專利名稱：主軸裝置以及包括該主軸裝置的加工中心的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種主軸(spindle)裝置以及包括該主軸裝置的加工 中心，更特別地，涉及一種連接到門式加工中心的主軸頭的主軸裝置 以及包括該主軸裝置的加工中心。
背景技術(shù)：
例如，通常使用使得工件連接到其的機(jī)臺直線往復(fù)運(yùn)動的門式加 工中心作為加工中心，用于通過在大型工件與刀具之間的三維相對運(yùn) 動來實(shí)施諸如切削和/或鉆削的加工，以及用于控制在X軸、Y軸和Z 軸方向具有刀具的主軸。
在門式加工中心中，滑座(saddle)通過兩個立柱連接到橫梁上， 主軸頭連接到相對于該滑座在Z軸方向上運(yùn)動的滑枕(ram)的一端， 并且主軸經(jīng)由支架而樞轉(zhuǎn)地連接到所述主軸頭的兩個支撐臂。
在這種類型的主軸中，使用其中發(fā)動機(jī)安置在主軸中的發(fā)動機(jī)內(nèi) 置類型，并且已知一種機(jī)床，其中用于驅(qū)動該發(fā)動機(jī)的電源線以及用 于傳感器等的信號線從主軸頭側(cè)接線，并且設(shè)置繼電連接器以在其之 間建立連接(例如，參見專利文獻(xiàn)l)。
專利文獻(xiàn)1:待審查日本專利公開No.JP-A-2006-129611 (圖1)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題
事實(shí)上，在專利文獻(xiàn)1中所述的機(jī)床中，附加裝置連接到主軸頭的分度回轉(zhuǎn)軸，并且繼電連接器設(shè)置在附加裝置與分度回轉(zhuǎn)軸之間的 連接處。因此，例如，當(dāng)為了維修而將主軸從附加裝置脫離的時候， 不得不將該附加裝置和分度回轉(zhuǎn)軸拆卸，以便經(jīng)由繼電連接器而斷開 電源線和信號線，因此耗費(fèi)執(zhí)行維修的時間。在維修期間，不得不停 止機(jī)床，因此，引起了增加停機(jī)時間和降低生產(chǎn)效率的問題。
此外，當(dāng)如專利文獻(xiàn)1所述將電源線和信號線接線在一起時，信 號線可能受到來自電源線的干擾的影響。
考慮到上述問題創(chuàng)造了本發(fā)明，并且其首個目的是提供一種主軸 裝置和加工中心，其中可以在極短的時間內(nèi)實(shí)施主軸置換，維修期間 的停機(jī)時間較短，并且生產(chǎn)效率較高。此外，本發(fā)明的第二個目的是 提供一種主軸裝置和加工中心，其能夠防止布線受到干擾的影響。
解決問題的方案
本發(fā)明的第一個目的通過下面(1)至(4)方面來實(shí)現(xiàn)。
(1) 主軸裝置包括 樞轉(zhuǎn)地連接到支撐臂上的支架，并且具有大致與該支架的樞軸線
垂直的管狀部分；
主軸，其以可連接/可拆卸的方式配合到支架的管狀部分中，并且 其使得刀具能夠安裝在主軸的一端側(cè)上；以及
布線，其從主軸延伸并且經(jīng)由支架接線到支撐臂， 其中設(shè)置在從布線的延伸部分延伸預(yù)定長度的位置處的聯(lián)接部件 容納在支架之中。
(2) 根據(jù)(1)所述的主軸裝置， 其中支架包括
具有管狀部分的支架主體，以及容納聯(lián)接部件的凹槽部分；以
及連接到支架主體的蓋子，以便封蓋凹槽部分的開口。
(3) 根據(jù)(1)和(2)所述的主軸裝置， 其中支架主體設(shè)置有
從支架主體的后端面穿入凹槽部分中的開孔；以及 從凹槽部分向支撐臂的樞軸連接到其的接合面打開的斜孔，并
且
其中布線經(jīng)由支架主體的開孔、凹槽部分和斜孔接線到支撐臂。
(4) 包括有根據(jù)(1)至(3)中的任何一個所述的主軸裝置的加 工中心。
此外，本發(fā)明的第二個目的是通過下述(5)至(9)方面實(shí)現(xiàn)的。
