JPH0825105A - Main spindle head for machine tool - Google Patents

Main spindle head for machine tool

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Publication number
JPH0825105A
JPH0825105A JP18297594A JP18297594A JPH0825105A JP H0825105 A JPH0825105 A JP H0825105A JP 18297594 A JP18297594 A JP 18297594A JP 18297594 A JP18297594 A JP 18297594A JP H0825105 A JPH0825105 A JP H0825105A
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JP
Japan
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slide
head
spindle
servo motor
fixed
Prior art date
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Application number
JP18297594A
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Japanese (ja)
Inventor
Manabu Use
学 鵜瀬
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Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPH0825105A publication Critical patent/JPH0825105A/en
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Abstract

PURPOSE:To prevent imbalance in the center of rotation of a main spindle by arranging a slide device sliding each slide head so as to equalize a distance from the center of a main spindle to it. CONSTITUTION:When work is machined by means of knife tools 59, slide heads 55 on both sides are moved by equal length toward a slide base 56 while putting the center of a main spindle 1 between them, and tool holders 58 are moved so that the points of the knife tools 59 are matched with a machining dimension. If the main spindle 1 is rotated by means of a driving device, a servomotor controller 4 continues to transmit electric power and control signals from a non-contact feeding device controller 7 without any contact Therefore, a signal changing the position of the tool holders 59 is transmitted from the non-contact feeding device controller 7 to a servomotor controller 4 even when the main spindle is rotated, and the servomotor 6 is driven so as to change positions of the tool holders 58, and as a result, a machining can be altered. In addition, two tool holders 58 can be moved the opposite direction by equal length at the same time.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、軸方向に対して垂直方
向に移動し得るスライドヘッドを備えた工作機械の主軸
ヘッドに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spindle head of a machine tool having a slide head movable in a direction perpendicular to an axial direction.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、工作機械の主軸ヘッドとして、軸
受を介して回転し得るように支持した主軸を備え、主軸
に固定したチャックの爪をモータによって一定のトルク
で開閉・駆動するものがある。また、主軸の軸方向に対
して垂直の径方向に移動し得る一つのスライドヘッドを
備え、そのスライドヘッドに刃具を固定し、主軸とスラ
イドヘッド主軸を回転しながらスライドヘッドを径方向
に移動して、ベースに固定したワークを刃具によって加
工するボーリングマシンがある。この場合、主軸を回転
しながらチャック爪やスライドヘッドを駆動するため
に、主軸ヘッドと主軸の間に無接触給電装置を設けて、
主軸ヘッドに電力と信号を給電するようにしたものが開
示されている。すなわち、無接触給電装置は、電力伝送
手段として高周波変圧器を、また信号伝送手段として電
磁誘導式または光学式カップラをそれぞれ採用し、変圧
器の1次コイルおよび2次コイルを、またカップラの送
信側および受信側をそれぞれ別々に回転軸側および固定
部側に間隙を設けて対向配置したものである(例えば、
特開平6−36940号)。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a spindle head of a machine tool, there is a spindle head which is supported by a bearing so as to be rotatable, and a claw of a chuck fixed to the spindle is opened / closed / driven by a motor with a constant torque. . In addition, it is equipped with one slide head that can move in the radial direction perpendicular to the axial direction of the main shaft, the blade tool is fixed to the slide head, and the slide head is moved in the radial direction while rotating the main shaft and the slide head main shaft. There is a boring machine that processes a workpiece fixed to the base with a cutting tool. In this case, in order to drive the chuck jaws and the slide head while rotating the spindle, a non-contact power feeding device is provided between the spindle head and the spindle.
