TW200810876A - Machining head for machine tool - Google Patents

Description

200810876 s. 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及一種機台用的加工用頭，更詳細地，涉及 使用於5軸加工機（同時可控制5軸的加工機）或多面加工 機等的複合加工機（機台）的具備轉位機構的加工用頭。 【先前技術】 圖7，作為上述複合加工機的一例，表示龍門銑床i。 4種龍門銑床1，包括：在床4上付設的左右圓柱2、2 ; 在圓柱2、2上朝上下方向（z軸方向）移動的橫軌6;在橫 軌6上朝左右方向（γ軸方向）水平移動的床鞍？；在床鞍7 上朝z軸方向移動的衝柱（ram)8;在床4上朝前後方向（X 軸方向）移動的工作臺5。而且，在衝柱8安裝有，包含具 備安装工具的主軸的主軸單元2〇的加工用頭。 上述龍門銑床 的程式的數值控制 柱8移動的同時， 置的轉位。由此， 最佳角度加工工具 削加工等。 Ϊ ’在加工工件時，通過根據提前設定 ，使上述工作臺5、橫軌β、床鞍7及衝 加工用頭1 0進行主軸單元2()的角度位 在上述機台，對於工件的各加工面能以 ’從而’可以進行複雜形狀的工件的切 為此，上述加工用頭具備，為了將主軸單元的角度位 置轉位的轉位機構。並且，作為此轉位機構的驅動手段， 其馬達定子及馬達轉子配置在加卫用頭1()的殼體内，公知 的有，轉子採用與切主軸單元的支撐㈣接的直接驅動 7l〇9~9044~PF;Tungming 5 200810876 型的驅動馬達（以下，稱為Γ DD耳查 υ馬違」）的加工用頭（例如， 專利文獻1)。而且，在這樣的τ田一5 抑一 的加工用頭，一般支撐上述主 軸單元的支撐軸在加工用頭的部辦 具白〕几又體内由軸承旋轉自如地 支撐著。 並且，在支樓如上述的主轴單元的加工用頭，為了對 主軸單元供給加工用的流體（以下，簡稱為「流體」），即 使主軸單元及支撲軸被旋轉驅動，也有採用保持流體流路 的連通狀態的旋轉接頭的情況。順便，供給到此主轴單元 2〇的流體’例如為：用於冷卻以高速旋轉的⑽馬達⑽ 主軸的冷卻用油；為了防止切粉向主軸單元2q(主轴η 的旋轉部分）侵人的密封用空氣；在加工時，用於冷卻旋轉 工具等的冷卻用水等。 然^，在上述專利文獻i所述的加工用頭，用於將支 撐主軸早π的支撑軸（驅動軸）旋轉自如地支撑的轴承配置 於在支撐軸的軸線方向的上述DD馬達的存在範圍的外 側。其結果，關於加工用頭的支標軸的軸線方向的尺寸增 大’而加工用頭成為大型化。 田 若加工用頭為大型化，例如，上述龍門銑床的情況， 為了確保其移動領g，機台本身不得不為大型化或在機台 上的工作空間受限制。並且，伴隨大型化的重量的增加， 不月b順利地進行加1爾的赵1 I __ 适仃加工用頭的移動，而對工作性導致壞影 響’或由加工用頭的重量橫樑弯曲，為使加工精度下降的 原因。 [專利文獻1]曰本專利公開平2_1 1 6437號公報 7109-9044-PF;Tungming 6 200810876 【發明内容】 [發明所欲解決之問題] 因此，本發明的課題是提供一種，在於具備轉位機構 的機台用加工用頭，不必大型化其加工用頭本身，而能得 到高加工精度的構成。 [解決問題之技術手段] 根據上述課題，本發明的前提是具備：包含安裝工具 的主軸的主軸單元和；為支撐該主軸單元的支撐頭，包含 乂至 >、與上述主軸的旋轉軸線直交的軸線為中心旋轉主軸 單元，而轉位其角度位置的轉位機構的支撐頭。 而且，在本發明，其特徵在於，上述轉位機構，具備： 固定於主軸單元的同時，通過軸承在支撐頭的殼體内旋轉 自如地支撐的支撐車由；由在支撐帛的殼體内被同轴配置在 支撐軸周® ’圍繞支撐軸的馬達轉子及馬達定子而成的驅 動馬達，與上述軸承及驅動馬達被同轴配置的旋轉接頭， 上述軸承配置在支撐軸的軸線方向的驅動馬達存在範圍 内’上述旋轉接頭配置在驅動馬達的半徑方向内側。 並且在本發明，上述軸承配置在驅動馬達的馬達轉 子的半徑方向内側的也可以，還有，上述旋轉接頭配置在 上述軸承的半徑方向内側的也可以。 [發明的效果] 根據由上述本發明的機台用的加工用頭，用於旋轉自 如地支撐上述支撐軸的軸承，設置在支撐軸的軸線方向的 7l09-9044~PF;Tungming Ί 200810876 上述DD馬達存在的範圍内，而且，上述旋轉接頭，由於採 用了配置在⑽馬達的馬達轉子的半徑方向内側的構成，因 此，能夠避免在加工用頭的支撑軸的幸 ^ J罕由綠方向的尺寸增 大，而加工用頭本身成為大型化的象， 且肖b夠有效地防 止機台的大型化或加工精度的下降。 