(5) 主軸裝置，包括
支架，其樞轉(zhuǎn)地連接到支撐臂上，并且具有大致與支架的樞軸線
垂直的管狀部分；以及
主軸，其以可連接/可拆卸方式配合到支架的管狀部分中，其中刀
具安裝在主軸的一端側(cè)上，并且第一和第二布線從該主軸的另一端側(cè) 延伸，
其中支架包括
空間，通過其將第一和第二布線單獨(dú)接線；以及 兩個開孔，用于分別將第一和第二布線引導(dǎo)至所述空間。
(6) 根據(jù)(5)所述的主軸裝置， 其中第一布線是包含在主軸中的用于發(fā)動機(jī)的電源線，而第二布
線是用于傳感器的信號線。
(7) 根據(jù)(5)或(6)的主軸裝置， 其中所述空間具有第一和第二空間，該第一和第二空間形成在關(guān)
于管狀部分的中心軸線大致對稱的位置處。(8) 根據(jù)(5)至(7)中的任意一個的主軸裝置，
其中支架具有形成一對接合面的側(cè)面， 一對支撐臂的樞軸連接到 該一對接合面，并且
其中所述空間向所述一對接合面開口，以便分別引出所述第一和 第二布線。
(9) 包括根據(jù)(5)至(8)中的任意一個的主軸裝置的加工中心。 有益的效果
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種從主軸延伸并且經(jīng)由支架而接線到支撐 臂的布線，并且設(shè)置在從布線的延伸部分延伸預(yù)定長度的位置處的聯(lián) 接部件被容納在該支架當(dāng)中。因此，當(dāng)從支架拆卸主軸的時候，布線 可以經(jīng)由聯(lián)接部件分離，同時保持所述支架連接于支撐臂上。而且， 當(dāng)主軸連接到支架的時候，布線可以經(jīng)由聯(lián)接部件連接，同時保持所 述支架連接于支撐臂上。因此，可以在極短的時間內(nèi)置換主軸，致使 維修期間停機(jī)時間短和高生產(chǎn)效率。
此外，聯(lián)接部件容納在支架主體的凹槽部分中，該凹槽部分由蓋 子封蓋。因此，當(dāng)從支架拆卸主軸的時候，聯(lián)接部件可以與主軸一起 從支架輕易的拉出，并且可以防止該聯(lián)接部件干擾支架內(nèi)的其他部件。
此外，支架主體設(shè)置有從該支架主體的后端面穿入凹槽部分中的 開孔，以及從凹槽部分向接合面打開的斜孔，支撐臂的樞軸連接到該 接合面。并且經(jīng)由支架主體的開孔、凹槽部分和斜孔而將布線接線到 支撐臂上。因此，可以將從主軸延伸的布線平滑地接線到支撐臂上。
此外，根據(jù)本發(fā)明，主軸連接到其上的支架設(shè)置有空間和兩個開 孔，通過所述空間將第一和第二布線單獨(dú)接線，所述兩個開孔用于分 別將第一和第二布線引導(dǎo)至所述空間，因此，可以防止第一和第二接 線受到噪聲的影響。尤其地，當(dāng)?shù)谝徊季€是用于包含在主軸中的發(fā)動機(jī)的電源線，而第二布線是用于傳感器的信號線的時候，可以防止該 信號線受到由電源線引起的噪聲的影響。因此，可以通過傳感器精確 地檢測主軸的操作。
此外，由于所述空間具有形成在相對于支架的管狀部分的中心軸 線基本對稱的位置處的第一和第二空間，所以第一和第二布線可以彼 此分離地接線，并且可以更確定地防止每個布線受到噪聲的影響。
此外，出于分別引出第一和第二布線的目的，所述空間向著一對 接合面開口， 一對支撐臂的樞軸連接到該一對接合面，并且因此，第 一和第二布線可以接線到樞軸，而不受噪聲的影響。


圖l是將本發(fā)明的主軸裝置應(yīng)用到其上的門式加工中心的示意圖。
圖2是示出了圖1所示的主軸頭的主要部分的透視圖。
圖3是示出了主軸頭的前視圖。
圖4是示出了主軸裝置的分解透視圖。
圖5A是支架主體的頂視圖。 圖5B是支架主體的后視圖。 圖5C是從圖5B的V-V線截取的剖視圖。
附圖標(biāo)記說明
1 門式加工中心(加工中心)
20 主軸裝置
21支架
22管狀部分
23 支架主體
24平板蓋