It is disclosed that a spindle head is supplied with electric power and signals. That is, the contactless power supply device employs a high frequency transformer as the power transmission means and an electromagnetic induction type or optical coupler as the signal transmission means, and transmits the primary coil and the secondary coil of the transformer and the coupler transmission. The receiving side and the receiving side are separately arranged to face each other with a gap provided on the rotating shaft side and the fixed portion side (for example,
JP-A-6-36940).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが、主軸ヘッド
に装着するものがチャックの場合、チャックの回転を停
止した時に、一定のトルクに設定してモータを駆動し、
チャックの爪を移動してワークを把持するため、低速回
転から高速回転に速度を上げると、チャックの爪の遠心
力が増加し、チャックのワークを把持する力が低下し
て、ワークが回転中に外れるおそれがあった。また、主
軸ヘッドに装着するものがスライドヘッドの場合、スラ
イドヘッドが一つであるため、主軸の軸心から離れた位
置で片持で切削することになり、切削抵抗と質量とのア
ンバランスが発生し、高速回転時、安定な切削加工がで
きないという問題があった。本発明は、主軸の回転中か
つ必要に応じてトルクを制御でき、かつアンバランスを
防ぐ工作機械の主軸を提供することを目的とするもので
ある。
However, in the case where the one mounted on the spindle head is a chuck, when the rotation of the chuck is stopped, a constant torque is set to drive the motor,
Since the jaws of the chuck are moved to grip the work, when the speed is increased from low speed rotation to high speed rotation, the centrifugal force of the chuck jaws increases and the gripping force of the chuck work decreases, causing the work to rotate. There was a risk of coming off. In addition, when the one mounted on the spindle head is a slide head, since there is only one slide head, cutting is done by cantilever at a position distant from the axis of the spindle, resulting in unbalance between cutting resistance and mass. However, there is a problem in that stable cutting cannot be performed during high-speed rotation. An object of the present invention is to provide a spindle of a machine tool capable of controlling torque during rotation of the spindle as needed and preventing imbalance.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明は、固定部に軸受を介して支持した主軸と、
前記主軸の一端に一方端を固定した取り付けベースと、
前記取付ベースの他方端に一方端を固定したスライド装
置と、前記スライド装置の他方端に主軸と直交方向に伸
びるスライドベースと、前記スライドベースに摺動自在
に設けたスライドヘッドと、前記スライドヘッドを駆動
するサーボモータと、前記サーボモータを制御し、かつ
前記取付ベースに設けたサーボモータコントローラと、
前記固定部と前記主軸との間に電力および制御信号を伝
送する無接触給電装置とを備えた工作機械の主軸ヘッド
において、前記スライドベースおよびスライドヘッドを
複数とし、前記スライドヘッドの各々を前記主軸の中心
からの距離が同じになるように摺動するスライド装置を
備えたものである。また、前記スライド装置は前記スラ
イドヘッドの位置を検出する位置検出器を備え、前記位
置検出器の検出出力を前記サーボモータコントローラに
入力するものである。また、前記スライドヘッドはチャ
ック爪であり、ワークを把持する把持力を検出する力セ
ンサを前記チャック爪に取り付け、前記力センサの検出
出力を前記サーボモータコントローラに入力するように
したものである。また、スライドヘッドにツールホルダ
を固定したものである。
In order to solve the above problems, the present invention provides a main shaft supported by a fixed portion via a bearing,
A mounting base having one end fixed to one end of the main shaft,
A slide device having one end fixed to the other end of the mounting base, a slide base extending in the direction perpendicular to the main shaft at the other end of the slide device, a slide head slidably provided on the slide base, and the slide head. A servo motor for driving the servo motor, and a servo motor controller for controlling the servo motor and provided on the mounting base,
In a spindle head of a machine tool including a contactless power feeding device that transmits electric power and a control signal between the fixed portion and the spindle, a plurality of slide bases and slide heads are provided, and each of the slide heads is the spindle. It is equipped with a slide device that slides so that the distance from the center of the same becomes the same. The slide device includes a position detector that detects the position of the slide head, and the detection output of the position detector is input to the servo motor controller. Further, the slide head is a chuck claw, a force sensor for detecting a gripping force for gripping a work is attached to the chuck claw, and a detection output of the force sensor is input to the servo motor controller. Further, a tool holder is fixed to the slide head.

【0005】[0005]

【作用】上記手段により、主軸が回転中でも、サーボモ
ータコントローラは無接触給電装置を介して電力および
制御信号を受け、サーボモータを駆動する。したがっ
て、主軸にチャックを取り付けた場合は、主軸が高速回
転すると、チャック爪の遠心力が大きくなり、力センサ
が検出する把持力が低下する。この低下した把持力の検
出信号をサーボモータコントローラにフィードバックし
て、所定の把持力になるようにサーボモータを駆動して
チャック爪をワークに押し付け、所定の把持力を維持す
る。また、主軸にツールホルダを取り付けた場合は、複
数個のツールホルダを同時に主軸の中心から同じ長さだ
け移動するようにしてあるので、主軸の中心に対するバ
ランスを取り易く、高速切削が可能となる。
By the above means, the servo motor controller receives the electric power and the control signal through the contactless power feeding device and drives the servo motor even when the main shaft is rotating. Therefore, when the chuck is attached to the spindle, the centrifugal force of the chuck claws increases when the spindle rotates at high speed, and the gripping force detected by the force sensor decreases. The detection signal of the lowered gripping force is fed back to the servo motor controller, the servo motor is driven so that the gripping force becomes a predetermined value, and the chuck claw is pressed against the work to maintain the predetermined gripping force. Further, when the tool holder is attached to the spindle, the tool holders are simultaneously moved by the same length from the center of the spindle, so that the center of the spindle is easily balanced and high-speed cutting becomes possible. .

