1355312 九、發明說明 【發明所屬之技術區域】 本發明爲：藉由將工具安裝於主軸的前端部並使其高 . 速旋轉的方式，執行各種加工的綜合加工機之類的工作機 _ 械的主軸裝置。 【先前技術】 # 在一般的工作機械中，主軸裝置是形成··主軸是可自 由旋轉地被殼體所支承，而桿是沿著軸方向安裝於該主軸 内並支承成可自由移動，在該桿的前端部安裝有可夾取工 * 具的筒夾，利用複數個盤型彈簧將桿朝筒夾夾取工具的方 . 向彈推，並利用驅動裝置來克服盤型彈簧之彈推手段的彈 推力而使桿移動，進而可釋放被筒夾所夾取的工具。 在形成上述構造的工作機械中，由於筒夾是在主軸裝 置利用盤型彈簧的彈推力來夾取工具，因此該盤型彈簧之 • 彈推力的下降將對工具的加工精度產生極大的影響。也就 . 是說，當長期的使用而使盤型彈簧的彈推力下降時，筒夾 便無法正確地夾取工具，導致主軸對工具的拘束力下降， 不僅是對製品切削的加工精度下降，也將導致在主軸與工 具之間的夾取部產生磨耗之類的表面損傷。 因此，在工作機械中是利用主軸裝置，來監視用來將 工具夾取於主軸之彈簧的彈推力的裝置，譬如，以下專利 文獻1、2所記載的內容》 該專利文獻1所記載之工作機械的主軸裝置中的工具 -5- 135.5312 固定彈簧監視裝置是= 壓力感測器是利用油壓缸，來測量當拉桿朝工 方向移動時之盤型彈簧的彈簧力，而比較部是利用 . 測器對所測得的彈簧力與特定的基準値進行比較， 則根據該比較部的比較結果來判斷盤型彈簧的狀 外，專利文獻2所記載之工作機械的主軸裝置則是 板狀的牽動具，安裝在可自由移動地設置於主軸内 φ 後端部，並將位移感測器設置在用來移動桿且位於 部的油壓缸，利用該位移感測器來偵測桿的位置， 工具是否正常地夾取於桿前端側的筒夾。 • [專利文獻1]日本特開2003 — 2205 04號公報 . [專利文獻2]日本特開平05 - 0503 59號公報 【發明內容】 [發明主題] • [發明欲解決之課題] . 上述專利文獻1所記載之傳統的工作機械的主 中的工具固定彈簧監視裝置，其壓力感測器是利用 來測量拉桿朝工具釋放方向移動時之盤型彈簧的彈 並根據該彈簧力判斷盤型彈簧的狀態。然而，壓力 僅單純地測量盤型彈簧的彈簧力，是無法得知拉桿 具的時間點，且無法正確地測量工具釋放時之盤型 彈簧力，而無法精確地判斷盤型彈簧的狀態。 此外，專利文獻2所記載之傳統的工作機械的 具釋放 壓力感 判斷部 態。此 :將圓 之桿的 主軸後 並判斷 軸裝置 油壓缸 簧力， 感測器 釋放工 彈簧的 主軸裝 -6- 1355312 置’是藉由位移感測器來偵測桿的位置，而判斷筒夾是杏 正常地夾取工具，並無法測量筒夾對工具的夾取力以判斷 盤型彈簧之彈簧力的下降。 本發明正是用來解決上述課題的發明，本發明的目的 是提供一種：藉由正確地偵測工具夾取力，而可精確地判 斷彈推手段之更換時間的工作機械的主軸裝置。 Φ [解決課題之手段] 用來達成上述目的之請求項1之發明的工作機械的主 軸裝置，其特徵爲具備：主軸，該主軸是可自由旋轉地由 * 殼體所支承；和桿，該桿是在該主軸内支承成可沿著軸方 • 向自由移動；和筒夾，該筒夾是藉由該桿的移動來執行工 具的夾取與釋放；和彈推手段，該彈推手段是用來將前述 桿朝前述筒夾取前述工具的方向彈推；和驅動裝置，該驅 動裝置是藉由克服該彈推手段的彈推力並按壓前述桿的方 ® 式，使前述工具朝釋放方向移動；和桿按壓力偵測手段， 該桿按壓力偵測手段是用來偵測該驅動裝置對前述桿的按 . 壓力；和桿位移偵測手段，該桿位移偵測手段是用來偵測 前述桿的位移：和工具夾取力偵測手段，該工具夾取力偵 測手段是依據前述桿按壓力偵測手段所測得之前述桿的按 壓力與前述桿位移偵測手段所測得之前述桿的位移，來偵 測前述筒夾對前述工具的夾取力；及更換時間判斷手段， 該更換時間判斷手段是依據該工具夾取力偵測手段所測得 之前述工具的夾取力與預先設定之前述彈推手段的彈推力 1355312 特性値’來判斷前述彈推手段的更換時間。 請求項2之發明的工作機械的主軸裝置，其特徵爲： 前述更換時間判斷手段，是依據前述彈推手段的彈推力特 . 性線圖’而由前述工具夾取力偵測手段所測得之前述工具 的夾取力來推算前述彈推手段的實際彈推力特性線圖，並 依據該實際的彈推力特性線圖來判斷前述彈推手段的更換 時間。 • 此外’請求項3之發明的工作機械的主軸裝置，其特 徵爲具備：主軸，該主軸是可自由旋轉地由殼體所支承； 和桿’該桿是在該主軸内支承成可沿著軸方向自由移動； • 和筒夾，該筒夾是藉由該桿的移動來執行工具的夾取與釋 . 