旋轉(zhuǎn)工具的旋轉(zhuǎn)振動以及動平衡的調(diào)整機構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)工具的旋轉(zhuǎn)振動以及動平衡的調(diào)整機構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]主軸具備裝配旋轉(zhuǎn)工具的主軸桿。在機床中，旋轉(zhuǎn)工具向主軸桿的安裝一般情況下使用彈簧夾頭或收縮夾頭來進行。這些夾頭構(gòu)造的位置偏移較小，夾緊的強度也足夠強。
[0003]特別是在超精密加工中使用的主軸，為了降低主軸桿的軸承的發(fā)熱、振動而使用空氣軸承?？諝廨S承對較大的載荷的承受能力較低，所以若使主軸桿在具有較大的不平衡的狀態(tài)下高速旋轉(zhuǎn)，則存在軸承損傷的可能性。因此，需要每次修正平衡，使主軸桿的轉(zhuǎn)速提高，并反復進行調(diào)整直到最終使用的組稿轉(zhuǎn)數(shù)下的動平衡修正結(jié)束，所以成為花費時間的作業(yè)。
[0004]參照圖16A以及圖16B對以往的動平衡的調(diào)整方法進行說明。
[0005]圖16A所示的主軸5中，在主軸桿4上直接裝有彈簧夾頭(彈簧夾頭的工具支架3)，所以沒有調(diào)整工具的振動的機構(gòu)。如圖16A所示，動平衡的調(diào)整時，在主軸5上安裝振動傳感器63和旋轉(zhuǎn)傳感器65，使主軸5的主軸桿4旋轉(zhuǎn)而由動平衡測量裝置61測量。
[0006]動平衡測量裝置61顯示應(yīng)當向哪個旋轉(zhuǎn)相位追加多大的加重。如箭頭67所示，在彈簧夾頭(彈簧夾頭的工具支架3)的端面上如圖16B所示地每22.5°地設(shè)置有16處用于旋入平衡螺絲(未圖示)的螺孔35，在最接近由動平衡測量裝置61所指示的相位的螺孔擰入指定重量的平衡螺絲(緊固螺絲)，對平衡進行修正。因此，修正時必須停止主軸的旋轉(zhuǎn)。
[0007]就在超精密加工機等所使用的旋轉(zhuǎn)工具而言，優(yōu)選將與旋轉(zhuǎn)軸正交的方向的位置偏移抑制在I μπι以下、將旋轉(zhuǎn)時的動平衡的偏移抑制在1mg以下。彈簧夾頭、收縮夾頭選用安裝時位置難以偏移的構(gòu)造，與之相反地不是能夠修正偏移量的構(gòu)造。另外，這些夾頭的構(gòu)造中，難以將與旋轉(zhuǎn)軸正交的方向的位置偏移抑制在I μπι以下、將旋轉(zhuǎn)時的動平衡的偏移抑制在1mg以下的偏移。雖然通過安裝平衡用配重能夠手動地對動平衡進行調(diào)整，但是每次加載配重時需要使主軸桿的旋轉(zhuǎn)停止，配重的拆裝難以自動化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此，本發(fā)明的目的在于，鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的問題點，提供一種旋轉(zhuǎn)工具的旋轉(zhuǎn)振動以及動平衡的調(diào)整機構(gòu)，能夠使主軸旋轉(zhuǎn)地直接移動旋轉(zhuǎn)工具與工具支架的位置，從而對旋轉(zhuǎn)工具的旋轉(zhuǎn)振動與動平衡進行調(diào)整。