【0006】[0006]

【実施例】以下、本発明を図に示す実施例について説明
する。図1は本発明の第1の実施例で、主軸にチャック
を設けた場合を示す側断面図、図2はチャック爪側の面
を示す平面図である。図において、1は円筒状の主軸、
2は主軸1を回転する駆動部を備えた固定部、11は主
軸1を固定部2に回転し得るように支持する軸受であ
る。3は主軸1の端面に固定した空洞部31を有する取
付ベース、4は空洞部31内に収納したサーボモータコ
ントローラ、5は取付ベース3に固定した円筒状のスラ
イド装置で、中央部に空洞部51を設けてある。6はス
ライド装置5に固定したサーボモータで、取付ベース3
の空洞部31内に収納してあり、回転軸61はスライド
装置5の空洞部51に突出し、傘歯車62を固定してあ
る。52は円周方向に等間隔に設けた3個のボールねじ
で、それぞれ長手方向を径方向に配置してあり、端部に
傘歯車53を設け、傘歯車62と噛み合わしてある。5
4はボールねじ52に噛み合うナット部で、それぞれ3
個のスライドヘッド55に固定してある。56はボール
ねじ52に平行に設けたスライドベースで、スライドヘ
ッド55が摺動するようにしてある。57はスライドヘ
ッド55に固定したチャック爪で、ワークWの形状にし
たがって把持面を加工してある。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a side sectional view showing a first embodiment of the present invention in which a chuck is provided on a main shaft, and FIG. 2 is a plan view showing a surface on a chuck claw side. In the figure, 1 is a cylindrical main shaft,
Reference numeral 2 is a fixed portion provided with a drive portion for rotating the main shaft 1, and 11 is a bearing for supporting the main shaft 1 on the fixed portion 2 so as to be rotatable. 3 is a mounting base having a hollow portion 31 fixed to the end surface of the main shaft 1, 4 is a servo motor controller housed in the hollow portion 31, 5 is a cylindrical slide device fixed to the mounting base 3, and a hollow portion is provided in the central portion. 51 is provided. 6 is a servomotor fixed to the slide device 5, which is a mounting base 3
The rotary shaft 61 projects into the hollow portion 51 of the slide device 5 and the bevel gear 62 is fixed. Reference numeral 52 denotes three ball screws provided at equal intervals in the circumferential direction, the longitudinal directions of which are respectively arranged in the radial direction, and a bevel gear 53 is provided at an end portion thereof and meshes with the bevel gear 62. 5
4 is a nut part that meshes with the ball screw 52.
It is fixed to each slide head 55. A slide base 56 is provided in parallel with the ball screw 52 so that the slide head 55 can slide. Reference numeral 57 is a chuck claw fixed to the slide head 55, and a gripping surface is processed according to the shape of the work W.

【0007】7は固定部2に固定した無接触給電装置コ
ントローラ、71は固定部2の主軸1に対向する面に設
けたリング状の回転トランスの1次側よりなる無接触給
電部で、無接触給電装置コントローラ7とケーブル72
により接続されている。73は無接触給電部71に空隙
を介して対向するように主軸1の外周に設けたリング状
の回転トランスの2次側よりなる無接触受電部で、無接
触で無接触給電部71から電力を伝送するようにしてあ
る。81は無接触給電部71に隣接して設けた光学式ま
たは磁気式の発信素子よりなる無接触信号送信部で、無
接触給電装置コントローラ7とケーブル82により接続
してある。83は無接触信号送信部81に空隙を介して
対向するように主軸1の外周に設けた光学式または磁気
式の受信素子よりなる無接触信号受信部で、無接触で無
接触信号送信部81から信号を伝送するようにしてあ
る。以上の無接触給電装置コントローラ、無接触給電部
71、ケーブル72、無接触受電部73、無接触信号送
信部81、ケーブル82、無接触信号受信部83で一組
の無接触給電装置を形成している。74は主軸1の端面
に設けた主軸1と同心のリング状の回転トランスの1次
側よりなる無接触給電部で、無接触受電部73とケーブ
ル75によって接続してある。84は主軸1の端面に設
けた光学式または磁気式の発信素子よりなる無接触信号
送信部で、ケーブル85により接続してある。76は取
付ベース3に無接触給電部74に対向するように設けた
リング状の回転トランスの2次側よりなる無接触受電部
で、ケーブル77によってサーボモータコントローラ4
に接続してある。86は取付ベース3に無接触信号送信
部84に対向するように設けた光学式または磁気式の受
信素子よりなる無接触信号受信部で、ケーブル87によ
ってサーボモータコントローラ4に接続してある。9は
チャック爪57の把持面に設けた力センサで、ワークW
を把持する把持力を検出し、その検出信号をケーブル9
1によってサーボモータコントローラ4に入力するよう
にしてある。なお、無接触給電部74と無接触受電部7
6、無接触信号送信部84と無接触信号受信部86はプ
ラグイン式のコネクタでもよい。
Reference numeral 7 is a contactless power feeding device controller fixed to the fixed portion 2, and 71 is a contactless power feeding portion composed of a primary side of a ring-shaped rotary transformer provided on the surface of the fixed portion 2 facing the main shaft 1. Contact power supply controller 7 and cable 72