放；和彈推手段，該彈推手段是用來將前述桿朝前述筒夾 取前述工具的方向彈推；和驅動裝置，該驅動裝置是藉由 克服該彈推手段的彈推力來按壓前述桿的方式，使前述工 具朝釋放方向移動；和桿按壓力偵測手段，該桿按壓力偵 • 測手段是用來偵測該驅動裝置對前述桿的按壓力；和桿位 移偵測手段，該桿位移偵測手段是用來偵測前述桿的位 移；和工具夾取力偵測手段，該工具夾取力偵測手段是依 據前述桿按壓力偵測手段所測得之前述桿的按壓力與前述 桿位移偵測手段所測得之前述桿的位移，來偵測前述筒夾 對前述工具的夾取力；及更換時間判斷手段，該更換時間 判斷手段是依據該工具夾取力偵測手段所測得的前述工具 之夾取力隨著時間的變化，來判斷前述彈推手段的更換時 間。 -8- 1355312 請求項4之發明的工作機械的主軸裝置，其 前述更換時間判斷手段，是根據前述工具夾取力 所測得的前述工具之夾取力隨著時間的變化，來 彈推手段的彈推力特性線圖，並依據該彈推力特 判斷前述彈推手段的更換時間》 請求項5或請求項6之發明的工作機械的主 其特徵爲：設有用來顯示前述彈推手段之彈推力 的顯示手段，該彈推手段之彈推力特性線圖是用 對於前述筒夾夾取前述工具的夾取次數之夾取力 請求項7之發明的工作機械的主軸裝置，其 前述工具夾取力偵測手段，是當前述桿位移偵測 出前述桿的位移時，將前述桿按壓力偵測手段所 述桿的按壓力作爲前述筒夾對前述工具的夾取力 請求項8之發明的工作機械的主軸裝置，其 顧客與管理者是由通訊迴路所連接，前述桿按壓 段所測得之前述桿的按壓力、及前述桿位移偵測 得之前述桿的位移、和經前述更換時間判斷手段 前述彈推手段的更換時間，是採用前述的通訊迴 發送給管理者，管理者可針對前述彈推手段的更 顧客發出警告》 [發明的效果] 根據請求項1的發明之工作機械的主軸裝置 有：桿壓力偵測手段，該桿壓力偵測手段是用來 特徵爲： 偵測手段 推算前述 性線圖來 軸裝置， 特性線圖 來表示相 的變化。 特徵爲： 手段偵測 測得之前 來偵測。 特徵爲： 力偵測手 手段所測 所判斷的 路由顧客 換時間對 ，由於設 偵測驅動 -9- 1355312 裝置對桿的按壓力；和桿位移偵測手段，該桿位移偵測手 段是用來偵測桿的位移；和工具夾取力偵測手段，該工具 夾取力偵測手段是依據該桿的按壓力與桿的位移來偵測筒 夾對工具的夾取力；及更換時間判斷手段，該更換時間判 斷手段是依據該工具的夾取力與預先設定之彈推手段的彈 推力特性値，判斷彈推手段的更換時間，故可採用桿的按 壓力與桿的位移，正確地偵測筒夾對工具的夾取力，並可 採用該工具的夾取力與彈推手段的彈推力特性値，來推算 彈推手段的劣化並準確地判斷其更換時間。 根據請求項2的發明之工作機械的主軸裝置，由於更 換時間判斷手段是依據彈推手段的彈推力特性線圖，由工 具的夾取力來推算彈推手段的實際彈推力#性線圖，並依 據該實際的彈推力特性線圖來判斷彈推手段的更換時間， 故形成對應於彈推手段的彈推力特性線圖來推算實際的彈 推力特性線圖並判斷彈推手段的更換時間，可精確地判斷 更換時間。 此外，根據請求項3的發明之工作機械的主軸裝置， 由於設有：桿壓力偵測手段，該桿壓力偵測手段是用來偵 測驅動裝置對桿的按壓力；和桿位移偵測手段，該桿位移 偵測手段是用來偵測桿的位移；和工具夾取力偵測手段， 該工具夾取力偵測手段是依據該桿的按壓力與桿的位移來 偵測筒夾對工具的夾取力；及更換時間判斷手段，該更換 時間判斷手段是依據該工具之夾取力雖著時間的變化來判 斷彈推手段的更換時間，故可採用桿的按壓力與桿的位 -10- 1355312 移，正確地偵測筒夾對工具的夾取力，並採用該工具之夾 取力隨著時間的變化，推算彈推手段的劣化且準確地判斷 其更換時間。 根據請求項4的發明之工作機械的主軸裝置，由於更 換時間判斷手段是從工具之夾取力隨著時間的變化來推算 彈推手段的彈推力特性線圖，並依據該彈推力特性線圖來 判斷彈推手段的更換時間，因而形成從工具之夾取力隨著 時間的變化來推算彈推手段的彈推力特性線圖並判斷更換 時間，可準確地判斷更換時間。 根據請求項5或請求項6的發明之工作機械的主軸裝 置，由於設有用來顯示前述彈推手段之彈推力特性線圖的 顯示手段，該彈推手段之彈推力特性線圖是用來表示相對 於前述筒夾夾取前述工具的夾取次數之夾取力的變化，因 此操作者只需確認顯示於顯示手段之彈推手段的彈推力特 性線圖，便可輕易地掌握更換時間。 根據請求項7的發明之工作機械的主軸裝置，由於工 具夾取力偵測手段是將桿位移偵測手段偵測出桿的位移 時’桿按壓力偵測手段所測得之桿的按壓力當作筒夾對工 具的夾取力來偵測，故可採用桿的按壓力與桿的位移，精 確地偵測筒夾對工具的夾取力。 根據請求項8的發明之工作機械的主軸裝置，由於顧 客與管理者是由通訊迴路所連接，桿的按壓力、及桿的位 移 '和彈推手段的更換時間，是採用通訊迴路由顧客發送 給管理者’管理者可針對彈推手段的更換時間對顧客發出 -11 - 1355312 警告，因此管理者可掌握彈推手段的更換時間並對顧客發 出警告’使得更換構件的準備變的容易而提高生產性。 