CN111670087A - 机床的内置型电力驱动系统及其运转方法 - Google Patents

机床的内置型电力驱动系统及其运转方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及机床的内置型电力驱动系统，其可包括：壳体；主轴，其在所述壳体沿前后方向延长，并为相对于壳体可旋转地设置的中空管形态；内置马达，其包括固定于所述壳体内部的定子，和固定于所述主轴的外面的转子，通过从外部施加的电源使得在定子与转子之间产生扭矩，从而产生转子的旋转运动；卡盘，其设置于所述主轴的前端部，并配备有夹紧被加工物的钳口；牵引杆，其设置为在所述主轴的内侧可沿前后方向进行直线运动，前端部与所述钳口连接；牵引杆键及牵引杆键槽，其将所述牵引杆可直线运动地连接于所述卡盘，但不可旋转运动地连接；卡盘锁定单元，其限制或解除所述卡盘相对于所述壳体的旋转运动；离合器单元，其可前进后退地设置于所述主轴的前方部和卡盘的后方部之间，相对于卡盘限制主轴，或对于卡盘可相对旋转地分离；导螺杆，其在外面以螺旋形形成有螺纹，固定地形成于所述牵引杆；驱动单元，其固定于所述主轴的外面，与主轴一起旋转；以及螺母盖，其结合于所述驱动单元并与驱动单元一起旋转，在内周面形成有与所述导螺杆的螺纹螺旋结合的螺纹。

Description

机床的内置型电力驱动系统及其运转方法
技术领域
本发明涉及一种机床，更为详细而言，涉及一种机床的内置型电力驱动系统及其运转方法，在加工工件的车床中不使用传动带的情况下将驱动主轴的马达直接连接在主轴的外面，从而使得主轴旋转，向包括用于利用离合器装置来驱动卡盘的牵引杆及主轴的旋转系统，可有选择地传递马达的动力。
背景技术
通常，机床包括被加工物和加工工具，两个中一个被固定时，另一个进行旋转，从而加工被加工物的形状，根据旋转部可区分为机床和铣床。
所述机床以在加工工具静止的状态下被加工物旋转的方式构成，一般包括用于固定被加工物的卡盘和驱动所述卡盘的牵引杆，还有使得牵引杆和卡盘、被加工物旋转的主轴。
为了驱动牵引杆和主轴，以往的机床需要各自独立的驱动系统，主要牵引杆适用液压系统，主轴适用电力系统。以往的液压式驱动系统的情况，由于将液压用作用于夹紧工件的卡盘和用于旋转工件的主轴的动力源，响应速度缓慢，且难以精密地控制卡盘的夹紧力。因此，无法根据工件的材料及切削条件能动地控制卡盘的夹紧力。此外，大部分的时候，使用通过传动带将马达的动力传递至主轴的方式，从而不仅由于传动带和滑轮的摩擦及传动带的滑动效率低下，噪音、震动和维护都经受着困难。
为了克服如上的传动带驱动方式的液压式驱动系统的问题，德国的Rohm,Hainbuch,Forkardt等几个先进公司最近上市了关于电力驱动主轴系统的常用品，但仍然采用传动带驱动方式。此外，日本的Mitsubishi Electric公司虽然采用内置主轴，但使用液压作为用于夹紧工件的动力源，从而无法能动地应对新的业界的要求条件。
发明内容
本发明是为了解决如上所述的现有的问题而提出的，本发明的目的在于，提供一种机床的内置型电力驱动系统及其运转方法，未使用传动带，而是在主轴的外面直接连接驱动主轴的马达，从而使得主轴旋转，向包括用于利用离合器装置来驱动卡盘的牵引杆及主轴的旋转系统，可有选择地传递马达的动力。