25 后蓋
30 主軸41電源線(第一布線)
42信號線(第二布線)
70，71'凹槽部分
71，71，開孔
72，72，斜孔
Si第一空間
s2第二空間
具體實(shí)施例方式
下文中，將參考附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的主軸裝置以及作為根 據(jù)本發(fā)明的加工中心的門式加工中心。
如圖1所示，在門式加工中心l中，工作臺3支撐在床身2上， 以便在X軸方向上運(yùn)動，并且一對支柱4垂直設(shè)置在床身2的相對側(cè)。 橫梁5橫跨支柱4的上端運(yùn)行，并且滑座6設(shè)置在橫梁5處，以便在Y 軸方向上是可運(yùn)動的。此外，可以在Z軸方向上上升和下降的滑枕(ram) 7由滑座6支撐，并且用于保持本發(fā)明的主軸裝置20、同時使得能夠 以繞著Y軸和Z軸分度回轉(zhuǎn)的方式來驅(qū)動該主軸裝置20的主軸頭8被 配合到滑枕7的下端。
如圖2和3所示，主軸頭8具有一對支撐臂9，以便主軸裝置20 的支架21夾在它們之間，并且固定在支架21的側(cè)面處的一對樞軸10 經(jīng)由多個軸承11可旋轉(zhuǎn)地容納在支撐臂9中。此外，發(fā)動機(jī)12設(shè)置 于所述樞軸10中的一個；因此，主軸裝置20連接到一對支撐臂9上， 以便繞著Y軸(樞軸A)是可樞轉(zhuǎn)的。需要注意的是，主軸裝置20的 樞轉(zhuǎn)驅(qū)動可以通過樞軸IO的齒輪驅(qū)動來提供，而不是通過設(shè)置在樞軸 IO周圍的發(fā)動機(jī)12來提供。
如圖4所示，主軸裝置20的支架21包括
支架主體23，樞軸10在Y軸方向上在其側(cè)面處固定到該支架主體23上，并且該支架主體23具有在X軸方向上(大約垂直于樞軸A) 通過支架主體23的管狀部分22;
一對平板蓋24，其在Z軸方向上固定在支架主體23的側(cè)面處；
以及
后蓋25，其固定在支架主體23的后端面處。
此外，在其尖端側(cè)(一端側(cè))安裝有刀具(tool) W的主軸30以 可連接/可拆卸方式被連接到所述支架主體23的管狀部分22之中。需 要注意的是，在圖4中，附圖標(biāo)記23a表示用于固定樞軸IO的栓孔。
此外，在主軸30中，裝配有刀具W的旋轉(zhuǎn)部分31被支撐，以便 相對于殼體32經(jīng)由未示出的軸承是可旋轉(zhuǎn)的。旋轉(zhuǎn)部分31由未示出 的內(nèi)部發(fā)動機(jī)所驅(qū)動。需要注意的是，作為主軸30，可以應(yīng)用已知的 發(fā)動機(jī)內(nèi)置型主軸。通過將螺栓緊固在設(shè)置在殼體32處的凸緣部分32a 與支架主體23的前端面之間，而將該主軸30固定到支架21。因此， 可以通過移除多個螺栓33而將主軸30從支架21朝著尖端側(cè)拉出。
作為主軸30的另一端側(cè)，殼體32的后端形成為具有小直徑。因 此，用作通過其將電源供給到發(fā)動機(jī)的定子上的布線的電源線41 (第 一布線)，以及用作設(shè)置在主軸30處的用于傳感器的布線的信號線42 (第二布線)向后延伸，以便不干預(yù)支架主體23的管狀部分22。需要 注意的是，在本發(fā)明中，作為傳感器，提供用于檢測旋轉(zhuǎn)部分31的旋 轉(zhuǎn)速度的編碼器、用于檢測箝位活塞的位置的位置檢測傳感器、和/或 用于檢測刀具存在或者不存在的刀具檢測傳感器。
從殼體32引出至后蓋25的電源線41穿過形成在支架主體23中 的第一空間S!而接線。另一方面，在后蓋25內(nèi)部的每一個信號線42 穿過第二空間S2而接線，該第二空間S2形成在相對于支架主體23的 管狀部分22的中心軸線B與第一空間S！大致對稱的位置處。第一空間Si和第二空間S2形成為大致相同的形狀。如圖4和5所
示，支架主體23設(shè)置有