[0009]在本發(fā)明中，將工具安裝于專用的工具支架，該工具支架使用真空夾頭或磁性夾頭而安裝于主軸。工具支架的外周上設(shè)置有使旋轉(zhuǎn)方向的相位與旋轉(zhuǎn)軸方向的位置移動的多個突起，在使主軸旋轉(zhuǎn)時通過該突起與靜止部相接觸，能夠使工具支架的安裝向任意方向移動。在進行調(diào)整時進僅通過減弱真空或由空氣壓力減弱磁性夾頭，就能夠容易地使工具支架移動。此外，此處所謂的使主軸旋轉(zhuǎn)是指使主軸的主軸桿旋轉(zhuǎn)。
[0010]本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)工具的旋轉(zhuǎn)振動以及動平衡的調(diào)整機構(gòu)具備:安裝上述旋轉(zhuǎn)工具的主軸；保持上述旋轉(zhuǎn)工具的工具支架:將上述工具支架向上述主軸的旋轉(zhuǎn)軸方向吸引并且向與該主軸的旋轉(zhuǎn)軸方向垂直的方向可移動地吸引的夾頭；設(shè)置于上述工具支架的外周面的第一突起；設(shè)置于在使上述主軸旋轉(zhuǎn)時上述第一突起的軌跡形成的平面上的第二突起；以及直至上述第一突起與上述第二突起碰撞為止，任意地改變從上述主軸的旋轉(zhuǎn)軸到上述第二突起為止的距離的距離改變單元。
[0011]在本發(fā)明的調(diào)整機構(gòu)中，真空夾頭或磁性夾頭通過吸引力將工具支架安裝于主軸，所以若施加外力能夠使與旋轉(zhuǎn)軸的相對位置移動，從而能夠?qū)ぞ叩闹行钠?、動平衡的偏移進行修正。磁性夾頭利用永磁鐵即使在停電時工具也不落下。第二突起位于第一突起的旋轉(zhuǎn)平面上，所以若使主軸的旋轉(zhuǎn)軸與第二突起的相對距離接近則第一突起與第二突起碰撞。通過在旋轉(zhuǎn)中碰撞，第一突起被按壓，在工具支架上施加外力，所以工具支架的位置偏移。一般情況下，相比于施加靜態(tài)的力，施加敲擊(間斷的碰撞)能夠更容易使物體移動微小距離。通過在旋轉(zhuǎn)部具有突起，與旋轉(zhuǎn)同步地被間斷地按壓，所以自動且高速地進行敲擊動作。
[0012]上述第一突起也可以構(gòu)成為，在上述工具支架的外周面上改變旋轉(zhuǎn)方向的相位地配置多個，并配置為在上述主軸旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，上述第一突起的軌跡形成的多個旋轉(zhuǎn)平面不會相互重疊，并且，能夠通過改變上述主軸與上述第二突起的相對位置得到上述第一突起的任意一個與上述第二突起碰撞的配置。
[0013]在該實施方式中，第一突起旋轉(zhuǎn)軸方向的位置各不相同，所以在使主軸旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，能夠與旋轉(zhuǎn)同步地僅按壓(與第二突起碰撞)任意第一突起。另外，第一突起的旋轉(zhuǎn)方向的相位各不相同，所以工具支架僅向被按壓的第一突起的方向偏移。因此，能夠通過按壓哪個第一突起來選擇使旋轉(zhuǎn)中的工具支架移動的方向。
[0014]上述第一突起可以有四個，各自的上述旋轉(zhuǎn)方向的相位相差90°。
[0015]在該實施方式中，在以每90°偏移的相位存在四個第一突起的情況下，在對其中任意一個過度按壓的情況下，只要按壓相位與之偏移180°的突起就能夠向其相反方向移動，或者能夠按壓別的突起從而向與之正交的方向按壓，所以能夠使工具支架向任意方向移動。此外，就第二突起而言數(shù)量不必與第一突起相同，可以只有一個。
[0016]上述主軸以及上述動平衡調(diào)整機構(gòu)也可以搭載于機床，并構(gòu)成為能夠使用該機床的直動軸或旋轉(zhuǎn)軸來任意地改變上述第一突起與第二突起的相對距離。