用于达成上述目的的机床的内置型电力驱动系统，其可包括：壳体；主轴，其在所述壳体沿前后方向延长，并为相对于壳体可旋转地设置的中空管形态；内置马达，其包括固定于所述壳体内部的定子，和固定于所述主轴的外面的转子，通过从外部施加的电源在定子与转子之间产生扭矩，从而产生转子的旋转运动；卡盘，其设置于所述主轴的前端部，并配备有夹紧被加工物的钳口；牵引杆，其设置为在所述主轴的内侧可沿前后方向直线运动，前端部与所述钳口连接；牵引杆键及牵引杆键槽，其将所述牵引杆可直线运动地连接于所述卡盘，但不能进行旋转运动；卡盘锁定单元，其限制或解除所述卡盘相对于所述壳体的旋转运动；离合器单元，其可前进后退地设置于所述主轴的前方部和卡盘的后方部之间，相对于卡盘限制主轴，或对于卡盘可相对旋转地分离；导螺杆，其在外面以螺旋形形成有螺纹，固定地形成于所述牵引杆；驱动单元，其固定于所述主轴的外面，与主轴一起旋转；以及螺母盖，其结合于所述驱动单元并与驱动单元一起旋转，在内周面形成有与所述导螺杆的螺纹进行螺旋结合的螺纹。
运转根据上述的本发明的内置型电力驱动系统的方法通过如下的步骤实现。
S1步骤，运转卡盘锁定单元并相对于壳体固定卡盘；
S2步骤，运转离合器单元并相对于卡盘分离主轴，从而使得主轴相对于卡盘可相对旋转地分离；
S3步骤，通过向内置马达施加电源而使得主轴沿一个方向一定量旋转；
S4步骤，通过与主轴结合的驱动单元的旋转使得螺母盖旋转，从而使得导螺杆及牵引杆后退或前进一定距离，夹紧被加工物；
S5步骤，与所述S2步骤相反地运转离合器单元，相对于卡盘限制主轴；
S6步骤，与所述S1步骤相反地运转卡盘锁定单元，从而解除卡盘的固定状态；
S7步骤，通过向内置马达施加电源而使得主轴沿一个方向以规定的旋转速度旋转的同时加工被加工物。
通过根据本发明的运转方法的一个形态，在S4和S5之间可进行如下步骤，从编码器传感器接收位置信号，内置马达以与S3步骤相反的方向运转，为了能够使得形成于离合器单元的固定离合器81的第一锯齿81a和形成于可动离合器82的第二锯齿82a的齿形准确地啮合，通过使得主轴20旋转而调整离合器单元的可动离合器82的位置。
根据本发明，通过卡盘锁定单元和离合器单元的运转，将主轴的旋转力传递至卡盘或将主轴从卡盘分离，从而可进行根据牵引杆的被加工物夹紧运转及松开运转。因此，夹紧操作方式和主轴旋转方式全部可通过内置马达进行而不使用传动带，因此效果在于，可以解决传动带的使用引发的所有问题，使得机床的整体构成和运转简单化。
附图说明
图1是表示根据本发明的一个实施例的内置型电力驱动系统的截面图。
图2是通过将构成于图1所示的内置型电力驱动系统的前方的构成要素分解而表示的分解立体图。
图3是通过将构成于图1所示的内置型电力驱动系统的后方的构成要素分解而表示的分解立体图。
图4a及4b是通过将图1所示的内置型电力驱动系统的一部分放大而表示的截面图，图4a表示夹紧操作方式，图4b表示主轴操作方式。
图5是图4a及4b所示的部分的正面图。
图6是图4a中标记的A部分的放大图。
图7是图6的K-K截面图。
图8是图6的X-X截面图。
图9是通过将图1所示的电力驱动系统的另一部分放大而表示的截面图。
图10是图9的Z-Z截面图。
具体实施方式
本发明中记载的实施例和附图中所示的构成只不过是公开的发明的优选的一个例子，就本申请的申请时间而言，也可以有能替代本说明书的实施例和附图的多种变形例。
以下，参照附图对机床的内置型电力驱动系统及其运转方法根据后述的实施例进行具体的说明。附图中相同的标号表示相同的构成要素。