【實施方式】 [實施型態] 以下參考附圖，詳細地說明本發明之工作機械的主軸 裝置的最佳實施例。然而，本發明並不受限於該實施例。 [實施例1] 第1圖，是本發明實施例1之工作機械的主軸裝置的 槪略構造圖，第2圖是用來表示實施例1之工作機械的主 軸裝置中桿的按壓力及位移量的圖表，第3圖是用來表示 實施例1之工作機械的主軸裝置中相對於工具夾取次數之 夾取力的圖表。 在實施例1之工作機械的主軸裝置中，如第1圖所 示，在殼體11内，是藉由沿著軸方向倂設的3個軸承 12、13、14將主軸15支承成可自由旋轉。接著，驅動馬 達是構成：將轉子16固定在主軸15之軸方向上的中間部 外周，並將定子17以面向該轉子16且保持特定間隙的方 式固定在殼體11’而藉由該轉子16與定子17來驅動旋 轉主軸15 ^ 主軸15内，沿著軸方向於内部形成有中空部15a， 並於其中一端部形成有錐形孔15b，除了將桿18配置於 該中空部15a内之外’還將工具19的錐形部i9a配置於 錐形孔15b内。接著，工具19，其從錐形部19a延伸的 -12- 1355312 柄部19b是位於中空部15a内，而安裝於桿18之其中_ 端部的筒夾20形成可夾取該柄部19b。 此外，在主軸15之中空部15a的其中一端部，嵌合 著呈圓筒狀的導引構件21，並嵌合著鄰接於該導引構件 21的軸套22。另外’在桿18的另一端部則固定有軸套 23，該軸套23的外周部是可自由移動地嵌合於中空部 15a。接著，在主軸15的中空部15a，於軸套22與軸套 23之間，以壓縮狀態夾設有作爲彈推手段的複數個盤型 彈簧24。 因此，桿18是受到盤型彈簧24的彈推力，並透過軸 套23而朝筒夾20夾取工具19的方向（第1圖中的右側 方向）彈推支承，此時，筒夾20可藉由被導引構件21限 制在内側，而夾取工具1 9的柄部1 9b。 此外，在殼體11設有驅動裝置25，該驅動裝置25 是位於主軸15的另一端部側，克服盤型彈簧24的彈推力 並按壓桿18，藉此使工具19朝釋放方向移動。亦即，在 該驅動裝置25中，在殻體11固定有呈中空狀的油壓缸 26，在該油壓缸26内嵌合著活塞27而劃分成2個缸室 26a、26b，且該活塞27被支承成可自由移動。接著，與 該活塞27形成一體的桿28,是位於與主軸15(桿18) 相同的軸線上，且其中一端面抵接著軸套23的端面。油 壓控制裝置29可相對於驅動裝置25供給或排放油壓，並 透過油壓供排通路30而連接至形成於油壓缸26之各缸室 26a、26b的埠部。 -13-
1355312 因此，當由油壓控制裝置29透過油壓供; 油壓缸26的缸室26a供給油壓時，藉由活塞 朝第1圖中右側方向移動而形成：桿18在藉 24的彈推力而抵接於軸套23的狀態下朝相同 在筒夾20夾取著工具19的狀態下使錐形部1 形孔15b，進而使工具19穩固地被主軸15 外，當由油壓控制裝置29透過油壓供排通路 26的缸室2 6b供給油壓時，桿28與活塞27 型彈簧24的彈推力，並透過軸套23而按壓 該桿18朝筒夾20釋放工具19的方向（第1 方向）移動。此時，筒夾20可藉由導引構件 移動的方式，釋放工具19的柄部19b。 在工作機械的主軸裝置中，由於筒夾20 彈簧24的彈推力來夾取工具19，因此該盤g 彈推力將對工具19的加工精度產生極大的影 彈簧24，由於更換工具19時反覆作用壓縮動 作，而使塑性變形量略微增加導致其彈推力緩 此’爲了確保工具19的高精度加工作業，必 彈簧24的彈推力，並於適當的時期進行更換 有鑑於此，本實施例之工作機械的主軸裝 壓力偵測手段，該桿壓力偵測手段是用來偵 25對桿18的按壓力；和桿位移偵測手段，該 手段是用來偵測桿18的位移；和工具夾取力 該工具夾取力偵測手段是依據所測得之桿1 8 排通路3 0對 27及桿28 ί由盤型彈簧 丨方向移動， 9a接觸於錐 所夾取。另 30對油壓缸 一起克服盤 桿18，可使 圖中的左側 2 1而朝外側 是利用盤型 ί彈簧24的 響。該盤型 |作及伸長動 :緩下降。因 須掌握盤型 〇 置設有：桿 測驅動裝置 桿位移偵測 偵測手段， 的按壓力與 -14 - 1355312 桿18的位移來偵測筒夾20對工具19的夾取力；及更換 時間判斷手段，該更換時間判斷手段是依據所測得之工具 19的夾取力與預先設定之盤型彈簧24的彈推力特性値， 判斷該盤型彈簧24的更換時間。 亦即，在驅動裝置25之桿18的前端部設有桿按壓力 偵測手段作爲壓力感測器31，該桿按壓力偵測手段可被 挾持在與主軸15之桿18的另一端部之間。此外，除了在 桿18的軸套23 —體地形成有呈圓板狀的環型部23a，還 在殼體1 1設有位移感測器32，該位移感測器32是用來 偵測該環型部23a的桿位移偵測手段。