【實施方式】 以下，根據附圖詳細說明本發明的實施方式。 圖卜3所示的是本發明的一實施方式，圖示的加工用 頭10包含’具有安裝ji具的主軸21的主軸單元別、支揮 主軸單元2G的第頭3G、支撐第i支撐頭⑽的第牙2 支樓頭50(圖3)。另外，在於本實施例的第i支撐頭3〇(相 當於本發明的「支標頭」），如圖示，被構成為在支撐部 30。組裝-對腳部30a、30b的叉子形狀，在其腳部心、 30=之間，支撑上述主軸單& 2G，而且，用於旋轉驅動主 轴單元20的DD馬達（相當於本發明的「驅動馬達」）成為 僅設置在一對腳部30a、30b中一方的構成。 主軸單元20，為驅動馬達内裝型的主軸頭，是由内裝 的驅動馬達高速旋轉驅動主軸21。 在此主軸單元20的殼體23内，插通配置主軸Η，使 得圍繞此主軸21而内裝驅動馬達25。驅動馬達25由，外 嵌固定於主軸21的轉子25a和、使與此轉子25a的外周面 相對而設置的定子25b而成。主軸21，通過在驅動馬達25 的前後（圖的上下）多列配置的軸承（例如，角接觸軸 7109-9044-PF/Tungming 8 200810876 承）27而凝轉自如地支樓。並且，若給定子抓供給激磁 電流’則在與轉子25a之間發生激磁力，由其激磁力旋轉 轉子25a，而旋轉驅動主軸21。 第1支撐頭30是用於，支撐上述主軸單元2〇的同時， 以與上述主軸21的旋轉軸線直交的軸線（以下，稱為「a 軸」）為中'U方疋轉主軸單元2 〇而轉位其角度位置。 如上述，第1支撐頭3〇構成為，在支撐部30c組裝一 對腳部30a、30b的叉子形狀，通過在其腳部3〇a、3〇b的 各個内部旋轉自如地安裝的支撐軸而支撐主軸單元20。而 且’第1支撐頭30為，用於將主軸單元2〇旋轉驅動的卯 馬達僅叹置在-對腳部3Qa、㈣中的腳部3()a的構成。因 此，在以下，對於兩腳部3〇a、30b的各支撐軸，將腳部 30a侧的支撐軸稱為驅動支撐軸（相當於本發明的「支樓 軸」），將腳部30b侧的支撐軸稱為從動支撐軸。 以下，詳細說明腳部30a的構成。 腳部3〇a，以殼體31a為主體，在 成的轉子（馬達轉子）33a及定子^達= 子）33b、支撐主軸單元2〇的驅動支撐軸、用於旋轉自如地 支撐此驅動支撐軸的軸承（例如，交叉滾子軸承、及用 於將流體供給到主軸單元2〇的旋轉接頭37等。 殼體31a ’為了插入DD馬達33及後述的旋轉轴，腳 部30b側為大開口。並且，在殼體…，形成有從反腳部 3〇b侧的側面到朝A軸方向延伸的圓筒部3lai。而且，在 此圓筒部31al，形成有插入旋轉接頭37的貫通孔mu。 7109-9044-PF；Tungming 9 200810876 在殼體31a的反腳部30b側的端面，形成有後述的流 體供給用的管或為了供給電流的電纜通過的凹部31 a3。並 且’在腳部30a的反腳部3〇b側，安裝有側面蓋子18a , 凹部31a3由該侧面蓋子18a覆蓋。另外，圖2表示取下此 侧面蓋子18a的狀態。 旋轉接頭37由固定於殼體31a的分配器37a和旋轉自 如地肷裝在分配器37a的圓筒部37al的外側的軸37b而構 成。 分配器37a，以插入於殼體31a的貫通孔31a2的狀態 下，在於其凸緣部37a2，通過配設在圓周方向的多個螺絲 部件37c而安裝在殼體31a。而且，在分配器37&的中心 开/成有，用於谷許朝向主軸單元2〇的電緵等的通過的貫通 孔 37a4 。 並且，在分配器3 7 a，為了將流體供給或排出的多個 流體流路37a3向圓周方向偏移位置而形成。另一方面，在 軸37b，形成有對應於分配器37a的各流體流路37&3的多 個流體流路37b卜另外，在圖丨，多個流體流路37a3及流 體流路37M，其中只有1個被代表性地表示。 而且，各流體流路37a3和與此對應的各流體流路37Μ 被構成為，通過形成在分配器37a和軸37b的嵌合周面的 環狀溝而連通，即使旋轉軸37b時也能保持其連通狀態。 並且，各流體流路37bl，連通於主軸單元2〇的流體供給 用或排出用的埠24。而且，在分配器37a和軸37b之間， 在各環狀溝之間介設有密封用的密封部件。 7109-9CM4-PF;TUngming 1〇 200810876 =’在分配ϋ 37a’向圓周方向偏移位置，而形成 供給用或排出用的埠37d，在各埠⑽連接有 體供給用或排出用的 、 叼& 1Z而且，從供給用管12供給 的流體通過埠24從旋韓拯丽 々疋轉接頭37供給到主軸單元2〇。