Connected by. Reference numeral 73 denotes a non-contact power receiving unit that is formed by the secondary side of a ring-shaped rotary transformer provided on the outer periphery of the main shaft 1 so as to face the non-contact power feeding unit 71 with a gap. Is transmitted. Reference numeral 81 denotes a non-contact signal transmitting section which is provided adjacent to the non-contact power feeding section 71 and which is composed of an optical or magnetic transmitting element, and is connected to the non-contact power feeding apparatus controller 7 by a cable 82. Reference numeral 83 denotes a non-contact signal transmitting section 81 made of an optical or magnetic receiving element provided on the outer circumference of the main shaft 1 so as to face the non-contact signal transmitting section 81 with a gap. The signal is transmitted from. The non-contact power feeding device controller, the non-contact power feeding unit 71, the cable 72, the non-contact power receiving unit 73, the non-contact signal transmitting unit 81, the cable 82, and the non-contact signal receiving unit 83 form a set of non-contact power feeding devices. ing. Reference numeral 74 denotes a non-contact power feeding section that is provided on the end surface of the main spindle 1 and is composed of a primary side of a ring-shaped rotary transformer that is concentric with the main spindle 1, and is connected to the non-contact power receiving section 73 by a cable 75. Reference numeral 84 is a non-contact signal transmitting section formed of an optical or magnetic transmitting element provided on the end surface of the main shaft 1, and is connected by a cable 85. Reference numeral 76 denotes a non-contact power receiving portion which is provided on the mounting base 3 so as to face the non-contact power feeding portion 74 and which is a secondary side of a ring-shaped rotary transformer.
Connected to Reference numeral 86 denotes a non-contact signal receiving section formed of an optical or magnetic receiving element provided on the mounting base 3 so as to face the non-contact signal transmitting section 84, and is connected to the servo motor controller 4 by a cable 87. 9 is a force sensor provided on the gripping surface of the chuck claw 57,
The gripping force for gripping is detected, and the detection signal is detected by the cable 9
1 is input to the servo motor controller 4. In addition, the non-contact power feeding section 74 and the non-contact power receiving section 7
6. The contactless signal transmitter 84 and the contactless signal receiver 86 may be plug-in type connectors.

【0008】ワークWをチャック爪57によって把持す
る場合、ワークWをチャック爪57の間に挿入し、力セ
ンサ9が所定の把持力を検出するまでサーボモータ6を
駆動し、回転軸61、傘歯車62、53、ボールねじ5
2、ナット部54を介してスライドヘッド55をスライ
ドベース56に摺動させて、チャック爪57を移動させ
る。主軸1を駆動装置(図示しない)により回転する
と、サーボモータコントローラ4は無接触で、無接触給
電装置コントローラ7から電力および制御信号を伝送し
続け、把持力を維持する。主軸1が高速回転すると、チ
ャック爪57の遠心力が大きくなり、力センサ9が検出
する把持力が低下する。この低下した把持力の検出信号
をサーボモータコントローラ4にフィードバックして、
所定の把持力になるようにサーボモータ6を駆動してチ
ャック爪57をワークWに押し付け、所定の把持力を維
持する。このように、主軸1の回転速度が変わって、把
持力が遠心力によって影響を受けても、常に一定の把持
力を維持することができる。また、ワークWを粗仕上げ
加工から精密仕上げ加工に移る場合、切削負荷が変わる
ため、切削負荷に応じてワークWの把持力を変える必要
があるが、主軸1の回転を止めることなく、無接触給電
装置コントローラ7からサーボモータコントローラ4に
把持力を変える信号を送り、サーボモータ6を駆動して
チャック爪57の把持力を変え、粗仕上げ加工から精密
仕上げ加工に連続して移ることができる。また、例え
ば、特開昭61−288954号公報に開示されている
電磁吸着式ハンドを用いれば、回転中のチャックから、
それに同期回転させた受け側チャックへワークを受け渡
しする場合、主軸の回転中にサーボモータを駆動してチ
ャック爪の把持力を緩めながら、受け側チャックにワー
クを把持させることで、主軸の回転を停止することな
く、回転中のチャックから受け側チャックへワークを受
け渡しすることができる。なお、上記実施例はチャック
爪を3個設けた三爪チャックを例に説明したが、チャッ
ク爪およびスライドヘッドを4個設けて、各チャック爪
をそれぞれ独立して複数のサーボモータによって駆動す
るようにしてもよい。
When the work W is gripped by the chuck claws 57, the work W is inserted between the chuck claws 57, the servo motor 6 is driven until the force sensor 9 detects a predetermined gripping force, the rotary shaft 61, and the umbrella. Gears 62, 53, ball screw 5