而在該場合中，位 移感測器3 2也可以是接近感測器，只要是可以偵測桿18 的移動即可。 接著，工具夾取力偵測部（工具夾取力偵測手段） 3 3 ’則依據壓力感獨器31所測得之按壓力訊號與位移感 測器3 2所測得之桿位移訊號，來偵測對應於盤型彈簧24 之彈推力的工具19的夾取力。該工具夾取力偵測部33是 連接於判斷結果顯示部（顯示手段）34及工具夾取力記 錄部（資料庫）35，判斷結果顯示部34，是將工具夾取 力偵測部3 3所測得之工具1 9的夾取力顯示於譬如顯示 幕’而工具夾取力記錄部35則記錄工具夾取力偵測部33 所測得之工具1 9的夾取力。 接著，彈簧更換時間判斷部（更換時間判斷手段） 36’是依據工具19的夾取力與預先設定之盤型彈簧24的 彈推力特性値來判斷該盤型彈簧24的更換時間，並將該 -15- 1355312 更換時間顯示於判斷結果顯示部34。 而工具夾取/釋放指令部37,是依據圖面中未顯示 NC控制裝置的控制訊號，而對油壓控制裝置29輸出工 夾取訊號或者工具釋放訊號的裝置，該工具夾取訊號或 工具釋放訊號也能對工具夾取力記錄部35輸出。 以下，針對工具夾取力偵測部3 3及彈簧更換時間 斷部36的具體處理進行說明。 # 如第1圖所示，當藉由桿18的筒夾20夾取工具 的柄部19b，而形成主軸15夾取著工具19的狀態時， 具夾取/釋放指令部37，將對油壓控制裝置29及工具夾 * 力記錄部35輸出工具釋放訊號。油壓控制裝置29則透 - 油壓供排通路30將油壓供給至驅動裝置25之油壓缸 的缸室2 6b，使與活塞27形成一體的桿28克服盤型彈 24的彈推力並按壓桿18而形成移動。如此一來，藉由 18的移動，使筒夾20因導引構件21而朝外側移動， ® 而釋放工具19的柄部19h 此時，如第2圖所示，當在時間tl所示之處，由 壓控制裝置29驅使驅動裝置25作動，而使桿28開始 壓主軸15的桿18時，雖然該按壓力上升，但由於盤型 簧24的彈推力大於該按壓力，因此桿18不會形成位移 接著，由驅動裝置25使桿18的按壓力上升，並在時間 所示之處，由驅動裝置25的桿28使得朝主軸15之桿 的按壓力大於盤型彈簧24的彈推力時，該桿18將開始 移，而筒夾20則釋放工具19的柄部19b。接著，當更 之 具 者 判 19 工 取 過 26 簧 桿 進 油 按 彈 〇 t2 18 位 進 -16- 1355312 —步使驅動裝置25的按壓力上升，而使桿18形成更進一 步的移動時，在時間t3所示之處，藉由桿18的移動使筒 夾20完全釋放工具19的柄部19b，而形成可更換工具 19 〇 因此，壓力感測器31持續偵測該狀態下之桿18的按 壓力，且位移感測器32也持續偵測桿18的位移，第2圖 所示之時間11〜12間的時間t a則是由盤型彈簧2 4解除夾 取力的範圍（時間），此時的按壓力爲工具夾取力Pa。 亦即，可將從驅動裝置25開始按壓主軸15的桿18(時 間11 )起，到桿1 8開始位移時（時間t2 )之間所作用的 按壓力，當成盤型彈簧24的工具夾取力來推算。 如第3圖所示，彈簧更換時間判斷部3 6記憶著：依 據預先執行之實驗所求出之盤型彈簧24的標準彈推力特 性線（彈推力特性値）。接著，依據由上述方法所測得之 特定夾取次數N1時的夾取力Pa來修正標準彈推力特性 線，也就是說，藉由將標準彈推力特性線乘以係數，而設 定實彈推力特性線圖。盤型彈簧24之夾取力的容許値爲 預先設定，而位於實彈推力特性線與夾取力之容許値的交 點的夾取次數N2則成爲盤型彈簧24的更換時間。在該 場合中，工具夾取力記錄部35是計算測量過去的夾取次 數或每一天的夾取次數，並可依據對應於更換時間的夾取 次數N2來算出可使用的剩餘日數。 在上述實施例1之工作機械的主軸裝置中設有：壓力 感測器3 1，該壓力感測器3 1是用來偵測驅動裝置2 5對 -17- 1355312 桿18的按壓力；和位移感測器32，該位移感測器32是 用來偵測桿18的位移：和工具夾取力偵測部33，該工具 夾取力偵測部33是依據該桿18的按壓力與桿18的位 移，偵測筒夾20對工具19的夾取力；及彈簧更換時間判 斷部36，該彈簧更換時間判斷部36是依據該工具的夾取 力與預先設定之盤型彈簧24的彈推力特性値，判斷盤型 彈簧24的更換時間。 # 因此，可藉由採用桿18的按壓力與桿18的位移，來 正確地偵測筒夾20對工具19的夾取力，並可藉由採用該 工具19的夾取力與盤型彈簧24的彈推力特性値，推算盤 * 型彈簧24的劣化而精確地判斷其更換時間。如此一來， - 可配合盤型彈簧24的更換時間來訂購零件，或可編入生 產步驟中，可提高生產效率。 