而且， 在使流體循環時，扁± ^抑〜0 Λ 在主軸早兀20内循環的流體通過旋轉接 頭37而排出到排出用管12。 /馬達33由，對於殼體…固定配設的定子伽和、 >/、二子33b的内周面相對而配設的轉子33a而構成。 P圖不的DD馬達33，作為内轉子型的馬達而構成。 定子33b，内嵌固定在固定於殼體31&的定子套筒3化 、周Φ而且，在定子套筒33c的外周面，形成有環狀 另方面，在设體31 a，形成有連通於此環狀溝 33=的流體·供給路31a4及流體排出路31以。因此，對於 此環狀溝33cl，從流體供給路31a4供給用於冷卻汕 33的冷卻用流體（例如，油），控制伴隨轉子心的旋轉的 汕馬達33的發熱。另外，環狀溝33cl形成為，使得從流 體仏…路3la4供給的流體在環狀溝33cl循環而從流體排 出路31a5排出的螺旋狀（省略圖示）。 轉子33a外嵌固定於，可旋轉地設置在殼體内的 旋轉軸32的外周面。此旋轉軸32，對於上述旋轉接頭37 的軸37b、以同心配置在其旋轉轴線上，通過向圓周方向 配設的多個螺絲部件而固定在軸37b。而且，轉子3%，其 外周面與疋子33b的内周面相對配置，外嵌固定在形成於 方疋轉軸32的圓筒部32a的外周面，對於旋轉軸32被設置 7109-9044-PF；Tungining 11 200810876 成不能相對旋轉。 而且，在旋轉軸32，斟认廿 由θ圓月… 對於其腳部湯側的端面， 由向0周方向配設的多個螺絲部件14而固定主軸單元 20。即，主軸單元20，通過對 ^ ^ .. ^ ^ Α 、万疋轉軸32的端面32b而 固疋，被旋轉轴32支撐。因此，在聊部一則，旋轉袖 32及與此㈣旋轉接頭37的軸37b構成用於主轴 單元20的驅動支撐軸。 旋轉軸32的圓筒部32a，被形成為以在旋轉接頭π 的軸m組裝旋轉軸32的狀態，通過微小的間隙而圍繞上 «體…的圓筒部31&1。換而言之’以在軸m組裝旋 轉軸32的狀態’在DD馬達33的轉子咖被外嵌固定的圓 筒部32a的内周面的半徑方向的内側，存在殼體3ia的圓 筒部31al。 另一方面，在殼體31a的圓筒部31al的貫通孔3ia2 内配設有旋轉接頭37的主要部分的分配器37a的圓筒部 37al及轴37b。還有，在殼體31a的圓筒部3U1和旋轉接 頭37的軸37b之間介設有，用於對殼體31a旋轉自如地支 撐軸37b的軸承35。 如上述’在圖示例，根據DD馬達33而旋轉驅動的驅 動支撐軸（旋轉接頭37的軸37b +旋轉軸32)所涉及的旋轉 接頭3 7、及用於對殼體31 a旋轉自如地支撐此驅動支撲軸 的軸承3 5都配設在DD馬達33的半徑方向内側。並且，關 於軸承35的A軸方向的配置，如圖示成為，在a軸方向的 DD馬達33存在的範圍内。 7109—9044—PF;Tungming 12 200810876 接著，在圖示的例，以下對於在與腳部3〇a相對位置 支撐主軸單元2G的腳部3〇b的構成，進行詳細說明。 腳部30b，以殼體3ib為主體，在其内部組裝有，保 持主軸單元20的角度位置的夾緊機構以、支撐主轴單元 2〇的從動支撐軸、用於將此從動支撐軸旋轉自如地支撐的 軸承36、及旋轉接頭38等。 殼體31b ’形成有向a軸方向貫通的貫通孔3ib卜在 其貫通孔31bl内組裝有上述夾緊機構34、從動支撑轴、 軸承36、及旋轉接頭38。而且，在殼體的反腳部3〇a 侧的端面，與腳部30a同樣地形成有凹部（省略圖示），由 側面蓋子18b而覆蓋此。 旋轉接頭38，為與腳部3〇a側的旋轉接頭37同樣的 旋轉接頭，由固定於殼體31b的分配器38a和、在分配器 38a的圓筒部38al的外侧旋轉自如地嵌裝的軸3肋而構成。 分配器38a，由上述圓筒部38al和、使得在圓筒部Μ" 的反腳部30a側的端部向半徑方向擴大而形成的凸緣部 38a2而構成。並且，分配器38a，在於此凸緣部38&2，通 過向圓周方向配設的多個螺絲部件38c，對於殼體3ib被 組裝。而且，在分配器38a的令心，形成有向人軸方向貫 通的貫通孔38a4。 在此分配器38a，向圓周方向偏移位置而形成多個流 體流路38a3。並且，在軸38b，形成有對應於分配器38a 的各流體流路38a3的多個流體流路38bl。而且，各流體 流路38a3和與此對應的各流體流路38bi被構成為，通過 7109-9044-PF;Tungming 13 200810876 mm 38a M 38b的嵌合周面形成的環狀溝進行連 通，在軸38b旋轉時也能保持其連通狀態。 在於腳部廳’對應於腳部3〇a的旋轉軸32的旋轉軸 39’為了收容轴承36,由轴部件…和凸緣部件勘的2 個部件而構成。