机床的主轴装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机床的主轴装置。
【背景技术】
[0002]加工中心等使用能够更换的旋转工具加工工件的机床的主轴装置，通常具有壳体、主轴、杆以及活塞。主轴可自如旋转地支承于壳体，杆收容于主轴内并被支承为可沿主轴的轴向往复移动。在杆的前端(第一端)安装有对安装于主轴的前端(第一端)的工具进行把持与释放的有缝夹套，杆被多个盘簧相对于主轴向后端(第二端)的方向施力。若杆被盘簧施力而移动至后端方向的夹紧位置，则有缝夹套对工具进行把持，并且杆向后端的方向牵引工具，从而能够将工具固定于主轴的前端。在杆的后端侧的稍远离杆的后端的位置配置有活塞。在更换、取下工具时，若使用活塞，以比盘簧的作用力大的阻力会使杆向前端方向移动，而使其相对于主轴移动至前端方向的松开位置，则有缝夹套释放工具，从而能够更换、取下工具。
[0003]在上述的机床的主轴装置中，盘簧的作用力对工具的支承力影响较大，若盘簧劣化而使作用力降低，对加工精度等影响较大。在未注意到盘簧的作用力降低而加工加工对象物时，存在无法获得所希望的加工精度因而加工对象物成为不合格品、在加工过程中产生异常而使机床长时间停止运转的可能性。因此，在使用了机床的主轴装置的作业现场，要对盘簧的作用力定期地确认，在盘簧到达寿命前，将其更换。
[0004]盘簧的作用力确认是非常繁琐的作业。以往，代替工具T而将具有与图16所示的通常的工具T类似的外观的夹紧力测量仪TK(参照图17)、夹紧力测量仪TR(参照图18)安装于主轴的前端，并通过该夹紧力测量仪TK、TR对盘簧的作用力进行测量。对于图17所示的夹紧力测量仪TK而言，收容于主轴的收容部TKl的形状呈与工具T的形状大致相同的形状，但从主轴突出的突出部TK2的形状由于具有作用力的测量用的机械式结构、电路、显示器等，而与工具T的形状相差较大，重量与工具T相比也非常重。另外，对于图18所示的夹紧力测量仪TR而言，通过无线将测量结果等发送至无线单元TRC，收容于主轴的收容部TRl的形状呈与工具T的形状大致相同的形状，但从主轴突出的突出部TR2的形状由于具有测量用的机械式结构、电路、发送用的电路等，而与工具T的形状相差较大，重量与工具T相比也非常重。因此，在通过工具的自动更换装置等将夹紧力测量仪TK、TR相对于主轴进行安装、取下时，产生无法适当地进行安装、取下的情况，进而存在使价格高昂的夹紧力测量仪TK、TR落下、破损的可能性。
[0005]因此，在日本特开2008-246610号公报中，公开了在活塞的前端安装对将杆按压至松开位置时的按压力进行检测的压力传感器，在壳体设置对杆的位移进行检测的杆位移检测器的机床的主轴装置。日本特开2008-246610号公报公开的主轴装置通过活塞对位于夹紧位置的杆向松开方向按压，基于活塞的按压力与杆的位移求得有缝夹套的夹紧力，判定盘簧的更换时期。
[0006]理想的弹簧具有挠曲量与载荷的关系呈直线状的线形特性，但实际的弹簧(特别是盘簧)不具有理想的线形特性，而如图6的挠曲量?载荷特性所示的那样，具有呈滞后现象的非线形特性。在图6所示的挠曲量.载荷特性的情况下，从无载荷的状态逐渐增加载荷的情况下的挠曲量Pc位置的载荷为载荷Fa。但是，在施加载荷至挠曲量Pa后，逐渐减少载荷而成为挠曲量PC时的载荷为载荷Fb。由于滞后现象，即便是相同的挠曲量Pc(PC)，在从无载荷的状态增大挠曲量时与从较大的挠曲量的状态减小挠曲量时，载荷也不同。此外，在图6所示的挠曲量?载荷特性中，将使载荷从无载荷的状态逐渐增加至挠曲量Pa的路径称为往路，将使载荷从烧曲量Pa的状态逐渐减少至无载荷的路径称为复路。
[0007]在机床的主轴装置的情况下，盘簧在被活塞施加载荷至相当于图6的挠曲量.载荷特性的挠曲量Pa的松开位置后，利用盘簧的作用力使杆逐渐向夹紧方向移动，从而在相当于挠曲量PC的夹紧位置将工具维持为夹紧状态。在求得机床的主轴装置的盘簧的作用力时，必须求得复路的烧曲量PC的载荷(载荷Fb)，而不必求图6的烧曲量?载荷特性的往路的挠曲量Pc的载荷(载荷Fa)。
[0008]但是，在日本特开2008-246610号公报所记载的发明中，求得图6的挠曲量?载荷特性的往路的挠曲量PC的载荷(载荷Fa)，因此求得的是比本来的载荷(载荷Fb)大的载荷。这样，工具夹紧时的实际的盘簧的载荷(载荷Fb)比求得的载荷(载荷Fa)小，因此存在已经经过了更换时期的可能性，从而不优选。