此外，在採用實施例1之工作機械的主軸裝置的場合 中，彈簧更換時間判斷部36是依據盤型彈簧24的標準彈 ® 推力特性線，從所測得之工具19的夾取力來推算盤型彈 簧24的實彈推力特性線，並依據該實彈推力特性線來判 斷盤型彈簧24的更換時間。因而形成：對應於盤型彈簧 24的標準彈推力特性線來推算實彈推力特性線後判斷盤 型彈簧的更換時間，可更簡單且精確地判斷更換時間。 此外，設有判斷結果顯示部34，該判斷結果顯示部 34是用來顯示盤型彈簧24的彈推力特性線圖，而該彈推 力特性線圖是表示相對於筒夾20夾取工具19的次數之夾 取力的變化，操作者只需確認判斷結果顯示部3 4所顯示 -18- 1355312 之盤型彈簧24的彈推力特性線，便可輕易 間。 不僅如此，在實施例1之工作機械的主 具夾取力偵測部，是將位移感測器3 2偵測/j 時壓力感測器3 1所測得之桿1 8的按壓力當 工具19的夾取力來偵測，可藉由採用桿18 1 8的位移，精確地偵測筒夾20對工具1 9的 [實施例2] 第4圖，是用來表示本發明之實施例2 ' 主軸裝置中相對於工具之夾取次數的夾取力 . 實施例之工作機械的主軸裝置的整體構造， 1大致相同，故採用第1圖來說明，且針對 例中所說明之相同功能的構件，標示相同的 說明。 # 在實施例2之工作機械的主軸裝置中， 示，設有：壓力感測器3 1，該壓力感測器3 驅動裝置25對桿18的按壓力；和位移感名 移感測器3 2是用來偵測桿1 8的位移；和工 部3 3，該工具夾取力偵測部3 3是依據所測 按壓力與桿18的位移，偵測筒夾20對工 力；及彈簧更換時間判斷部36，該彈簧更 36是依據所測得之工具19的夾取力與預先 簧2 4的標準彈推力特性線（値），判斷該| 地掌握更換時 軸裝置中，工 ;!桿1 8的位移 ^作筒夾20對 的按壓力與桿 夾取力。 的工作機械的 的圖表。而本 與上述實施例 具有與該實施 圖號並省略其 1如第1圖所 i 1是用來偵測 II器3 2，該位 具夾取力偵測 得之桿1 8的 具19的夾取 換時間判斷部 設定之盤型彈 i型彈簧24的 -19- 1355312 更換時間。 因此，由油壓控制裝置29將油壓供給至驅動裝置25 之油壓缸26的缸室26b，而由與活塞27形成一體的桿28 克服盤型彈簧24的彈推力並按壓桿18形成移動。如此一 來，藉由桿18的移動，使筒夾20因導引構件21而朝外 側移動，並釋放工具19的柄部19b。 此時，工具夾取力偵測部33，是依據壓力感測器31 及位移感測器32的偵測結果，將從驅動裝置25開始按壓 主軸15的桿18起，到該桿18開始位移爲止所作用的按 壓力當作盤型彈簧24的工具夾取力來偵測。接著，彈簧 更換時間判斷部3 6則如第4圖所示，記憶著依據預先執 行的實驗所求得之盤型彈簧24的標準彈推力特性線。接 著，藉由依據特定夾取次數時的複數個夾取力來修正標準 彈推力特性線的方式，設定實彈推力特性線圖。盤型彈簧 24之夾取力的容許値是預先設定，位於實彈推力特性線 與夾取力的容許値之交點的夾取次數N3則成爲盤型彈簧 24的更換時間。在該場合中，工具夾取力記錄部35是計 算測量過去的夾取次數或每一天的夾取次數，並可依據對 應於更換時間的夾取次數N2來算出可使用的剩餘日數。 在上述實施例2之工作機械的主軸裝置中設有：壓力 感測器3 1，該壓力感測器3 1是用來偵測驅動裝置25對 桿18的按壓力；和位移感測器32，該位移感測器32是 用來偵測桿18的位移；和工具夾取力偵測部3 3 ’該工具 夾取力偵測部33是依據該桿18的按壓力與桿18的位 -20- 1355312 移，偵測筒夾20對工具19的夾取力；及彈簧更換時間判 斷部36，該彈簧更換時間判斷部36是依據不同夾取次數 時的複數個工具夾取力與預先設定之盤型彈簧24的彈推 力特性値，判斷盤型彈簧24的更換時間》 因此，可藉由採用桿18的按壓力與桿18的位移，來 正確地偵測筒夾20對工具19的夾取力，並可藉由採用不 同夾取次數時的複數個工具19的夾取力與盤型彈簧24的 彈推力特性値，形成高準確地的實彈推力特性線，可正確 推算盤型彈簧24的劣化並精確地判斷其更換時間。 [實施例3] 第5圖，是表示本發明實施例3之工作機械的主軸裝 置中相對於工具夾取次數之夾取力的圖表。而本實施例之 工作機械的主軸裝置的整體構造，與上述實施例1大致相 同，故採用第1圖來說明，且針對具有與該實施例中所說 明之相同功能的構件，標示相同的圖號並省略其說明。 在實施例3的工作機械的主軸裝置中，如第1圖所 示，設有：壓力感測器3 1，該壓力感測器31是用來偵測 驅動裝置2 5對桿1 8的按壓力；和位移感測器3 2，該位 移感測器3 2是用來偵測桿1 8的位移；和工具夾取力偵測 部3 3，該工具夾取力偵測部3 3是依據所測得之桿1 8的 按壓力與桿18的位移，偵測筒夾20對工具19的夾取 力；及彈簧更換時間判斷部3 6，該彈簧更換時間判斷部 36是依據所測得之工具19的夾取力與預先設定之盤型彈 -21 - 1355312 簧24的標準彈推力特性線（値），判斷該盤型彈簧24的 更換時間。 