2. The slide head 55 is slid on the slide base 56 via the nut portion 54 to move the chuck claw 57. When the main shaft 1 is rotated by a driving device (not shown), the servo motor controller 4 continues to transmit electric power and control signals from the contactless power feeding device controller 7 in a contactless manner to maintain a gripping force. When the spindle 1 rotates at high speed, the centrifugal force of the chuck claw 57 increases, and the gripping force detected by the force sensor 9 decreases. The detection signal of the lowered gripping force is fed back to the servo motor controller 4,
The servo motor 6 is driven so as to obtain a predetermined gripping force, and the chuck claws 57 are pressed against the work W to maintain the predetermined gripping force. Thus, even if the rotational speed of the main shaft 1 changes and the gripping force is affected by the centrifugal force, a constant gripping force can always be maintained. Further, when the work W is transferred from the rough finishing process to the fine finishing process, the cutting load is changed, so that the gripping force of the work W needs to be changed according to the cutting load, but the rotation of the main spindle 1 is not stopped, and there is no contact. A signal for changing the gripping force is sent from the power supply device controller 7 to the servo motor controller 4, the servo motor 6 is driven to change the gripping force of the chuck claws 57, and the rough finishing process to the precision finishing process can be continuously performed. In addition, for example, when the electromagnetic adsorption type hand disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 61-288954 is used, the
When transferring a workpiece to the receiving chuck that has been rotated in synchronization with it, the rotation of the spindle can be prevented by causing the receiving chuck to grip the workpiece while driving the servo motor to loosen the gripping force of the chuck claws while the spindle is rotating. The work can be transferred from the rotating chuck to the receiving chuck without stopping. In the above embodiment, the three-jaw chuck provided with three chuck claws is described as an example, but four chuck claws and four slide heads are provided so that each chuck claw can be independently driven by a plurality of servomotors. You may

【0009】図3は本発明の第2の実施例で、主軸にツ
ールホルダを設けた場合を示す側断面図である。1は中
空円筒状の主軸、2は主軸1を回転する駆動部を備えた
固定部、11は主軸1を固定部2に回転し得るように支
持する軸受である。12は主軸1の内周に設けたテーパ
穴部、3は主軸1に固定した空洞部31を有する取付ベ
ース、32は取付ベース3に突出させたテーパ状のシャ
ンクで、テーパ穴部12に嵌合して主軸1に固定するよ
うにしてある。4は空洞部31内に収納したサーボモー
タコントローラ、5は取付ベース3に固定した箱状のス
ライド装置で、空洞部51を設けてある。6はスライド
装置5に固定したサーボモータで、取付ベース3の空洞
部31内に収納してあり、回転軸61はスライド装置5
の空洞部51に突出し、傘歯車62を固定してある。5
2は主軸1の中心を通る直線上の中心を挟んで両側に設
けた2個のボールねじで、端部に傘歯車53を設け、傘
歯車62と噛み合わしてある。54はボールねじ52に
噛み合うナット部で、それぞれ2個のスライドヘッド5
5に固定してある。56はボールねじ52に平行にスラ
イド装置5に設けたスライドベースで、スライドヘッド
55が摺動するようにしてある。58はスライドヘッド
55に固定したツールホルダで、先端に刃具59を固定
するようにしてある。
FIG. 3 is a side sectional view showing a second embodiment of the present invention in which a tool holder is provided on the spindle. Reference numeral 1 is a hollow cylindrical main shaft, 2 is a fixed portion provided with a drive unit for rotating the main shaft 1, and 11 is a bearing for rotatably supporting the main shaft 1 on the fixed portion 2. Reference numeral 12 denotes a tapered hole portion provided on the inner periphery of the main shaft 1, 3 is a mounting base having a cavity 31 fixed to the main shaft 1, 32 is a tapered shank protruding from the mounting base 3, and is fitted into the tapered hole portion 12. The main shaft 1 is fixed together. Reference numeral 4 denotes a servo motor controller housed in the hollow portion 31, 5 is a box-shaped slide device fixed to the mounting base 3, and a hollow portion 51 is provided. Reference numeral 6 denotes a servomotor fixed to the slide device 5, which is housed in the hollow portion 31 of the mounting base 3, and the rotary shaft 61 serves as the slide device 5.