凹槽部分70， 70，，其形成在垂直于支架主體23的樞軸線A和管 狀部分22的中心軸線B的支架主體23的側(cè)面處(在Z軸方向上)；
開孔71， 71'，其從支架主體23的后端面穿入凹槽部分70， 70， 中；以及
斜孔72， 72'，其從凹槽部分70， 70'的底面向著樞軸IO連接于其 的的各接合面開口，并且所述斜孔72， 72'部分地向管狀部分22的內(nèi) 周面開口。
而且，未示出的0形環(huán)配合到其的環(huán)槽73圍繞凹槽部分70， 70' 而形成，并且一對平板蓋24分別固定到支架主體23，從而密封凹槽部 分70， 70'的側(cè)面開口。
而且，將穿過如上所述形成的第一空間Sl和第二空間S2接線并 且從各接合面引出的電源線41和信號線42，被分別從形成在一對樞軸 10的每一個處的柱面取出，并且分別朝著主軸頭導(dǎo)向(見圖3)。此 外，如圖4所示，電源線41和信號線42分別由諸如無焊料端子和/或 包括一對用于連接端子的連接部件的連接器的聯(lián)接部件74以可拆卸/ 可連接的方式沿程連接。聯(lián)接部件74分別設(shè)置在從用于布線41， 42 的延伸部分延伸預(yù)定長度的位置處，該布線41， 42從殼體32的外表 面延伸，并且聯(lián)接部件74容納在凹槽部分70， 70'中。在這里，本實(shí) 施例中的"預(yù)定長度"是指至少從用于布線41， 42的延伸部分到設(shè)置 在主軸頭側(cè)處的布線41， 42處的聯(lián)接部件74設(shè)置布線所需要的長度。 此外，支架主體23的開孔71， 71'形成為具有布線41， 42和聯(lián)接部件 74可以充分通過其的尺寸。需要注意的是，圖4中的聯(lián)接部件74示出 陽連接器74a設(shè)置在從主軸30延伸的布線處；而陰連接器74b設(shè)置在 主軸頭側(cè)的布線處。
因此，當(dāng)從支架21拆卸主軸30的時候，移除平板蓋24以釋放容納在凹槽部分70， 70'中的聯(lián)接部件74，從而分離布線41， 42。然后， 由于主軸30被從支架21拉出，所以在主軸側(cè)處的分離的布線41， 42 以及聯(lián)接部件74穿過開口 71， 71，，并且被從支架21取出。因此，通 過釋放聯(lián)接部件74而分離這些布線41， 42，并且在保持支架主體23 連接于支撐臂9的同時確保了這些布線41， 42的分離。
而且，當(dāng)主軸30連接到支架21的時候，在移除了平板蓋24和后 蓋25的情況下，從支架主體23的后端面暴露的布線41， 42經(jīng)由開孔 71， 71，接線到凹槽部分70， 70，中，并且經(jīng)由聯(lián)接部件74從主軸頭側(cè) 連接到接線到凹槽部分70， 70'中的布線41， 42上。因此，在保持支 架主體23連接于支撐臂9的同時，確保了這些布線41， 42的連接。
應(yīng)當(dāng)注意的是，如圖5B所示，在主軸30連接到支架21的情況下， 電源線41從其取出的相位和第一空間S〗的開孔71的相位位于彼此靠 近，此外，信號線42從其取出的相位和第二空間S2的開孔71'的相位 也盡可能地彼此靠近。因此，防止了這些布線41， 42在后蓋25內(nèi)部 引起干擾，并且可以更有利于布線布置。
因此，在本實(shí)施例的主軸裝置20中，設(shè)置了從主軸30延伸并且 經(jīng)由支架21接線到支撐臂9上的布線41， 42，并且分別設(shè)置在從用于 布線41， 42的延伸部分延伸預(yù)定長度的位置處的聯(lián)接部件74容納在 支架21中。因此，當(dāng)0從支架21拆卸主軸3的時候，可以在保持支 架主體23連接于支撐臂9的同時，經(jīng)由聯(lián)接部件74分離布線41， 42。 除此之外，當(dāng)主軸30連接到支架21上的時候，也可以在保持支架主 體23連接于支撐臂9的同時，經(jīng)由聯(lián)接部件74連接布線41， 42，因 此使得能夠在極短的時間內(nèi)置換主軸30，而無需從支撐臂9拆卸支架 主體23。