因此，由油壓控制裝置29將油壓供給至驅動裝置25 之油壓缸26的缸室2 6b，而由與活塞27形成一體的桿28 克服盤型彈簧24的彈推力並按壓桿18形成移動。如此一 來，藉由桿18的移動，使筒夾20因導引構件21而朝外 側移動，並釋放工具19的柄部19b。 • 此時，工具夾取力偵測部33,是依據壓力感測器31 及位移感測器32的偵測結果，將從驅動裝置25開始按壓 主軸15的桿18起，到該桿18開始位移爲止所作用的按 ' 壓力當作盤型彈簧24的工具夾取力來偵測。接著，彈簧 . 更換時間判斷部3 6則如第4圖所示，依據特定夾取次數 時的複數個夾取力來設定實彈推力特性線圖。在該場合 中，可藉由將夾取次數-夾取力形成資料庫化，而設定成 高準確度的實彈推力特性線圖。此外，當根據複數個夾取 ® 力來設定實彈推力特性線圖時，可採用最小平方法（least square method)。接著，盤型彈簧24之夾取力的容許値 是預先設定，位於實彈推力特性線與夾取力的容許値之交 點的夾取次數N4則成爲盤型彈簧24的更換時間。在該 場合中，工具夾取力記錄部35是計算測量過去的夾取次 數或每一天的夾取次數，並可依據對應於更換時間的夾取 次數N2來算出可使用的剩餘日數。 在上述實施例3之工作機械的主軸裝置中設有：壓力 感測器3 1，該壓力感測器3 1是用來偵測驅動裝置25對 -22- 1355312 桿18的按壓力；和位移感測器32，該位移感測器32是 用來偵測桿18的位移；和工具夾取力偵測部33，該工具 夾取力偵測部33是依據該桿18的按壓力與桿18的位 移，偵測筒夾20對工具1 9的夾取力；及彈簧更換時間判 斷部36，該彈簧更換時間判斷部36是依據不同夾取次數 時的複數個工具夾取力與預先設定之盤型彈簧24的彈推 力特性値，判斷盤型彈簧24的更換時間。 φ 因此，可藉由採用桿18的按壓力與桿18的位移，來 正確地偵測筒夾20對工具19的夾取力，並可藉由採用不 同夾取次數時的複數個工具19的夾取力與盤型彈簧24的 • 彈推力特性値，形成高準確地的實彈推力特性線，可正確 . 推算盤型彈簧24的劣化並精確地判斷其更換時間。 [實施例4] 第6圖，是本發明實施例4之工作機械的主軸裝置的 槪略構造圖。而具有與前述實施例中說明之構件功能相同 的構件，是標示相同的圖號並省略其說明。 在實施例4之工作機械的主軸裝置中，如第1圖所 示，設有：油壓控制裝置29，該油壓控制裝置29是用來 設定驅動裝置25對桿18的按壓力；和位移感測器32, 該位移感測器32是用來偵測桿18的位移；和工具夾取力 偵測部3 3，該工具夾取力偵測部3 3是依據所設定之桿1 8 的按壓力與桿18的位移，偵測筒夾20對工具19的夾取 力：及彈簧更換時間判斷部36，該彈簧更換時間更換部 -23- 1355312 36是依據所測得之工具19的夾取力與預先設定之盤型彈 簧24的標準彈推力特性線（値），判斷該盤型彈簧24的 更換時間。 因此，工具夾取/釋放指令部37，對油壓控制裝置29 及工具夾取力記錄部35輸出工具釋放訊號。油壓控制裝 置29是透過油壓供排通路30將油壓供給至驅動裝置25 之油壓缸26的缸室26b，與活塞27形成一體的桿28克 服盤型彈簧24的彈推力而按壓桿18使其移動。如此一 來’ 6可藉由桿18的移動，使筒夾20因導引構件21而 朝外側移動，並釋放工具19的柄部19b。 此時，工具夾取力偵測部3 3是依據油壓控制裝置29 的按壓力訊號與位移感測器3 2的偵測訊號，將從驅動裝 置25開始按壓主軸15的桿18起，到該桿18開始位移之 間所作用的按壓力，當作盤型彈簧24的工具夾取力來偵 測。接著，彈簧更換時間判斷部36是依據該所測得之夾 取力來判斷盤型彈簧24的更換時間。而依據夾取力來判 斷盤型彈簧24之更換時間的方法，已於上述各實施例中 詳細說明，在此不做贅述。 在上述實施例4之工作機械的主軸裝置中設有：油壓 控制裝置29，該油壓控制裝置29是用來設定驅動裝置25 對桿1 8的按壓力；和位移感測器32，該位移感測器32 是用來偵測桿18的位移；和工具夾取力偵測部33，該工 具夾取力偵測部33是依據所設定之桿18的按壓力與桿 18的位移，偵測筒夾20對工具19的夾取力；及彈簧更 -24- 1355312 換時間判斷部36，該彈簧更換時間更換部36是依據該工 具的夾取力與預先設定之盤型彈簧24的標準彈推力特性 線（値），判斷該盤型彈簧24的更換時間。 