The bevel gear 62 is fixed by protruding into the hollow portion 51. 5
Reference numeral 2 denotes two ball screws provided on both sides of the center of a straight line passing through the center of the main shaft 1, and a bevel gear 53 is provided at an end thereof and meshes with a bevel gear 62. Reference numeral 54 is a nut portion that meshes with the ball screw 52, and each has two slide heads 5.
It is fixed at 5. Reference numeral 56 denotes a slide base provided on the slide device 5 in parallel with the ball screw 52, and a slide head 55 slides on the slide base 55. Reference numeral 58 is a tool holder fixed to the slide head 55, and the cutting tool 59 is fixed to the tip.

【0010】21は主軸1の取付ベース3を取りつけた
側と反対側の固定部2に取るつけた取付板、7は取付板
21に固定した無接触給電装置コントローラ、71は取
付板21の主軸1の端面に対向する面に、主軸1と同心
に設けたリング状の無接触給電部で、無接触給電装置コ
ントローラ7とケーブル72により接続されている。7
3は無接触給電部71に空隙を介して対向するように主
軸1の端面に設けたリング状の無接触受電部で、無接触
で無接触給電部71から電力を伝送するようにしてあ
る。81は無接触給電部71に隣接して設けたリング状
の無接触信号送信部で、無接触給電装置コントローラ7
とケーブル82により接続してある。83は無接触信号
送信部81に空隙を介して対向するように主軸1の端面
に設けたリング状の無接触信号受信部で、無接触で無接
触信号送信部81から信号を伝送するようにしてある。
74は主軸1の取付ベース3を取りつけた側の端面に設
けた主軸1と同心のリング状の無接触給電部で、無接触
受電部73とケーブル75によって接続してある。84
は主軸1の端面に設けた主軸1と同心のリング状の無接
触信号送信部で、ケーブル85により接続してある。7
6は取付ベース3に無接触給電部74に対向するように
設けたリング状の無接触受電部で、ケーブル77によっ
てサーボモータコントローラ4に接続してある。86は
取付ベース3に無接触信号送信部84に対向するように
設けたリング状の無接触信号受信部で、ケーブル87に
よってサーボモータコントローラ4に接続してある。
Reference numeral 21 is a mounting plate mounted on a fixed portion 2 on the side opposite to the side where the mounting base 3 of the main shaft 1 is mounted, 7 is a contactless power feeding device controller fixed to the mounting plate 21, and 71 is the main shaft of the mounting plate 21. A ring-shaped non-contact power feeding unit provided concentrically with the main shaft 1 is connected to the non-contact power feeding device controller 7 by a cable 72 on the surface facing the end face of the No. 1. 7
Reference numeral 3 denotes a ring-shaped non-contact power receiving portion provided on the end surface of the main shaft 1 so as to face the non-contact power feeding portion 71 via a gap, and power is transmitted from the non-contact power feeding portion 71 in a non-contact manner. Reference numeral 81 denotes a ring-shaped non-contact signal transmission unit provided adjacent to the non-contact power feeding unit 71, and the non-contact power feeding device controller 7
And a cable 82. Reference numeral 83 denotes a ring-shaped non-contact signal receiving portion provided on the end face of the main shaft 1 so as to face the non-contact signal transmitting portion 81 with a gap, so that a signal can be transmitted from the non-contact signal transmitting portion 81 without contact. There is.
Reference numeral 74 denotes a ring-shaped non-contact power feeding portion which is concentric with the main shaft 1 and is provided on the end surface of the main shaft 1 on which the mounting base 3 is mounted, and is connected to the non-contact power receiving portion 73 by a cable 75. 84
Is a ring-shaped non-contact signal transmitting unit concentric with the spindle 1 provided on the end face of the spindle 1, and is connected by a cable 85. 7
Reference numeral 6 denotes a ring-shaped non-contact power receiving portion provided on the mounting base 3 so as to face the non-contact power feeding portion 74, and is connected to the servo motor controller 4 by a cable 77. Reference numeral 86 denotes a ring-shaped contactless signal receiving portion provided on the mounting base 3 so as to face the contactless signal transmitting portion 84, and is connected to the servomotor controller 4 by a cable 87.