首先，参照图1及图5，根据本发明的一个实施例的内置型电力驱动系统，其包括：壳体10，其固定地设置于机床的本体；主轴20，其为相对于壳体10可旋转地设置的中空管形态；内置马达，其设置于所述壳体10的内部和主轴20的外面之间；卡盘50，其设置于所述主轴20的前端部，并配备有夹紧被加工物的钳口51(jaw)；牵引杆40，其设置为在所述主轴20的内侧可沿前后方向直线运动，前端部与所述钳口51连接；牵引杆键43及牵引杆键槽42，其将所述牵引杆40可直线运动地连接于所述卡盘50，但不可旋转运动地连接；卡盘锁定单元，其限制或解除所述卡盘50相对于所述壳体10的旋转运动；离合器单元，其可前进后退地设置于所述主轴20的前方部和卡盘50的后方部之间，相对于卡盘50限制主轴20，或对于卡盘50可相对旋转地分离；导螺杆41，其在所述牵引杆40的外面形成为螺旋形；驱动单元，其固定于所述主轴20的外面，与主轴20一起旋转；螺母盖95，其形成有与所述导螺杆41进行螺旋结合的螺纹95a；编码器单元，其检测所述主轴20的旋转量和旋转位置。
所述壳体10内部形成为空桶形，固定地设置于机床本体。在壳体10的前方部外侧，配备有用于加工被加工物的卡盘50，用于夹紧被加工物的钳口51可沿半径方向移动地设置在卡盘50。钳口51通过所述牵引杆40的前端部和链接部件(未示出)连接，通过牵引杆40的前进后退线性运动沿半径方向移动的同时，夹紧或松开被加工物。虽然在本实施例中说明了通过牵引杆40的后退使得钳口51沿半径方向内侧移动并夹紧被加工物的情况，但与此相反也可构成为，根据卡盘50的结构，通过牵引杆40的前进，钳口51沿半径方向内侧移动并夹紧被加工物。
主轴20为长长的圆筒形的中空管形态，以沿轴方向(前后方向)延长的轴为中心可旋转地设置在壳体10的内侧空间。在主轴20的前方部及后方部外面和壳体10的前端部和后端部之间设置有多个主轴轴承25，多个主轴轴承25相对于壳体10可旋转地支撑主轴20。
牵引杆40设置为，在主轴20的中空部内侧沿前后方向，即沿主轴20的轴方向可进行前进后退线性移动，但不可进行相对于卡盘50的旋转运动。在牵引杆40的前方部外周面，多个牵引杆键槽42沿前后方向延长地形成，在所述卡盘50的内周部，严格来说，在作为固定于卡盘50的离合器单元的构成要素的结合垫圈74固定有插入牵引杆键槽42的牵引杆键43，牵引杆40相对于卡盘50及主轴20可向轴方向移动，但是被限制不能相对于卡盘50进行旋转运动。
在牵引杆40的后端部外面，用于牵引杆40的前进后退运转的导螺杆41以沿前后方向缠绕成螺旋形的螺纹形态形成。所述导螺杆41可与牵引杆40形成为一体，但也可与此不同地，与牵引杆40单独制作后，固定地结合于牵引杆40的后端。
内置马达设置于壳体10内部，产生使得主轴20旋转的旋转力，如公知的机床用内置马达一样，内置马达可包括固定于壳体10内部的定子31，和固定于所述主轴20的外面的转子32。如果向缠绕在定子31铁芯的线圈施加电源，则定子31和转子32之间产生扭矩，转子32及主轴20的旋转运动得以产生。
参照图2和图4a乃至图8，所述离合器单元构成为发挥相对于卡盘50限制主轴20或对于卡盘50可相对旋转地分离主轴20的作用。在此实施例中，离合器单元包括：固定部件71，其固定于卡盘50的后方面；旋转部件72，其固定于主轴20的前端部，并可旋转地连接于所述固定部件71；固定离合器81，其固定于所述固定部件71的后方，并沿圆周方向形成有锯齿形状的第一锯齿81a；可动离合器82，其在旋转部件72的前方可沿前后方向移动地设置，并沿着圆周方向形成有锯齿形状的第二锯齿82a，第二锯齿82a与所述第一锯齿81a啮合的同时，限制对于固定部件71的旋转部件72的相对旋转；以及离合器运转部件，其使得所述可动离合器82沿前后方向直线移动。