因此，可藉由採用油壓控制裝置29的指示値與位移 感測器32的偵測値，正確地偵測筒夾20對工具19的夾 取力，並藉由採用該工具19的夾取力與盤型彈簧24的彈 推力特性値，推算盤型彈簧24的劣化且準確地判斷其更 換時間。此外，由於不需要壓力感測器，因此可達成構造 的簡單化及低成本化。 [實施例5] 第7.圖，爲本發明實施例5之工作機械的主軸裝置的 槪略構造圖。而具有與前述實施例中所說明之構件功能相 同的構件，則標示相同的圖號並省略其說明。 在實施例5之工作機械的主軸裝置中，如第7圖所 示，設有：壓力感測器3 1，該壓力感測器3 1是用來偵測 驅動裝置25對桿18的按壓力；和位移感測器32，該位 移感測器3 2是用來偵測桿1 8的位移；和工具夾取力偵測 部3 3，該工具夾取力偵測部3 3是依.據所測得之桿1 8的 按壓力與桿18的位移，偵測筒夾20對工具19的夾取 力；和判斷結果顯示部3 4與工具夾取力記錄部3 5，該判 斷結果顯示部3 4是用來顯示工具夾取力偵測部3 3所測得 之工具19的夾取力，而該工具夾取力記錄部35則是用來 記錄所測得之夾取力；及彈簧更換時間判斷部3 6，該彈 -25- 1355312 簧更換時間判斷部36是依據所測得之工具19的夾取力來 判斷該盤型彈簧24的更換時間。 此外，使用工作機械的主軸裝置的顧客、與製造管理 該工作機械的主軸裝置的製造商（管理者），是由通訊迴 路所連接。接著，製造商具有資料庫41與彈簧更換時間 判斷部42，工具夾取力偵測部33所測得之筒夾20對工 具19的夾取力，是從顧客的資料庫透過通訊迴路而送往 製造商的資料庫41，彈簧更換時間判斷部42可依據所接 收之工具19的夾取力來判斷盤型彈簧24的更換時間。 因此，由油壓控制裝置29將油壓供給至驅動裝置25 之油壓缸26的缸室26b，並由與活塞27形成一體的桿28 克服盤型彈簧24的彈推力而按壓桿18形成移動。如此一 來，可藉由桿18的移動，使筒夾20因導引構件21而朝 外側移動，並釋放工具19的柄部19b。 此時，工具夾取力偵測部3 3是依據壓力感測器3 1及 位移感測器32的偵測結果，將從驅動裝置25開始按壓主 軸15的桿18起，到該桿18開始位移爲止所作用的按壓 力，當作盤型彈簧24的工具夾取力來偵測。接著，判斷 結果顯示部3 4顯示工具夾取力偵測部3 3所測得之工具 19的夾取力，工具夾取力記錄部35則記錄該工具19的 夾取力。彈簧更換時間判斷部36是依據該所測得的夾取 力來判斷盤型彈簧24的更換時間。 此外，工具夾取力偵測部33所測得之筒夾20對工具 19的夾取力，是從顧客的資料庫41透過通訊迴路送達製 -26- 1355312 造商的資料庫41。接著，彈簧更換時間判斷部42則依據 所接收之工具19的夾取力來判斷盤型彈簧24的更換時 間。因此，顧客及製造商可同時掌握盤型彈簧24的更換 時間。 而由彈簧更換時間判斷部36' 42依據夾取力來判斷 盤型彈簧24之更換時間的方法，已於上述各實施例中詳 細地說明，在此不做贅述。 • 在上述實施例5之工作機械的主軸裝置中設有：壓力 感測器3 1，該壓力感測器3 1是用來偵測驅動裝置25對 桿1 8的按壓力；和位移感測器3 2，該位移感測器3 2是 • 用來偵測桿1 8的位移；和工具夾取力偵測部3 3，該工具 • 夾取力偵測部3 3是依據所測得之桿1 8的按壓力與桿1 8 的位移，偵測筒夾20對工具19的夾取力；及彈簧更換時 間判斷部36，該彈簧更換時間判斷部36是依據所測得之 工具的夾取力來判斷該盤型彈簧24的更換時間；並利用 • 通訊迴路連接使用該工作機械的主軸裝置的顧客、與製造 管理該工作機械的主軸裝置的製造商，且在製造商側設有 資料庫41與彈簧更換時間判斷部42。 因此，採用桿18的按壓力與桿18的位移來偵測筒夾 20對工具19的夾取力，顧客端可依據工具19的夾取力 來判斷盤型彈簧24的更換時間，同時連製造商側也能依 據工具19的夾取力來判斷盤型彈簧24的更換時間’可配 合盤型彈簧24的更換時間訂購零件，或者編入生產步 驟，可提高生產效率。 27- 1355312 [實施例6] 第8圖，爲本發明實施例6之工作機械的主軸裝置的 槪略構造圖。而具有與前述實施例中所說明之構件功能相 同的構件，則標示相同的圖號並省略其說明。 在實施例6之工作機械的主軸裝置中，如第7圖所 示，設有：壓力感測器3 1，該壓力感測器3 1是用來偵測 φ 驅動裝置25對桿18的按壓力；和位移感測器32，該位 移感測器32是用來偵測桿1 8的位移；和工具夾取力偵測 部33，該工具夾取力偵測部33是依據所測得之桿18的 - 按壓力與桿18的位移，偵測筒夾20對工具19的夾取 . 