【0011】刃具59によってワーク(図示せず)を加
工する場合、サーボモータ6を駆動し、回転軸61、傘
歯車62、53、ボールねじ52、ナット部54を介し
て、主軸1の中心を挟んで両側のスライドヘッド55を
スライドベース56に同じ長さだけ摺動させて、刃具5
9の先端が加工寸法に適合するようにツールホルダ58
を移動させる。主軸1を駆動装置(図示しない)により
回転すると、サーボモータコントローラ4は無接触で、
無接触給電装置コントローラ7から電力および制御信号
を伝送し続けるので、主軸1が回転中でも、無接触給電
装置コントローラ7からサーボモータコントローラ4に
ツールホルダ58の位置を変える信号を送り、サーボモ
ータ6を駆動してツールホルダ58の位置を変え、加工
寸法を変えることができる。また、2個のツールホルダ
58を同時に反対方向に同じ長さだけ移動するようにし
てあるので、主軸1の中心に対するバランスを取り易
く、高速切削が可能となる。上記実施例では2個のスラ
イドヘッド55にそれぞれツールホルダ58を取り付け
た例について説明したが、一方のスライドヘッド55に
ツールホルダ58を、他方のスライドヘッド55にバラ
ンスウエイトを取り付けて、バランスを取るようにして
もよい。また、図4に示すように、スライド装置5にス
ライドヘッド55の移動位置を検出するリニアスケール
90を取り付け、刃具59の位置をサーボモータコント
ローラ4にフィードバックして加工寸法をコントロール
するようにしてもよい。なお、上記実施例ではスライド
ヘッドを2個設けた例について説明したが、2個以上の
スライドヘッドを主軸の中心から同じ長さだけ移動する
ようにしてもよい。また、複数のスライドヘッドを独立
して複数のサーボモータによって駆動するようにしても
よい。
When a workpiece (not shown) is processed by the cutting tool 59, the servomotor 6 is driven to move the center of the spindle 1 through the rotary shaft 61, the bevel gears 62 and 53, the ball screw 52, and the nut portion 54. By sandwiching the slide heads 55 on both sides and sliding them on the slide base 56 by the same length,
Tool holder 58 so that the tip of 9 fits the processing size
To move. When the spindle 1 is rotated by a driving device (not shown), the servo motor controller 4 is contactless,
Since the power and control signals are continuously transmitted from the contactless power feeding device controller 7, even when the spindle 1 is rotating, the contactless power feeding device controller 7 sends a signal for changing the position of the tool holder 58 to the servo motor controller 4 so that the servo motor 6 is driven. It is possible to change the position of the tool holder 58 by driving to change the processing size. Further, since the two tool holders 58 are simultaneously moved in the opposite directions by the same length, it is easy to balance with respect to the center of the spindle 1 and high speed cutting becomes possible. In the above-mentioned embodiment, the example in which the tool holders 58 are respectively attached to the two slide heads 55 has been described. However, the tool holders 58 are attached to one slide head 55 and the balance weights are attached to the other slide head 55 to achieve balance. You may do it. Further, as shown in FIG. 4, a linear scale 90 for detecting the moving position of the slide head 55 is attached to the slide device 5, and the position of the cutting tool 59 is fed back to the servo motor controller 4 to control the machining size. Good. In the above embodiment, an example in which two slide heads are provided has been described, but two or more slide heads may be moved by the same length from the center of the main shaft. Further, a plurality of slide heads may be independently driven by a plurality of servo motors.

【0012】[0012]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、固
定部と主軸との間に無接触給電装置を設けて、主軸に設
けたサーボモータおよびそのコントローラに固定部から
無接触で電力および制御信号を伝送し、主軸に取り付け
たチャックやツールホルダを駆動するようにしてあるの
で、主軸が回転中でも、高速回転によるチャックの把持
力の低下やツールホルダの位置の補正をすることがで
き、高速切削が可能でアンバランスを防ぐ工作機械の主
軸を提供できる効果がある。
As described above, according to the present invention, the contactless power feeding device is provided between the fixed part and the main shaft so that the servomotor provided on the main shaft and its controller can be contactlessly supplied with electric power. Since the chuck and tool holder attached to the spindle are driven by transmitting the control signal and the control signal, it is possible to reduce the chucking force of the chuck due to high speed rotation and correct the tool holder position even when the spindle is rotating. It has the effect of providing a machine tool spindle that enables high-speed cutting and prevents unbalance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の第1の実施例を示す側断面図であ
る。
FIG. 1 is a side sectional view showing a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の第1の実施例のチャックを示す平面
図である。
FIG. 2 is a plan view showing a chuck according to a first embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の第2の実施例を示す側断面図であ
る。
FIG. 3 is a side sectional view showing a second embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の第2の実施例を示す要部側断面図で
ある。