並且’此旋轉軸39(軸料_及凸緣部 件39b) ’配設為使得其旋轉軸線與腳部3()a㈣㈣犯 的旋轉軸線（=A軸）一致。 旋轉軸3 9的軸部件3 9 a，締3S +、 丨仟Ma，配置在分配器38a的貫通孔 黯内’對於分配器心，通過軸承36而旋轉自如地支樓。 因此，軸部件39a和分配器38a成為，關於a轴同心配設 的狀態。 而且，凸緣部件39b，在腳部3〇a侧具有與腳部施 :轉軸32的端s 32b平行的端面39μ，對於此端面 L過向囫周方向配設的多個螺絲部件 因此，此旋轉轴作為為了支樓腳請的主 轴早以〇的從動切軸而起作用。另外，旋轉軸”，在 :=件：h固定於旋轉接頭38的轴咖，與軸_ 軸的:部分。此、轉接頭38的轴_也相當於從動支撐 機槿：於保持主轴單元2〇的旋轉位置(角度位置)的夾緊 機構34’主要由夾腎矣汽w ’、 A緊套请34a而構成。夾緊套筒34a,由 :為£力至的環狀溝34al形成的圓筒 Γ34:2的聊部心側的端部使得向半經方向擴大= 凸緣。"4a3而構成。圓筒部34以，在容許其旋轉的狀 7109-9044-PF;Tungxning 14 200810876 恶下’圍繞與旋轉軸39 一體旋轉的旋轉接頭38的軸38b。 在夾緊套筒34a的圓筒部34a2和殼體31b的之間，介 設有環狀的受壓部件34b。更詳細地，在殼體3lb的貫通 孔31bl内嵌固定有受壓部件34b，而且，在此受壓部件34b 的内周面内嵌固定有夾緊套筒34的圓筒部34a2。並且， 通過在凸緣部34a3螺合插入的螺絲部件，夾緊套筒34固 疋在殼體31b，而且，對於凸緣部34a3固定受壓部件34b。 並且’在夾緊套筒34a的圓筒部34a2，形成有在受壓 部件34b側開口的環狀溝34al，由該環狀溝34al和受壓 部件34b的内周面而形成壓力室。還有，在該壓力室，連 通在受壓部件34b所形成的流體流路34Μ。此流體流路 34bl通過在夾緊套筒3“的凸緣部34&3所形成的流體流 路34a4，連通於在殼體31b所形成的流體流路“Μ。 供給壓力流體（例如，壓油.），對應於夾緊套筒 34a的圓筒

而且，在該夾緊機構34，通過這些流體流路向壓力室

7109-9044-PF;Tungming 200810876 旋轉檢測器4卜由在旋轉接頭38的分配器38a的· 通孔38a4内，安裝於從貫通孔咖4的内周面向半徑方: 突出的圓盤狀的支撐部的規定位置的一對檢測頭仏、… 二的^:心頭41&、41&内侧相對配置而安裝於旋轉軸 ，由部件39a的檢測環41b而構成。由該旋轉檢測器^ 的主#…20的角度位置的檢測信號’發送到裝載有本發 明：加工用頭10的機台的控制裝置(未圖示)，而使用於主 軸單元20的旋轉控制（數值控制）。 並且，角度檢測器42，例如為限位_ 配益38a的貫通孔編内設置的支撐板上，使得在旋轉轴 的/部被安裝的圓盤狀的部件43的周面㈣㈣置。 且^件43的周面’形成有對應於容許角度範圍的牵轉 ㈣相^此牽轉具的狀態下，限位開關七處於不㈣ ’Μ ’㈣㈣的異常等’主軸單it 20旋轉容許 角度以上時’其通過限位開關42而檢測，其檢測信號，例 如，作為非常停止信號發送到機台的控制裝置。 以下，對於圖示的加工用頭i。的第 行詳細說明。 t貝DU $ 第二於本實施例的加工用頭10，除上述說明的 二：具備支撐此第1支撐頭的第2支樓 在機二的主且/第1支撐頭3〇 ’通過第2支撐頭50而支撐 使第1支樓頭30以錯直方向的軸 線（與機台的2轴平行的軸線/以下，稱為「C轴」）為中心 旋轉驅動而設置此第2支撐頭50(圖3)。 … 7109-9044-PF/Tungming 16 200810876 第 2 # « - 撐頊50，以具有向C軸方向貫通的貫通孔5ia 的殼體5l a + 為體’具備在貫通孔51 a内配設軸部52a的旋 轉轴5 2 〇 ^

且’通過此旋轉軸52對第2支撐頭50組裝第 1支擇頭3 π。4 D 並且，通過在殼體51被安裝的環狀的支撐體 51& ’而在機台的主軸頭等安裝第2支撐頭5〇。 楚 〇