固定部件71通过类似螺栓的紧固连接装置而固定地设置于卡盘50的后面部。旋转部件72在固定部件71的后方固定于主轴20的前端部，为了使得旋转部件72与主轴20结合，卡盘转接器73通过类似螺栓的紧固连接装置而固定在主轴20的前端部。旋转部件72通过类似螺栓的紧固连接装置结合于卡盘转接器73。并且，在固定部件71和旋转部件72之间设置有结合垫圈74及轴承75，旋转部件72可对于固定部件71相对旋转地设置。结合垫圈74构成具有L形截面的环形，可嵌入牵引杆40的前端部外面和旋转部件72的内周面之间，在结合垫圈74和旋转部件72之间，及旋转部件72和固定部件71之间设置有轴承75，旋转部件72沿轴方向被限制，可对于固定部件71相对旋转地设置。
固定离合器81为环形，在形成于固定部件71的后方面的固定离合器收容槽71a内侧固定地设置。可动离合器82设置为在形成于旋转部件72的前方面的可动离合器收容槽72a内侧可沿前后方向移动，但不可进行相对旋转运动。为此，如图6及图8所示，在可动离合器82的后方面，具有四边形等多边形截面的多个导块82b向后方凸出地形成，在可动离合器收容槽72a的后方面，形成有供所述导块82b插入的四边形的导槽72b。
离合器运转部件，包括：活塞83，其在形成于所述固定部件71的活塞收容槽71c内侧设置，通过向活塞收容槽71c内侧施加的空气压力向后方移动的同时，将可动离合器82推向后方；多个离合器弹簧85，其配置于旋转部件72和可动离合器82之间，以便对所述可动离合器82向前方施加弹性力；以及活塞轴承84，其配置于可动离合器82和活塞83之间，相对于活塞83可旋转地支撑可动离合器82。在旋转部件72旋转时，活塞轴承84起到将可动离合器82和活塞83之间的摩擦力最小化的作用。
所述卡盘锁定单元，包括：固定销61，其设置为在壳体10的前方部向卡盘50侧进行直线往复运动，从而相对于壳体10固定卡盘50；空气压力驱动器62，其使得所述固定销61进行直线往复运动。
所述固定销61在固定地设置于壳体10的前端部的支持块65可沿卡盘50的半径方向前进后退移动地设置，前端部向形成于所述固定部件71或卡盘50的外周面的锁定槽71b内侧插入的同时，使得卡盘50相对于壳体10固定。
所述空气压力驱动器62固定地形成于支持块65，包括：第一端口62a，其供用于使得固定销61向半径方向内侧移动的空气压力施加；第二端口62b，其供用于使得固定销61向半径方向外侧移动的空气压力施加。
另外，在所述固定部件71，形成有从所述活塞收容槽71c向所述锁定槽71b延长的空气压力流路(未示出)，在所述空气压力驱动器62及固定销61形成有当所述固定销61插入锁定槽71b内侧时与所述空气压力流路(未示出)连通的空气供给流路62c、61a，形成于空气压力驱动器62的空气供给流路62c的末端部与外部的空气供给装置(未示出)连接，向空气压力流路(未示出)供给空气，从而使得活塞83运转。在固定销61向半径方向内侧移动并插入固定部件71的锁定槽71b内侧时，固定销61的空气供给流路61a与空气压力驱动器62的空气供给流路62c连通，固定销61向半径方向外侧移动并向固定部件71的锁定槽71b外侧脱离时，与空气压力驱动器62的空气供给流路62c错开的同时，中断空气的供给。
此外，在固定部件71通过所述锁定槽71b连通地形成有润滑油流路71d，在所述固定销61形成有当固定销61插入锁定槽71b内侧时与所述润滑油流路71d连通的润滑油供给流路61b，所述润滑油供给流路61b与外部的润滑油供给装置连接，通过润滑油流路71d向例如轴承75和可动离合器82等需要润滑的构成部供给润滑油。
参照图1乃至图3、图9及图10，所述驱动单元包括；驱动部件92，其为固定于主轴20的后方部外面的环形；多个驱动销93，其在驱动部件92向半径方向内侧凸出地形成；驱动载体94，其设置于驱动部件92和螺母盖95之间。
驱动部件92通过类似螺栓的紧固连接装置固定地设置于内周面在主轴20的后方部相对于主轴20不可进行旋转运动及直线运动地结合的驱动转接器91，与主轴20及驱动转接器91一起旋转。
