸轮单元44啮合的多个凸轮从动件46。 [0089] 因此，可以在没有游隙等的状态下，使转塔单元48转动。因此，能够准确且高精度地使转塔单元48转动。 [0090] 此外，本实施方式的机床1还包括第一电机12和第二电机14。第一电机12使主轴10转动。第二电机14借助转塔单元48使主轴10转动。例如，第一电机12使主轴10转动的速度比第二电机14使主轴10转动的速度快。 [0091] 因此，在第一状态下，通过利用第二电机14使主轴10转动，可以实施利用速度慢的转动的高精度机械加工。此外，在第二状态下，通过利用第一电机12使主轴10转动，可以实施利用速度快的转动的机械加工。 [0092] 与优选的实施方式相关联对本发明进行了说明，但是本领域技术人员当然可以在本发明的原理和范围内，对用于说明本发明的性质而记载和图示的部件和结构要素的详细内容、材料和排列进行各种变更。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