支撐頭50，在殼體51的貫通孔51a内具備：DD 馬達^ β …、^ ，為了將旋轉軸52旋轉驅動；夾緊套筒54，為了 保持旋轉軸52的旋轉位置；及旋轉接頭55，為了將流體 供給到第1支撐頭30。 —DD馬達53由：通過定子套筒53c而固定在殼體51的 疋子53a和；與定子53a的内周面相對配置，固定在旋轉 軸52的轉子53b而構成。而且，為了驅動DD馬達53的激 ' 的仏給，由通過連接器17a而連接在DD馬達53的 電瘦17而進行。 旋轉軸52包含：可旋轉地設置於殼體51的貫通孔 内的軸部件52a和；安裝於軸部件52a的第 的端部而向半握方向（與c轴直交的方向）擴大的凸貝緣料 52b。並且，在旋轉軸52，形成有旋轉接頭55被插通的貫 通孔52e。 另外，在圖示例，在旋轉軸52的軸部件52a和凸緣部 件52b之間形成有軸承殼體52d。而且，在該軸承殼體5 和殼體51之間介設軸承56,由該軸承56，旋轉軸52對殼 體51成為旋轉自如地支撐的狀態。順便，在圖示例的轴承 56，為複合滾子型式的擺動軸承的一個的3列圓筒滚軸承 7109-9044-PF;Tungming 17 200810876 (3列滚子軸承/軸向•徑向滾筒軸承），可能會受到轴向方 向及徑向方向的大荷重。 在軸部件52a的外周面，外嵌固定有⑽馬達53的轉 ，53b’伴隨轉子53b的旋轉而^ c轴為中心旋轉驅動轴 P件52a並且，凸緣部件52b，由向圓周方向配設的多個 螺絲部件52e而組裝在軸部件52a，與軸部件仏—體旋 轉。還有’在1緣部件52b，向圓周方向螺合插入多個螺 絲部件19’由該螺絲部件19，第i支樓頭3()的支撐部心 組裝於凸緣部件52b。因此，通過旋轉軸52由DD馬達53 而旋轉驅動’從而，第i支撐頭3。與旋轉軸52 一起旋轉。 旋轉接頭55，為與第！支撐頭3〇的旋轉接頭打、38 同樣的旋轉接頭，由固定於殼體51的分配器55a和、在分 配器55a所形成的貫通孔55al内可旋轉地嵌裝的軸5讣而 構成。 分配器55a由在旋轉軸52的貫通孔52c内配置的圓筒 T 55a2和、在圓筒部55a2的相反側的第i支撐頭3〇側的 端部向半徑方向擴大的方式形成的凸緣部55a3而成，在於 其凸緣部55a3，由向圓周方向配設的多個螺絲部件而組 在殼體51。 & 而且，在轴55b，在第！支撐頭3〇側的端部，組裝圓 盤狀的凸緣部4 57 ’軸55b，通過此凸緣部件57組裝在旋 轉軸52的凸緣部件52b。因此，伴隨旋轉軸52的旋轉， 轴55 b也一起旋轉。另外，凸緣部件57,成為嵌入於在第 1支撐碩30的支撐部30c所形成的圓形的凹部3〇ci的形 7109-9〇44-PF；Tungining 18 200810876 - 狀，通過此凸緣部件57和支撐部30c的凹部30cl，進行 組裝第1支撐頭30和第2支撐頭50時的定位。 在分配器55a，向圓周方向偏移位置形成多個為了從 外部引進流體的流體流路55a4。另一方面，在軸55b，也 向圓周方向偏移位置形成對應於分配器55a的各流體流路 55a4的多個流體流路55bl。 並且，與各流體流路55a4對應的各流體流路55bl被 構成為，通過在分配器55a和軸55b的嵌合周面形成的環 狀溝而連通，在軸55b旋轉時，也保持其連通狀態。並且， 在軸55b形成的多個流體流路55bl，分別連通於在第j支 撐頭30的旋轉接頭37或38的分配器37a、38a所形成的 對應的流體流路37a3或38a3。因此，從外部供給到旋轉 接頭55的分配器55a的流體，通過軸55b供給到第！支撐 頭30的旋轉接頭37、38。 在固定於殼體51的分配器55&和旋轉軸52的軸部件 52a之間，設置有為了保持旋轉軸52的旋轉位置的夾緊套 筒54。此夾緊套筒54,在其凸緣部54a，由多個螺絲部件 而組裝在分配器55a的同時’設置成容許與旋轉軸Μ的相 對旋轉。而且，在炎緊套筒54的圓筒部沿，形成有在分 配器55a的圓筒部55a2側開口的環狀溝54。，由該環狀溝 54c和分配器55a的圓筒部55心的外周面而形成壓力室。 並且，對於此壓力宮；g ;两大八 刀至通過在分配器55a形成的流體 流路54d而供給壓力流體，對應於圓筒部灿的環狀溝… 的薄肉部向擴徑方向變形。其結果，對於旋轉軸Μ施加擴 7109-9044-PF;Tungming 19 200810876 徑方向的缔緊力 緊狀態）。 旋轉軸52㈣旋轉成為被阻止的狀態（夾 而且，在圖示例，在旋轉接頭55 了檢測旋轉軸h & 幻上鳊邛，汉置有為 …：的旋轉量，即，第1支擇頭30的旋轉量 的方疋轉檢测器44。此旌棘拾制哭〇丄 此紋轉核測益44由在固定於殼體51的 刀配^§ 55a上的賴定你蓄啦罢 的規疋位置配置的一對檢測器頭44a、44a ^ m & _ 44a' 44a的内側相對配置，安裝在與旋轉 軸52 一起旋轉的軸55b的檢測環他而成。此旋轉檢測器 44的檢測信號，與在第1支撐頭3。的旋轉檢測器41同樣 地么运到機台的控制裝置，並用於第1支撐頭30的旋轉控 制。 