在所述驱动载体94的外周面，形成有供所述驱动销93的前端部插入的齿隙槽94a，在内周面与所述螺母盖95的外周面结合并使得螺母盖95旋转。所述齿隙槽94a形成为沿主轴20的圆周方向延长的长孔形，在驱动销93和齿隙槽94a的两侧端部之间形成有容许驱动销93的相对移动的空间。此外，为了使得螺母盖95与驱动载体94容易地分离，在螺母盖95的外周面和驱动载体94的内周面之间设置有盖键槽94b及盖键95b，盖键槽94b及盖键95b限制螺母盖95相对于驱动载体94可沿前后方向滑动地连接，而沿圆周方向不可进行相对旋转。
此外，在所述驱动部件92的后端部，包括环形的固定盖96和分离盖97的覆盖单元通过类似螺栓的紧固连接装置可拆卸地设置。因此，由于被加工物的大小或种类不同，需要替换牵引杆40及/或螺母盖95时，将分离盖97与固定盖96分离，将螺母盖95与驱动载体94分离并进行替换作业即可。
螺母盖95通过花键结构结合于驱动载体94并和驱动载体94一起旋转。在螺母盖95的内周面形成有螺纹95a，螺纹95a与形成于牵引杆40后端的导螺杆41螺旋结合。因此，如果螺母盖95旋转，则通过螺母盖95的螺纹95a和导螺杆41的相互作用，使得导螺杆41及牵引杆40沿前后方向进行直线运动。
所述编码器单元，包括：槽板99，其固定于所述驱动转接器91并和驱动转接器91一起旋转；编码器传感器98，其固定于壳体10的后端部。槽板99在外周面以一定的角度形成有凹凸，编码器传感器98检测槽板99外周面的凹凸角度，从而检测主轴20的旋转位置。
通过如上所述的构成实现的内置型电力驱动系统的运转方法通过如下的步骤实现。
S1步骤，运转卡盘锁定单元并相对于壳体10固定卡盘50；
S2步骤，运转离合器单元并相对于卡盘50分离主轴20，从而主轴20对于卡盘50可相对旋转地分离；
S3步骤，向内置马达施加电源并使得主轴20沿一个方向进行一定量旋转；
S4步骤，通过与主轴20结合的驱动单元的旋转使得螺母盖95旋转，从而使得导螺杆41及牵引杆40后退或前进一定距离，夹紧被加工物；
S5步骤，与S2步骤相反地运转离合器单元，相对于卡盘50限制主轴20；
S6步骤，与S1步骤相反地运转卡盘锁定单元，从而解除卡盘50的固定状态；
S7步骤，向内置马达施加电源并使得主轴20沿一个方向以规定的旋转速度旋转的同时加工被加工物；
以下，更详细地说明所述运转方法。
为了加工被加工物，机床的钳口50应该坚固地夹紧被加工物。用于这样的夹紧动作的夹紧模式中，如图4所示，通过卡盘锁定单元的空气压力驱动器62的第一端口62a施加空气压力，从而固定销61向卡盘50的半径方向内侧移动，固定销61的前端部插入固定部件71的键槽71b内侧的同时，卡盘50相对于壳体10被固定(S1步骤)。
在此状态下，通过空气压力驱动器62及固定销61的空气供给流路62c、61a供给空气，从而使得离合器单元的活塞后退。据此，可动离合器82向后方移动，固定离合器81的第一锯齿81a和可动离合器82的第二锯齿82a分离，从而解除旋转部件72和固定部件71间的限制状态，旋转部件72成为相对于固定部件71可旋转的状态(S2步骤)。
然后，如果向内置马达施加电源，使得转子32及主轴20进行一定量旋转(S3步骤)，则与结合于主轴20后方的驱动转接器91和驱动部件92、驱动销93、驱动载体94及螺母盖95一起旋转。此时，驱动销93与齿隙槽94a的一侧端部碰撞的同时，将旋转力沿一个方向传递至驱动载体94。