【发明内容】
[0009]本发明的目的之一在于提供一种不使用夹紧力测量仪而能够对用于夹紧工具的盘簧等施力设备的作用力更加正确地进行测量的机床的主轴装置。
[0010]作为本发明的一方式的机床的主轴装置，其特征在于，具有:主轴，其可自如旋转地支承于壳体，并可以在第一端安装工具；杆，其与所述主轴同轴地被收容在所述主轴内，相对于所述主轴能够沿轴向往复移动，所述杆向第一端的方向能够移动至释放所述工具的松开位置，在把持所述工具时，向与第一端的方向相反的第二端的方向能够移动至夹紧所述工具的夹紧位置；有缝夹套，其安装于所述杆的第一端，在所述杆相对于所述主轴向第二端的方向移动了的情况下把持所述工具，在所述杆相对于所述主轴向第一端的方向移动了的情况下释放把持的所述工具；施力设备，其相对于所述主轴对所述杆向第二端的方向施力，在所述有缝夹套把持所述工具时，对所述杆施力直至所述杆位于所述夹紧位置为止；以及作用力检测器，其检测在以比所述施力设备的作用力大的反力将所述杆相对于所述主轴向第一端的方向移动而位于所述松开位置后，对所述杆被所述施力设备的作用力向第二端的方向施力时的所述作用力。
[0011]根据上述方式的机床的主轴装置，在杆位于松开位置后，对被施力设备的作用力向第二端侧施力时的作用力进行检测，因此能够适当地求得图6所示的挠曲量.载荷特性的复路的载荷。因此，能够不使用夹紧力测量仪而对施力设备的作用力更加正确地进行测量。
[0012]在上述方式的机床的主轴装置中，也可以进一步具有:用于供给规定压力的工作油的供给路径；回收所述工作油用的排出路径；活塞，其设置于所述杆的第二端侧，相对于所述主轴能够沿轴向往复移动，所述活塞在相对于所述主轴向第一端的方向移动了的情况下，与所述杆的第二端接触并以所述反力使所述杆向所述松开位置移动，在所述活塞相对于所述主轴向第二端的方向移动了的情况下，与所述杆分离；缸体，其收容所述活塞，所述缸体具有:在所述活塞相对于所述主轴向第一端的方向移动时从所述供给路径被填充所述工作油的松开室、和在所述活塞相对于所述主轴向第二端的方向移动时从所述供给路径被填充所述工作油的夹紧室；松开路径，其与所述松开室连接，是对所述松开室填充和排出所述工作油的路径；夹紧路径，与所述夹紧室连接，是对所述夹紧室填充和排出所述工作油的路径；切换阀，其切换上述松开路径的连接对象与上述夹紧路径的连接对象；旁通路径，其对所述松开路径与所述排出路径、或者所述松开室与所述排出路径进行连接；旁通阀，其设置于上述旁通路径，并具有打开所述旁通路径的打开位置、和关闭所述旁通路径的关闭位置；压力检测器，其设置为能够检测所述松开室内的所述工作油的压力、所述松开路径内的所述工作油的压力、以及所述旁通路径内的所述工作油的压力中的至少一个压力；控制器，控制所述切换阀与所述旁通阀，使用所述压力检测器检测压力；以及存储器。而且，也可以构成为:上述控制器，在指示了测量上述施力设备的上述作用力时，上述控制器控制所述切换阀与所述旁通阀，使所述活塞向第一端的方向移动，从而以比所述作用力大的所述反力使所述杆向第一端的方向的所述松开位置移动，之后，所述控制器控制所述切换阀与所述旁通阀，一边以所述施力设备的所述作用力使所述杆与所述活塞向第二端的方向移动，一边使用所述压力检测器测量压力，并基于:测量出的压力从第一规定压力降低到第二规定压力的时间或者所述第一规定压力与所述第二规定压力的压力差相对于从所述第一规定压力降低到所述第二规定压力的时间的比率、以及预先存储于所述存储器的换算信息，求得所述作用力。
[0013]根据上述方式的机床的主轴装置，通过更具体的结构，求得图6所示的挠曲量?载荷特性的复路的载荷，从而能够对施力设备的作用力更加正确地进行测量。
[0014]在上述方式的机床的主轴装置中，上述旁通路径的第一端也可以连接于上述活塞的移动路径上的这样的位置，是不与上述活塞使上述杆向第一端的方向移动至上述松开位置的情况下所形成的上述松开室的上述活塞干涉而打开的位置，并且是在上述松开位置的上述杆以上述施力设备的上述作用力使上述活塞向第二端的方向移动时，且在上述杆到达上述夹紧位置时被上述活塞关闭的位置，上述压力检测器设置为设置为能够检测所述松开室内的所述工作油的压力或者所述旁通路径内的所述工作油