在由以上構成而成的加工用頭1〇，為了支撐主轴單元 20的第1支樓頭30，在一對腳部3〇a、3〇b的各支樓轴爽 入主軸單凡20的狀態，相對不能旋轉地固定支撐在兩支撐 軸並且，通過由DD馬達33而旋轉驅動腳部30a側的驅 =支撐軸，以支撐軸的旋轉軸線（=與主軸21的旋轉轴線直 又的軸線/A軸)為中心朝向希望的角度位置旋轉驅動主軸 單元20。 DD馬達33的驅動，按照根據提前設定的程式的數值 控制而進行，由轉子33a的旋轉控制，通過驅動支撐軸而 控制主軸單元20的角度位置。因此，在圖示例，設在腳部 30a内的DD馬達33及連結在DD馬達33的驅動支撐軸（旋 轉轴32 +軸37b)作為為了主軸單元2〇的轉位機構起作用。 另外’為了驅動DD馬達33的激磁電流，由通過連接器i 6a 7109-9044-PF;Tungming 20 200810876 連接在DD馬達33的電纜16而供給。 .並且，在根據本發明的上述第1支撐頭30,將旋轉自 如地支樓為了主軸單元2。的腳部3〇a側的支撲軸(驅動支 料）的軸承35形成為，在於A軸方向㈣馬達33的存 、範圍内配汉在])D馬達33的半捏方向内側的構成，且 為了對：配。又在δ又置DD馬達33的腳部則而旋轉驅動 的主軸單70 20 ’供給流體的旋轉接頭37形成為，配設在 馬達33的半;U方向内側的構成，軸承及旋轉接頭π 成為在D D馬達3 3的主依七> > . 的牛么方向内側的空間被收容的狀態， 不會放大腳部3〇a的Α軸方向的尺寸。 而且，對於腳部30b，其八軸方向的尺寸是，根據支 撐軸（從動支擇軸）的長度（A幸由方向的尺寸）而決定的，其 支撐軸的長度’ 於加工時施加負荷的平衡，與腳部術 的支揮轴長度更接近為理想。因此，腳部鳩# A軸方向 的尺寸，決定於腳部30a，通過將腳部3〇a的A軸方向的 尺寸更縮小’而腳部勘的A軸方向的尺寸也能夠更縮小。 八…果，第1支撐頭30，A軸方向的尺寸整體縮小，而能 夠謀求加工用頭1 0的緊湊化。 並且，如本實施例的支撐頭，通過形成為軸承35配設 於内轉子型DD馬達33的轉子33a的半徑方向内側，即， DD馬達3 3的半！方向内側的構成，可以採用更小徑的軸 承。軸承，直徑越大越導致振動精度降低的現象，而成為 加工精度降低的要因，但是，根據該本實施例的構成，不 發生伴隨這種軸承的大徑化的加工精度的降低的問題。 7109~9044-PF;Tungming 21 200810876 ’在以上說明的加工用頭10的第1支撐頭30， 構成為將在腳部心的支撐軸和殼體31a的圓筒部31al之 間配置軸承35，在旋轉接頭37的轴37b和殼體3 2部加之間設置軸承35,但是代替於此，也可以在旋 轉軸32的圓筒部32a和殼體3ia的圓筒部… 軸承35(圖4(a))。 而且，在上述第1支撐頭3〇,構成為在最“由侧配置 =接頭37,在旋轉接頭37(轴m)的外周面外嵌固定轴 八5’但是代替於此’也可以作為在轴承35料周面側 没置旋轉接頭37的構成（圖4(b))。 在上述第1支擇頭3G ’支撐軸（旋轉接頭37的轴 :轉軸39)具有，DD馬達33的轉子咖被外嵌固定的 和，在該大徑部的半徑方向内側被軸承％旋轉自如 擇的軸部’上述大徑部由旋轉軸32的圓筒部…而形 ::軸部以旋轉接頭37的轴37b所形成。但是代替於此， 大徑部以旋轉接頭37的轴m形成，在其外周面外 t入口疋DD馬達33的轉子33a也可以。 /如此，在本發明，旋轉接頭的配置只要在仙馬達的半 ::向内側，不限定於如上述實施例的驅動支撐軸的半徑 方向内側，圍繞上述軸承的外周面等也可以。 扩鑪並且，在上述第1切頭3Q，作為為了將驅動支撐軸 疋轉㈣的驅動馬達’採用了使得轉子33a盘定子33b的 内周面相對而配設的内轉子型的DD馬達33，但是，在 發明所使用的驅動馬達不限定於此，如圖5⑷所示，作為 7l〇9->9044-PF;Tungming 22 200810876 使知轉子33a與疋子33b的外周面相對而配置的外轉子型 的驅動馬達（DD馬達33，）也可以。 還有，在上述，說明了關於在於第1支撐頭30的軸承 35配叹於DD馬達33(33，）的半徑方向内侧的構成，但 是，在本發明的軸承的構成不限定於此，如圖5(b)所示， 軸承35,比1)1)馬達33，還更大徑，在圍繞1)])馬達33, 的外周面的旋轉軸32的圓筒部…的外周面被外嵌固定也 可以。 以下，根據圖6說明本發明的其他實施方式。 在上述的實施例，對在適用本發明的加工用頭的支撐 頭（第1支撐頭3 0 )，支撐主軸單元2〇的一對腳部中的只 有方的腳邛具備為了旋轉驅動主軸單元2 0的轉位機構 (DD馬達），但是代替於此，如圖6所示，對於在兩腳部具 備轉位機構（DD馬達）的支撐頭的兩轉位機構也可以適用本 發明。 