力；及判斷結果顯示部34與工具夾取力記錄部35,該判 斷結果顯示部3 4是用來顯示工具夾取力偵測部3 3所測得 之工具19的夾取力，而該工具夾取力記錄部35則是用來 記錄所測得之夾取力。 Φ 此外，使用工作機械的主軸裝置的顧客、與製造管理 該工作機械的主軸裝置的製造商之間是由通訊迴路所連 接。接著，製造商具有資料庫41與彈簧更換時間判斷部 42，工具夾取力偵測部33所測得之筒夾20對工具19的 夾取力，是從顧客的資料庫透過通訊迴路而送往製造商的 資料庫41，彈簧更換時間判斷部42可依據所接收之工具 19的夾取力來判斷盤型彈簧24的更換時間。 因此，由油壓控制裝置29將油壓供給至驅動裝置25 之油壓缸26的缸室26b，並由與活塞27形成一體的桿28 -28- 1355312 克服盤型彈簧24的彈推力而按壓桿18形成移動。如此一 來，可藉由桿18的移動，使筒夾20因導引構件21而朝 外側移動，並釋放工具19的柄部19b。 此時，工具夾取力偵測部33是依據壓力感測器31及 位移感測器32的偵測結果，將從驅動裝置25開始按壓主 軸15的桿18起，到該桿18開始位移爲止所作用的按壓 力，當作盤型彈簧24的工具夾取力來偵測。接著，判斷 結果顯示部34顯示工具夾取力偵測部33所測得之工具 19的夾取力，工具夾取力記錄部35則記錄該工具19的 夾取力。彈簧更換時間判斷部3 6是依據該所測得的夾取 力來判斷盤型彈簧24的更換時間。 如此一來，工具夾取力偵測部3 3所測得之筒夾20對 工具19的夾取力，是從顧客的資料庫41透過通訊迴路送 達製造商的資料庫41。接著，彈簧更換時間判斷部42則 依據所接收之工具19的夾取力來判斷盤型彈簧24的更換 時間。接著，製造商可透過通訊迴路，將彈簧更換時間判 斷部42所判斷之盤型彈簧24的更換時間發送至顧客的判 斷結果顯示部34，該判斷結果顯示部34將顯示盤型彈簧 24的更換時間並發出警告。 在上述實施例6之工作機械的主軸裝置中設有：壓力 感測器31，該壓力感測器31是用來偵測驅動裝置25對 桿1 8的按壓力；和位移感測器3 2，該位移感測器3 2是 用來偵測桿1 8的位移；及工具夾取力偵測部3 3，該工具 夾取力偵測部33是依據所測得之桿18的按壓力與桿18 -29- 1355312 的位移，偵測筒夾20對工具19的夾取力；並利用通訊迴 路連接使用該工作機械的主軸裝置的顧客、與製造管理該 工作機械的主軸裝置的製造商，且在製造商側設有資料庫 41與彈簧更換時間判斷部42。 因此形成：採用桿18的按壓力與桿18的位移來偵測 筒夾20對工具19的夾取力，顧客則將該工具的夾取力發 送給製造商，依據工具19的夾取力來判斷盤型彈簧24的 更換時間，並將該判斷結果發送至顧客端執行警告，製造 商側可依據工具19的夾取力來判斷盤型彈簧24的更換時 間，並可配合盤型彈簧24的更換時間事先準備零件，且 可編入生產步驟進而提高生產效率。 雖然在實施例5、6中，是從顧客的資料庫41透過通 訊迴路，將工具夾取力偵測部3 3所測得之筒夾20對工具 19的夾取力送達製造商的資料庫41，但亦可發送壓力感 測器3 1所測得之桿1 8的按壓力與位移感測器32所測得 之桿18的位移，或發送彈簧更換時間判斷部36所判斷之 盤型彈簧24的更換時間。 [產業上的利用性] 本發明之工作機械的主軸裝置，是依據桿的按壓力與 位移來偵測工具的夾取力’並依據該工具的夾取力來判斷 彈推手段之更換時間的裝置’可適用於任何—種的工作機 械。 -30- 1355312 【圖式簡單說明】 第1圖：爲本發明之實施例1的工作機械的主軸裝置 的槪略構造圖。 第2圖：是用來表示實施例1之工作機械的主軸裝置 中桿的按壓力及位移量的圖表。 第3圖：是用來表示實施例1之工作機械的主軸裝置 中相對於工具夾取次數之夾取力的圖表。 第4圖：是用來表示本發明之實施例2的工作機械的 主軸裝置中相對於工具之夾取次數的夾取力的圖表。 第5圖：是表示本發明實施例3之工作機械的主軸裝 置中相對於工具夾取次數之夾取力的圖表。 第6圖：是本發明實施例4之工作機械的主軸裝置的 槪略構造圖。 第7圖··爲本發明實施例5之工作機械的主軸裝置的 槪略構造圖。 第8圖：爲本發明實施例6之工作機械的主軸裝置的 槪略構造圖。 【主要元件符號說明】 1 1 :殼體 1 5 :主軸 18 :桿 19 :工具 20 :筒夾 -31 - 1355312 24:盤型彈簧（彈推手段） 25 :驅動裝置 29:油壓控制裝置（桿按壓力偵測手段） 3 1 :壓力感測器（桿按壓力偵測手段） 3 2 :位移感測器（桿位移偵測手段） 33:工具夾取力偵測部（工具夾取力偵測手段） 34:判斷結果顯示部（顯示手段） • 35:工具夾取力記錄部 3 6 :彈簧更換時間判斷部（更換時間判斷手段） 37:工具夾取/釋放指令部 • 41 :資料庫 -32-