在所述牵引杆40通过牵引杆键槽42及牵引杆键43对于卡盘50不进行相对旋转地被限制的状态下，当螺母盖95旋转时，在牵引杆41向后方(或前方)产生推进力，从而牵引杆40得以后退(或前进)一定距离(S4步骤)。据此，与牵引杆40连接的钳口51向半径方向内侧收紧的同时，坚固地夹紧被加工物。此时，牵引杆40后端的导螺杆41螺旋结合于螺母盖95并形成坚固地咬紧的状态，因此即使内置马达未运转，也能通过导螺杆41的自锁作用保持夹紧力。
然后，从编码器传感器98接收位置信号，为了能够使得固定离合器81的第一锯齿81a和可动离合器82的第二锯齿82a的齿形准确地啮合，内置马达逆向运转，从而主轴20及驱动部件92、驱动销93沿与之前相反的方向旋转一定量。此时，驱动销93在驱动载体94的齿隙槽94a内侧可空转一定距离，因此驱动载体94不通过驱动销93进行旋转，卡盘转接器73和旋转部件72相对于固定部件71进行旋转并调整可动离合器82的位置。如果可动离合器82的第二锯齿82a未与固定离合器81的第一锯齿81a准确地啮合，在高速旋转主轴20并加工被加工物时，旋转力未准确地传递至卡盘50从而可能产生加工不良，但是本发明中在驱动载体94形成有比驱动销93的直径大的齿隙槽94a，因此未旋转驱动载体94的同时可使得旋转部件72一定程度地旋转，从而可调整可动离合器82的位置。
如果如此调整可动离合器82的位置，则通过空气压力驱动器62及固定销61的空气供给流路62c、61a的空气压力的施加被中断，从而去除在离合器单元的活塞83向后方施加的外力。据此，如图4b所示，可动离合器82及活塞83通过离合器弹簧85的弹性力前进，可动离合器82的第二锯齿82a与固定离合器81的第一锯齿81a啮合，从而旋转部件72和固定部件71互相限制(S5步骤)。
然后，通过空气压力驱动器62的第二端口62b施加空气压力，固定销61向半径方向外侧移动，从而解除固定部件71及卡盘50的固定状态(S6步骤)。
在此状态下，如果向内置马达施加电源并使得主轴20高速旋转，则和主轴20一起，驱动转接器91、驱动部件92、驱动载体94、螺母盖95旋转的同时，主轴20前方的旋转部件72和固定部件71、卡盘50、牵引杆40一起旋转，从而实现被加工物的加工(S7步骤)。
如果完成被加工物的加工，则主轴20静止，从编码器传感器98接收位置信号，以卡盘锁定单元的固定销61可插入固定部件71的锁定槽71b内侧的初期位置，使得主轴20旋转，从而调整固定部件71的位置。然后，通过空气压力驱动器62的第一端口62a施加空气压力，从而向半径方向内侧移动固定销61，将固定部件71及卡盘50固定，沿与夹紧操作模式时相反的方向旋转主轴20，从而旋转螺母盖95并使得牵引杆40前进(或后退)，由此钳口51被打开并放置被加工物。
此时，固定销61与驱动载体94的齿隙槽94a的另一端部碰撞的同时，施加冲击并使得驱动载体94旋转，因此可容易地解除导螺杆41的自锁。
另外，构成于电力驱动系统的离合器单元的情况，从夹紧操作模式切换为旋转操作模式时，为了使得形成于固定离合器81和可动离合器82的锯齿形状的锯齿81a、82a准确地啮合，通过将旋转部件72沿夹紧逆方向旋转而实现啮合，或也可通过沿夹紧正方向旋转而实现啮合。当沿夹紧逆方向旋转时可能会产生夹紧力减小的现象，但是再沿正方向旋转(再增加锯齿齿数，约从0.5°到2°以内使得锯齿啮合)时增加夹紧力，所以是可能的。但是电力驱动系统的情况，其特征是准确地控制夹紧力，由于驱动部件及旋转部件72的逆方向或正方向旋转，使得初期设定的夹紧力发生改变并不好。为了解决这样的问题，本发明通过在驱动单元形成齿隙结构，即在构成驱动单元的驱动载体94形成齿隙槽94a，在接收从内置马达传递的驱动力并旋转的驱动部件92，构成插入齿隙槽94a并传递旋转力的驱动销93，从而可防止当离合器单元的锯齿的啮合调整运转时夹紧力发生改变。