而且，在圊6所示的例，與圖j等的實施例不同，將 由DD馬達而旋轉驅動的支樓軸旋轉自如地支撐的軸承，介 <在構成旋轉接頭的分配器和軸之間。即，旋轉接頭與在 上述軸承的半徑方向内側配設的上述實施例不同，成為上 述軸承配設於半徑方向的旋轉接頭的存在範圍内的構成。 如上述，在圖β所示的支撐頭6 〇，分別對於支撐主軸 單元20的一對腳部60a、60b，設置有包含DD馬達63的 轉位機構。另外，在圖示例，腳部6〇a和6〇b的内部結構 幾乎相同。因此，在以下，只對腳部6〇a進行說明，對於 7109-9044-PF;Tungming 23 200810876 • 腳部60b，省略其說明及附圖的符號。 腳部60a由，以形成有向A軸方向貫通的貫通孔6u 的殼體61為主體而成，在其貫通孔6la内組裝有：DD馬 達63、支撐主軸單元20的支撐軸；為了將支撐軸旋轉自 如地支撐的軸承65;及旋轉接頭67等。並且，在腳部6〇a， 設置有與上述實施例同樣的旋轉檢測器68(旋轉檢測器68 只對腳部60a側）。 在圖示例，旋轉接頭67的分配器，由2個部件67a(第 1分配器）及67b(第2分配器）而構成。而且，第2分配器 67b其凸緣部67b2組裝在第1分配器Wa，第1分配器67a 通過在其凸緣部67a2組裝有殼體61，而第ι、2分配5| 67a、67b對殼體61成為固定狀態。 並且，旋轉接頭67的軸67c，由在第i分配器67a的 圓简部6 7 a 1和第2分配器6 7 b的圓筒部6 7 b 1之間可旋轉 地嵌裝的大徑部67cl和、外嵌固定有軸承65的軸部67c2 而構成。 而且，在該旋轉接頭67，分別形成於第1、第2分配 器67a、67b的多個流體流路67a3、67b3和；在對應於各 流體流路67a3、67b3形成在軸67c的多個流體流路67c3， 通過在第1、第2分配器67a、6 7b的各圓筒部6 7al及6 7bl 和軸67c的大徑部67cl的嵌合周面形成的環狀溝而連通。 在軸67c的軸部67c2，組裝有在腳部6〇b側，對於殼 體61可旋轉地設置的旋轉軸6 2。此旋轉軸6 2，具有圍繞 旋轉接頭67的第1分配器67a的圓筒部67al的圓筒部 7109-9044-PF;Tungming 24 200810876 - 62a。並且，在旋轉軸62形成有，分別與形成在旋轉接頭 67的軸67c的各流體流路67c3連通的多個流體流路62c， 各流體流路67c3，通過此流體流路62c而與主軸單元2〇 的埠24連通。 如圖示，在固定於殼體61的旋轉接頭67的第1分配 器67a的圓筒部67al和軸67c的軸部67c2之間，介設車由 承65。而且，由該軸承65，軸67c對於殼體61成為旋轉 自如地支撐的狀態。並且，旋轉軸62，組裝於軸67c的同 時，在其腳部60b侧的端面62b安裝有主軸單元20。因此， 方疋轉接頭6 7的軸6 7 c及旋轉軸6 2旋轉自如地被設置且相 當於支撐主軸單元20的支撐軸。 DD馬達63由通過定子套筒63c而固定在殼體61的定 子63a和；與定子63a的内周面相對配置，在旋轉軸62的 圓筒部62a的外周面被外嵌固定的轉子63b而構成，是内 轉子型的DD馬達。 如此，在圖不的支撐頭6〇，内轉子型DD馬達63由其 轉子63b，而在圍繞第i分配器67a的圓筒部67&1的旋轉 軸62的圓筒部62a被外嵌固定，另一方面，為了將上述支 撐軸（旋轉接頭67的軸67c +旋轉軸62)旋轉自如地支撐的 轴承65，介设在第1分配器67a的圓筒部67&1和比該圓 筒部67al更位於半徑方向内側的軸67c的軸部67心之 間。而且，其轴承65的A軸方向的配置，如圖示，成為A 軸方向的DD馬達63的存在範圍内。 即’在於本實施例也構成為，為了旋轉自如地支撐由 7109-9044-PF;Tungming 25 200810876 DD馬達63而旋轉驅動的支撐軸的軸承65，在關於A軸方 向的DD馬達63的存在範圍内，配設在DD馬達63的半徑 方向的内侧，且旋轉接頭67配設在DD馬達63的半徑方向 内側。因此’根據本實施例，也能得到與上述圖1等的實 施例同樣的效果。尤其，如本實施例的支撐頭60，在一對 腳部60a、60b分別設置包含DD馬達33的轉位機構時，因 為A軸方向的尺寸比由圖1等的實施例的支撐頭變成更 大’所以，本發明，在這種支撐頭時更加有效。 另外，本發明不限於上述任一實施方式，在不脫離本 發明的申請專利範圍的範圍内，可以進行各種變更。 【圖式簡單說明】 圖1表示在於本發明的加工用頭的支撐頭的一實施方 式的正面部分截面圖。 