此外，聯(lián)接部件74容納在由平板蓋24封蓋的支架主體23的凹槽 部分70， 70'中。因此，當(dāng)從支架21拆卸主軸30的時候，聯(lián)接部件74可以容易地與主軸30 —起被從支架21中拉出，而且，可以防止聯(lián)接 部件74干擾在支架21之中的其他部件。
此外，支架主體23設(shè)置有從支架主體23的后端面穿入凹槽部 分70， 70，的開孔71， 71，；以及從凹槽部分70， 70'向著接合面開口的 斜孔72， 72，，支撐臂9的樞軸IO連接到該接合面。并且布線41， 42 經(jīng)由支架主體23的開孔71， 71'、凹槽部分70， 70，以及斜孔72， 72' 而接線到支撐臂。因此，從主軸30延伸的布線41， 42可以被平順地 接線到支撐臂上。此外，由于支架主體23的后端面被后蓋25封蓋， 所以這些布線41， 42可以在不暴露于外部的情況下接線。
此外，在本實(shí)施例的主軸裝置20中，主軸30與其連接的支架21 設(shè)置有第一空間S!和第二空間S2，將、電源線41和信號線42穿過 該第一和第二空間分別接線；以及兩個開孔71， 71'，該兩個開孔用于 分別將電源線41和信號線42引導(dǎo)至所述第一空間Si和第二空間S2的 凹槽部分70， 70'中。因此，可以防止信號線42受到由電源線41引起 的噪聲的影響，并且可以通過傳感器精確地檢測主軸30的操作。
此外，由于所述第一空間Si和第二空間S2形成在相對于支架主體
23的管狀部分22的中心軸線B基本對稱的位置處，所以電源線41和 信號線42可以彼此分離地接線，并且可以更確定地防止信號線42受 到由電源線41引起的噪聲的影響。
此外，出于分別引出電源線41和信號線42的目的，第一空間Sj 向著支撐臂9之一的樞軸10與其連接的支架主體23的接合面之一開 口 ，而第二空間S2向著另一個支撐臂9的樞軸10與其連接的支架主體 23的另一個接合面開口。因此，信號線42可以被接線到樞軸，而不受 由電源線41引起的噪聲的影響。
應(yīng)該注意的是，本發(fā)明并不限于前述實(shí)施例，并且在認(rèn)為合適的情況下可以對本發(fā)明進(jìn)行變化和修改等等。
在本實(shí)施例中，聯(lián)接部件74容納在凹槽部分70， 70，中，并且在 移除平板蓋24以及釋放聯(lián)接部件74之后，主軸30從支架21脫離。 然而，聯(lián)接部件74可以容納在這樣一個位置處(例如，在后蓋25中)， 即連同5主軸30被從支架21拉出，聯(lián)接部件74通過該位置被從管狀 部分22拉出。
此外，在本實(shí)施例中，主軸裝置20由主軸頭8的一對支撐臂9樞 轉(zhuǎn)地支撐。然而，該主軸裝置20也可以替換地以懸臂方式由單個支撐 臂支撐。
此外，只要可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目標(biāo)，可以將形成在支架主體23中
的第一空間Si和第二空間S2的形狀改變?yōu)槿魏涡螤睢＠?，第一空間 Si和第二空間S2可以為單通空間，并且在這種情況下，僅僅需要形成 用于分別將電源線41和信號線42引入該空間內(nèi)的兩個開孔71， 71'。 除此之外，如果設(shè)置了被劃分為兩部分的第一空間S!和第二空間S2， 那么如本實(shí)施例那樣，該第一空間Si和第二空間S2可以位于相對于管 狀部分22的中心軸線B基本對稱的位置處，但是不必將這些空間Sj
和S2位置于對稱的位置處。
需要注意的是，本申請基于2006年12月27日提交的日本專利申 請No.2006-351015，以及2006年12月27日提交的日本專利申請 No.2006-351016，其整個內(nèi)容結(jié)合于此以供參考。