以上，参照实施例详细地说明了本发明，但本发明所属技术领域内一般技术人员在不脱离上述说明的技术思想的范围内，可进行多种置换、附加及变形，应理解为这些变形的实施形态也属于通过下附的权利要求书决定的本发明的保护范围。
本发明可适用于加工工件的车床等的机床。

Claims (13)

1.一种机床的内置型电力驱动系统，其特征在于，包括：
壳体(10)；
主轴(20)，其在所述壳体(10)沿前后方向延长，并为相对于壳体(10)可旋转地设置的中空管形态；
内置马达，其包括固定于所述壳体(10)内部的定子(31)，和固定于所述主轴(20)的外面的转子(32)，通过从外部施加的电源而使得在定子(31)与转子(32)之间产生扭矩，从而产生转子(32)的旋转运动；
卡盘(50)，其设置于所述主轴(20)的前端部，并配备有夹紧被加工物的钳口(51)；
牵引杆(40)，其设置为在所述主轴(20)的内侧可沿前后方向进行直线运动，前端部与所述钳口(51)连接；
牵引杆键(43)及牵引杆键槽(42)，其将所述牵引杆(40)可直线运动地连接于所述卡盘(50)，但不可旋转运动地连接；
卡盘锁定单元，其限制或解除所述卡盘(50)相对于所述壳体(10)的旋转运动；
离合器单元，其可前进后退地设置于所述主轴(20)的前方部和卡盘(50)的后方部之间，相对于卡盘(50)限制主轴(20)，或对于卡盘(50)可相对旋转地分离；
导螺杆(41)，其在外面以螺旋形形成有螺纹，并固定地形成于所述牵引杆(40)；
驱动单元，其固定于所述主轴(20)的外面，与主轴(20)一起旋转；以及
螺母盖(95)，其结合于所述驱动单元并与驱动单元一起旋转，在内周面形成有与所述导螺杆(41)的螺纹进行螺旋结合的螺纹(95a)。
2.根据权利要求1所述的机床的内置型电力驱动系统，其特征在于，所述离合器单元包括：
固定部件(71)，其固定于卡盘(50)的后方面；
旋转部件(72)，其固定于主轴(20)的前端部，并可旋转地连接于所述固定部件(71)；
固定离合器(81)，其固定于所述固定部件(71)的后方，并沿圆周方向形成有锯齿形状的第一锯齿(81a)；
可动离合器(82)，其在旋转部件(72)的前方可沿前后方向移动地设置，并沿着圆周方向形成有锯齿形状的第二锯齿(82a)，第二锯齿(82a)与所述第一锯齿(81a)啮合的同时，限制对于固定部件(71)的旋转部件(72)的相对旋转；以及
离合器运转部件，其使得所述可动离合器(82)向后方移动。
3.根据权利要求2所述的机床的内置型电力驱动系统，其特征在于，所述离合器运转部件包括：
活塞(83)，其在形成于所述固定部件(71)的活塞收容槽(71c)内侧设置，通过向活塞收容槽(71c)内侧施加的空气压力向后方移动的同时，将可动离合器(82)推向后方；离合器弹簧(85)，其对可动离合器(82)向前方施加弹性力；以及活塞轴承(84)，其配置于可动离合器(82)和活塞(83)之间，相对于活塞(83)可旋转地支撑可动离合器(82)。
4.根据权利要求3所述的机床的内置型电力驱动系统，其特征在于，所述卡盘锁定单元包括：
固定销(61)，其设置为在壳体(10)的前方向卡盘(50)侧进行直线往复运动，从而前端部向形成于所述固定部件(71)或卡盘(50)的外周面的锁定槽71b内侧插入；以及
空气压力驱动器(62)，其使得所述固定销(61)进行直线往复运动。
5.根据权利要求4所述的机床的内置型电力驱动系统，其特征在于，