[0017]在該實施方式中，通過利用機床的軸，不需要其他的構(gòu)造(例如由氣缸驅(qū)動第二突起從而使其與第一突起碰撞)，就能夠使任意的第一突起與第二突起碰撞。
[0018]上述機床由數(shù)值控制裝置控制，上述數(shù)值控制裝置具備調(diào)整部，該調(diào)整部根據(jù)上述直動軸或上述旋轉(zhuǎn)軸的位置偏移的大小來計算旋轉(zhuǎn)工具的動平衡的大小，根據(jù)上述主軸的旋轉(zhuǎn)角度與上述位置偏移的相位差來計算動平衡向哪個方向偏移，并以對各軸進行自動控制從而使上述動平衡的大小變?yōu)樽钚〉姆绞秸{(diào)整上述工具支架的位置。
[0019]在該實施方式中，搭載于機床的數(shù)值控制裝置為了控制各軸的位置而一直監(jiān)視位置偏差，在內(nèi)部帶有位置偏差的參數(shù)。包括工具的工具支架的動平衡較差則振動傳遞至機床所以位置偏差變差。若比較位置偏差的相位與主軸的旋轉(zhuǎn)角度則能夠計算動平衡的偏移量和方向?；谠摻Y(jié)果，以使相位最接近偏移方向的第一突起與第二突起接觸的方式反復進行，就能夠使動平衡最小。
[0020]上述機床由數(shù)值控制裝置控制，具備測量上述旋轉(zhuǎn)工具的旋轉(zhuǎn)振動的量與相位的傳感器，上述數(shù)值控制裝置具備調(diào)整部，該調(diào)整部根據(jù)上述主軸的旋轉(zhuǎn)角度與上述的旋轉(zhuǎn)振動的相位來計算動平衡在哪個方向偏移，并以對各軸進行自動控制從而使上述旋轉(zhuǎn)振動的量變?yōu)樽钚〉姆绞秸{(diào)整上述工具支架的位置。
[0021]在該實施方式中，工具的振動不對工具自身進行測量就不能得到所以需要傳感器。若比較工具的振動量和相位與主軸的旋轉(zhuǎn)角度則能夠計算動平衡的偏移量和方向?；谠摻Y(jié)果，以使相位最接近偏移方向的第一突起與第二突起接觸的方式反復進行，就能夠使工具的振動最小。此外，工具的振動成為最小的工具支架的位置與動平衡成為最小的工具支架位置可以不一致。
[0022]上述夾頭可以是真空夾頭，上述調(diào)整機構(gòu)還具有能夠任意地改變該真空夾頭的真空度的真空度變更單元，在旋轉(zhuǎn)工具的旋轉(zhuǎn)振動或動平衡的調(diào)整時通過使真空度下降。由此，通過在調(diào)整時使真空下降，易于移動工具支架的位置。
[0023]上述夾頭也可以是由永磁體產(chǎn)生磁力的磁性夾頭，上述調(diào)整機構(gòu)還包含向上述工具支架的安裝面輸送空氣壓力的機構(gòu)和能夠任意地改變空氣壓力的機構(gòu)，在旋轉(zhuǎn)工具的旋轉(zhuǎn)振動或動平衡的調(diào)整時使上述空氣壓力上升。
[0024]在該實施方式中，磁性夾頭也存在電磁鐵式，但是優(yōu)選不需電源供給從而在停電時也能吸附的永磁鐵式。但是，永磁鐵不能調(diào)整吸引力。通過以空氣壓力施加于永磁鐵的吸引力相反的力，易于移動工具支架的位置。另外，工具支架更換時也可以使用空氣壓力，使工具支架易于拆下。
[0025]上述數(shù)值控制裝置還與碰撞檢測單元連接，該碰撞檢測單元通過上述位置偏移來檢測上述第一突起與上述第二突起的碰撞。
[0026]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種旋轉(zhuǎn)工具的旋轉(zhuǎn)振動以及動平衡的調(diào)整機構(gòu)，能夠使主軸旋轉(zhuǎn)地直接移動旋轉(zhuǎn)工具與工具支架的位置，從而對旋轉(zhuǎn)工具的旋轉(zhuǎn)振動與動平衡進