圖2表示在於本發明的加工用頭的支撐頭的一實施方 式的側面圖。 圖3表示本發明的加工用頭的一實施方式的正面部分 截面圖。 圖4(a)及圖4⑴表示在於上述實施方式的支撐頭的 變形例的部分截面圖。 圖5(a)及圖5(b)表示在於上淡杏 丁杜於上述貫施方式的支撐頭的 變形例的部分截面圖。 圖6表示在於本發明的加 方式的正面部分截面圖。 用頭的支撐頭的其他實 施 7109-9044-PF;Tungming 2 6 200810876 的斜祝 " 圖7表示適用本發明的加工用頭的機台的一例 圖。 【主要元件符號說明】 1〜龍門銑床； 2〜圓柱； 4〜床； 5〜工作臺； 6〜橫軌； 7〜床鞍； 8〜衝柱； 10〜加工用頭； 12〜管； 14、15〜螺絲部件 16〜電乡覽； 16a〜連接器； 17〜電纜； 18a、18b〜蓋子； 1 9〜螺絲部件； 20〜主軸單元； 2卜主軸； 23〜殼體； 24〜埠； 2 5〜驅動馬達； 25a〜轉子； 25b〜定子； 2 7〜軸承； 30〜弟1支標頭； 30a、30b、6〇a、60b〜腳部； 30c〜支撐部； 3 0 c 1〜凹部； 31a〜殼體； 31a卜圓筒部； 31a2〜貫通孔； 31a3〜凹部； 31 a4〜供給路； 31a5〜排出路； 31b〜殼體； 31M〜貫通孔； 31b2〜流路； 3 2、6 2〜旋轉軸； 32a、62a〜圓筒部 32b〜端面； 33 、 33 、 63〜DD 7109-9044-PF;Tungming 27 馬達； 200810876 34a3〜凸緣部； 34b〜受壓部件； 35、35’ 、36、65〜軸承； 33a〜轉子； 33c〜定子套筒； 34〜夾緊機構； 34aW冓； 37a、38a〜分配器； 37a2、38a2〜凸緣部； 37a4、38a4〜貫通孔； 37bl、38bl〜流路； 37d〜埠； 3 9 a〜轴部件； 39M〜端面； 41 a〜檢測器頭； 42〜角度檢測器； 44〜旋轉檢測器； 44b〜檢測環； 51〜殼體； 52〜旋轉軸； 52b〜凸緣部件； 52d〜軸承殼體； 53〜DD馬達； 53b〜轉子； 33b〜定子； 33cH冓； 34a〜夾緊套筒； 34a2〜圓筒部； 34a4〜流路； 34bl〜流路； 37、38、67〜旋轉接頭 37al、38a卜圓筒部； 37a3、38a3〜流路； 37b、38b〜軸； 37c、38c〜螺絲部件； 39〜旋轉軸； 39b〜凸緣部件； 41〜旋轉檢測器； 41b〜檢測環； 43〜部件； 44a〜檢測器頭； 5 0〜第2支#頭； 51 a〜貫通孔； 52a〜軸部； 5 2 c〜貫通孔； 52e〜螺絲部件； 53a〜定子； 53c〜定子套筒； 7109-9044-PF;Tungming 28 200810876 54〜夾緊套筒； 54a〜凸緣部； 54b〜圓筒部； 54c〜溝； 5 5〜旋轉接頭； 5 5 a〜分配器； 55al〜貫通孔； 5 5 a 2〜圓筒部； 55a3〜凸緣部； 5 5 a 4〜流路； 5 5 b〜軸； 5 5 b 1〜流路； 5 6〜軸承； 57〜凸緣部件； 60〜支撐頭； 61〜殼體； 6la〜貫通孔； 67a、67b〜部件； 67al、67bl〜圓筒部； 67a2、67b2〜凸緣部； 67a3、67b3、67c3〜流路； 6 7 c〜軸； 67cl〜大徑部； 67c2〜軸部； 6 8〜旋轉檢測器。 7109-904 4-PF;Tungming 29

Claims (1)

1. 200810876 ， 十、申請專利範圍： 1 · 一種機台用的加工用頭，具備·· 包含安裝工具的主軸的主軸單元和；為支撐該主軸單 儿的支撐頭，包含以至少與上述主軸的旋轉軸線直交的軸 線為中心使上述主軸單元旋轉，而轉位其角度位置的轉位 機構的支撐頭，其中， 上述轉位機構，具備：固定於上述主轴單元的同時， 通過軸承在上述支撐頭的殼體内旋轉自如地支樓的支撐 轴；由在上述支撐頭的殼體内被同軸配置在上述支樓軸周 圍，並圍繞上述支撐軸的馬達轉子及馬達定子而成的驅動 馬達；與上述軸承及上述驅動馬達被同軸配置的旋轉接頭， 上述軸承，配置在上述支撐軸的軸線方向的上述驅動 馬達存在的範圍内，上述旋轉接頭，配置在上述驅動馬達 的半徑方向内側。 2. 如申請專利範圍第丨項所述之機台用的加工用頭， 其中， 上述軸承配置在上述驅動馬達的上述馬達轉子的半护 方向内側。 二 3. 如申請專利範圍第2項所述之機台用的加工 其中， 上述旋轉接頭配置在上述軸承的半徑方向内側。 7l〇9-9044-PF;Tungming 30