權(quán)利要求
1.一種主軸裝置，包括支架，該支架樞轉(zhuǎn)地連接到支撐臂上，并且具有大致與該支架的樞軸線垂直的管狀部分；主軸，該主軸以可連接/可拆卸的方式配合到所述支架的所述管狀部分中，并且其使得刀具能夠安裝在該主軸的一端側(cè)上；以及布線，其從所述主軸延伸并且經(jīng)由所述支架接線到所述支撐臂，其中設(shè)置在從所述布線的延伸部分延伸預(yù)定長度的位置處的聯(lián)接部件容納在所述支架之中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的主軸裝置， 其中所述支架包括具有所述管狀部分的支架主體，以及容納所述聯(lián)接部件的凹槽 部分；以及連接到所述支架主體的蓋子，以便封蓋所述凹槽部分的開口。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的主軸裝置， 其中所述支架主體具有從所述支架主體的后端面穿入所述凹槽部分中的開孔；以及 從所述凹槽部分向接合面開口的斜孔，所述支撐臂的樞軸連接到該接合面，并且其中所述布線經(jīng)由所述支架主體的所述開孔、所述凹槽部分和所述斜孔而接線到所述支撐臂。
4. 一種加工中心，其包括根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任何一個所述 主軸裝置。
5. —種主軸裝置，包括支架，該支架樞轉(zhuǎn)地連接到支撐臂上，并且具有大致與該支架的樞軸線垂直的管狀部分；以及主軸，該主軸以可連接/可拆卸的方式配合到所述支架的所述管狀 部分中，其中刀具安裝在該主軸的一端側(cè)上，并且第一和第二布線從 該主軸的另一端側(cè)延伸，其中所述支架包括空間，通過該空間將第一和第二布線單獨(dú)接線；以及 兩個開孔，用于分別將所述第一和第二布線引導(dǎo)至所述空間。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的主軸裝置，其中所述第一布線是包含在所述主軸中的發(fā)動機(jī)用的電源線，而 第二布線是用于傳感器的信號線。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的主軸裝置，其中所述空間具有第一和第二空間，該第一和第二空間形成在相 對于所述管狀部分的中心軸線大致對稱的位置處。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5至7的任意一項(xiàng)所述的主軸裝置， 其中所述支架具有形成一對接合面的側(cè)面， 一對支撐臂的樞軸連接到該一對接合面，并且其中所述空間向著所述一對接合面開口，以便分別引出所述第一 和第二布線。
9. 一種加工中心，其包括根據(jù)權(quán)利要求5至8的任意一項(xiàng)所述的 主軸裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種主軸裝置和加工中心，其中可以在極短的時間內(nèi)實(shí)施主軸置換，維修期間的停機(jī)時間短，并且生產(chǎn)效率高。在主軸裝置(20)中，設(shè)置了從主軸(30)延伸并且經(jīng)由支架(21)接線到支撐臂上的布線(41，42)，以及容納在所述支架(21)之中的聯(lián)接部件(74)，其每個設(shè)置在從布線(41，42)的延伸部分延伸預(yù)定長度的位置處。
文檔編號B23Q1/00GK101563186SQ20078004680
公開日2009年10月21日 申請日期2007年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月27日
發(fā)明者巖崎修, 稻垣好史, 米山博樹, 辰田好教 申請人:日本精工株式會社;津田駒工業(yè)株式會社