在所述固定部件(71)形成有从活塞收容槽(71c)向所述锁定槽(71b)延长的空气压力流路，在所述固定销(61)形成有当所述固定销(61)插入锁定槽(71b)内侧时与所述空气压力流路连通的空气供给流路(61a)，所述空气供给流路(61a)与外部的空气供给装置连接并向空气压力流路供给空气。
6.根据权利要求4所述的机床的内置型电力驱动系统，其特征在于，
在所述固定部件(71)通过所述锁定槽(71b)连通地形成有润滑油流路(71d)，在所述固定销(61)形成有在固定销(61)插入锁定槽(71b)内侧时与所述润滑油流路(71d)连通的润滑油供给流路(61b)，所述润滑油供给流路(61b)与外部的润滑油供给装置连接，向润滑油流路(71d)供给润滑油。
7.根据权利要求1所述的机床的内置型电力驱动系统，其特征在于，所述驱动单元包括；
驱动部件(92)，其为固定于主轴(20)的外面的环形；
驱动销(93)，其在驱动部件(92)向半径方向内侧凸出地形成；
驱动载体(94)，其设置于驱动部件(92)和螺母盖(95)之间，在外周面形成有供所述驱动销(93)的前端部插入的齿隙槽(94a)，在内周面与所述螺母盖(95)的外周面结合并和螺母盖(95)一起旋转。
8.根据权利要求7所述的机床的内置型电力驱动系统，其特征在于，
所述齿隙槽(94a)形成为沿主轴(20)的圆周方向延长的长孔形，在驱动销(93)和齿隙槽(94a)的两侧端部之间形成有容许驱动销(93)的相对移动的空间。
9.根据权利要求7所述的机床的内置型电力驱动系统，其特征在于，
在螺母盖(95)的外周面和驱动载体(94)的内周面之间设置有盖键槽(94b)及盖键(95b)，盖键槽(94b)及盖键(95b)限制螺母盖(95)相对于驱动载体(94)可沿前后方向滑动地连接，而沿圆周方向不进行相对旋转。
10.根据权利要求9所述的机床的内置型电力驱动系统，其特征在于，
所述驱动单元还包括覆盖单元，覆盖单元可拆卸地设置于所述驱动部件(92)的后端部，当替换牵引杆(40)或螺母盖(95)时，通过将覆盖单元与驱动部件(93)分离而进行替换作业。
11.根据权利要求1所述的机床的内置型电力驱动系统，其特征在于，还包括：
编码器单元，其检测所述主轴(20)的旋转量和旋转位置。
12.一种机床的内置型电力驱动系统的运转方法，作为运转根据权利要求1至11中任意一项的机床的内置型电力驱动系统的方法，其特征在于，包括：
(S1)步骤，运转卡盘锁定单元并相对于壳体(10)固定卡盘(50)；
(S2)步骤，运转离合器单元并相对于卡盘(50)分离主轴(20)，从而主轴(20)对于卡盘(50)可相对旋转地分离；
(S3)步骤，向内置马达施加电源并使得主轴(20)沿一个方向进行一定量旋转；
(S4)步骤，通过与主轴(20)结合的驱动单元的旋转使得螺母盖(95)旋转，从而使得导螺杆(41)及牵引杆(40)后退一定距离，夹紧被加工物；
(S5)步骤，与(S2)步骤相反地运转离合器单元，相对于卡盘(50)限制主轴(20)；
(S6)步骤，与(S1)步骤相反地运转卡盘锁定单元，从而解除卡盘(50)的固定状态；
(S7)步骤，通过向内置马达施加电源而使得主轴(20)沿一个方向以规定的旋转速度旋转的同时加工被加工物。
13.根据权利要求12所述的机床的内置型电力驱动系统的运转方法，其特征在于，
在(S4)和(S5)之间进行如下步骤：从编码器单元接收位置信号，内置马达以与在(S3)步骤相反的方向运转，为了能够使得形成于离合器单元的固定离合器(81)的第一锯齿(81a)和形成于可动离合器(82)的第二锯齿(82a)的齿形准确地啮合，使得主轴(20)以一定角度旋转，从而调整离合器单元的可动离合器(82)的位置。
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