FIG. 4 is a side sectional view of an essential part showing a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 主軸、11 軸受、12 テーパ部、2 固定部、
21 取付板、3 取付ベース、31 空洞部、4 サ
ーボモータコントローラ、5 スライド装置、51 空
洞部、52 ボールねじ、53 傘歯車、54 ナット
部、55 スライドヘッド、56 スライドベース、5
7 チャック爪、58 ツールホルダ、59 刃具、6
サーボモータ、61 回転軸、62 傘歯車、63回
転検出器、7 無接触給電装置コントローラ、71、7
4 無接触給電部、72、75、77 ケーブル、7
3、76 無接触受電部、81、84 無接触信号送信
部、82、85、87 ケーブル、83、86 無接触
信号受信部、9 力センサ、90 リニアスケール、9
1 ケーブル
1 main shaft, 11 bearings, 12 taper parts, 2 fixed parts,
21 mounting plate, 3 mounting base, 31 hollow part, 4 servo motor controller, 5 slide device, 51 hollow part, 52 ball screw, 53 bevel gear, 54 nut part, 55 slide head, 56 slide base, 5
7 Chuck claws, 58 Tool holders, 59 Cutting tools, 6
Servo motor, 61 rotating shaft, 62 bevel gear, 63 rotation detector, 7 non-contact power feeding device controller, 71, 7
4 Non-contact power supply, 72, 75, 77 cable, 7
3,76 Non-contact power receiving part, 81,84 Non-contact signal transmitting part, 82,85,87 Cable, 83,86 Non-contact signal receiving part, 9 Force sensor, 90 Linear scale, 9
1 cable

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 固定部に軸受を介して支持した主軸と、
前記主軸の一端に一方端を固定した取り付けベースと、
前記取付ベースの他方端に一方端を固定したスライド装
置と、前記スライド装置の他方端に主軸と直交方向に伸
びるスライドベースと、前記スライドベースに摺動自在
に設けたスライドヘッドと、前記スライドヘッドを駆動
するサーボモータと、前記サーボモータを制御し、かつ
前記取付ベースに設けたサーボモータコントローラと、
前記固定部と前記主軸との間に電力および制御信号を伝
送する無接触給電装置とを備えた工作機械の主軸ヘッド
において、前記スライドベースおよびスライドヘッドを
複数とし、前記スライドヘッドの各々を前記主軸の中心
からの距離が同じになるように摺動するスライド装置を
備えたことを特徴とする工作機械の主軸ヘッド。
1. A main shaft supported by a fixed portion via a bearing,
A mounting base having one end fixed to one end of the main shaft,
A slide device having one end fixed to the other end of the mounting base, a slide base extending in the direction perpendicular to the main shaft at the other end of the slide device, a slide head slidably provided on the slide base, and the slide head. A servo motor for driving the servo motor, and a servo motor controller for controlling the servo motor and provided on the mounting base,
In a spindle head of a machine tool including a contactless power feeding device that transmits electric power and a control signal between the fixed portion and the spindle, a plurality of slide bases and slide heads are provided, and each of the slide heads is the spindle. A spindle head for a machine tool, comprising a slide device that slides so that the distance from the center of the machine is the same.
【請求項2】 前記スライド装置は前記スライドヘッド
の位置を検出する位置検出器を備え、前記位置検出器の
検出出力を前記サーボモータコントローラに入力するよ
うにした請求項1記載の工作機械の主軸ヘッド。
2. The spindle of a machine tool according to claim 1, wherein the slide device includes a position detector that detects a position of the slide head, and a detection output of the position detector is input to the servo motor controller. head.
【請求項3】 前記スライドヘッドはチャック爪であ
り、ワークを把持する把持力を検出する力センサを前記
チャック爪に取り付け、前記力センサの検出出力を前記
サーボモータコントローラに入力するようにした請求項
1または2記載の工作機械の主軸ヘッド。
3. The slide head is a chuck claw, a force sensor for detecting a gripping force for gripping a work is attached to the chuck claw, and a detection output of the force sensor is input to the servo motor controller. A spindle head for a machine tool according to Item 1 or 2.
【請求項4】 前記スライドヘッドにツールホルダを固
定した請求項2記載の工作機械の主軸ヘッド。
4. The spindle head for a machine tool according to claim 2, wherein a tool holder is fixed to the slide head.
【請求項5】 前記スライド装置は前記サーボモータ
と、前記サーボモータの回転軸に固定した傘歯車と、円
周方向に等間隔に設け、かつそれぞれ長手方向を径方向
に配置した複数のボールねじと、前記ボールねじの端部
に設け、かつ前記サーボモータの回転軸に固定した傘歯
車に噛み合う傘歯車と、前記ボールねじに噛み合うナッ
ト部と、前記ナット部に固定したスライドヘッドとを備
えた請求項1から4までのいずれか1項に記載の工作機
械の主軸ヘッド。
5. The slide device comprises the servomotor, a bevel gear fixed to a rotary shaft of the servomotor, a plurality of ball screws provided at equal intervals in a circumferential direction, and each of which is longitudinally arranged in a radial direction. And a bevel gear that is provided at an end portion of the ball screw and that meshes with a bevel gear that is fixed to the rotation shaft of the servo motor, a nut portion that meshes with the ball screw, and a slide head that is fixed to the nut portion. A spindle head for a machine tool according to any one of claims 1 to 4.
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