4a、5a對應的位置，一個磁鐵4b和多個磁鐵5b也以在對磁鐵4a、5a分別吸引的方向上產生磁力的方式配置于圓周上。
[0032]因此，在工具支架2與軸3之間，磁鐵4a、5a與磁鐵4b、5b的吸引力發揮作用，所以工具支架2向軸3的安裝成為可能。在超精密加工機中切削力小，所以即使是通過磁鐵4a、5a與磁鐵4b、5b的結合也是足夠的力，但是軸3的轉速為每分鐘數萬轉，所以優選磁鐵4a、5a、4b、5b使用多個強力的釹磁鐵。
[0033]圖2是表示分別設置于工具支架2 (工具支架主體部2d)和軸3的多個磁鐵4a、5a、4b、5b中一對磁鐵(設置于工具支架2的一個磁鐵5a與設置于軸3的一個磁鐵5b)為與其他的磁鐵(磁鐵4a、4b)相反的極性的圖。即，設置于工具支架2的磁鐵5a與設置于該工具支架2的其他的多個磁鐵4a極性不同，設置于軸3的磁鐵5b與設置于該軸3的其他的多個磁鐵4b極性不同。
[0034]但是，如圖3所示，若在工具支架主體部2d的面、在軸3的面均將多個相同的形狀的(相同強度的)磁鐵4a、5a、4b、5b等間隔地配置在同心圓上，則若工具支架2相對于軸3旋轉位移一定角度，則成對的磁鐵5a和磁鐵5b也不能相互吸附，與其他的多個磁鐵4b、4a的任一個排斥，其結果，不能進行工具支架2相對于軸3的定位。
[0035]即使在將磁鐵4a、5a、4b、5b不等間隔地取隨機的距離配置在同心圓上的情況下，在這些磁鐵間的吸附比排斥多的情況下，工具支架2也在不是定位位置的位置與軸3結合。
[0036]圖4是對使在工具支架2和軸3分別配置為定位用的一對磁鐵的大小比其他大的實施方式進行說明的圖。
[0037]配置于工具支架2的一個磁鐵6a為比配置于該工具支架2的其他的多個磁鐵7a磁力強(磁鐵的形狀大、或者磁力強)的磁鐵，另外，配置于軸3的一個磁鐵6b為比配置于該軸3的其他的多個磁鐵7b磁力強(磁鐵的形狀大、或者磁力強)的磁鐵。
[0038]如圖4所示，在配置為定位用的一對磁鐵6a、6b的大小比其他的磁鐵7a、7b大的情況下，若工具支架2相對于軸3旋轉位移一定角度從定位相位偏移，則此時的磁鐵6a、6b在與其他的磁鐵7a、7b之間產生排斥力，也不會利用磁鐵6a和磁鐵6b相互吸附。并且，如該圖4所示，由于磁鐵6a、7a、6b、7b未軸對稱地配置，所以成為使固定軸3的主軸不平衡的重要因素，另外，吸附力也變弱。
[0039]圖5表示在軸3和工具支架2分別配置半月狀的磁鐵8a、9a、8b、9b的例子。
[0040]若工具支架2相對于軸3從工具支架2的磁鐵8a、9a與軸3的磁鐵8b、9b對應的位置(定位的相位的位置)旋轉一定角度，則成為磁鐵8a、9a與磁鐵8b、9b的吸附和排斥雙方混合的狀態，工具支架2成為對于軸3無法利用磁力結合的狀態。
[0041]圖6是表示軸經由流體軸承能夠旋轉地支承于主軸裝置的旋轉軸的圖。
[0042]以工具支架的磁鐵8a、9a與軸3的磁鐵8b、9b相互產生排斥的方式將工具支架2相對于軸3定位，并且成為不旋轉該工具支架2的狀態，使該工具支架2接近被流體軸承支承的軸3，在工具支架2與軸3接合之前停止該工具支架2的接近。于是，在工具支架2的磁鐵8a、9a與軸3的磁鐵8b、9b之間吸引力較強地發揮作用的位置，軸3相對于工具支架2 (保持為非旋轉狀態)旋轉(箭頭10所示的方向)，在軸3的旋轉停止的狀態下，工具支架2與該軸3結合(定位)。這樣一來，工具支架2在定位的唯一的位置與軸3結合。
[0043]另外，能夠在圖6的軸3軸對稱地配置多個磁鐵，所以作為用于主軸的平衡、工具支架2的對軸3的定位的磁力也為理想的構造。在圖6所示的軸3和工具支架2分別以圖4或者圖5所示的形態配置了磁鐵8a、9a、8b、9b的情況下，也能夠通過使工具支架2與軸3的相位一致來自動地更換安裝了工具I的軸3。
[0044]通過該圖6所示的構造，決定相位將加工用的工具I安裝到工具支架2，預先準備粗加工用、精加工用等多個工具支架2。然后，使工具支架2與主軸的軸3的相位一致，并對于每一個預先進行主軸的動平衡調整。通過上述的磁鐵的作用，工具支架2與軸3被結合，動平衡也調整完畢，所以能夠在更換了工具支架2之后立刻開始加工。
[0045]若圖6的工具支架2與軸3接近，則該軸3經由流體軸承能夠旋轉地支承于主軸裝置的旋轉軸，所以在分別設置于工具支架2和軸3的磁鐵的吸引力產生的位置旋轉。
[0046]如圖5所示，在工具支架2與軸3的相對旋轉的途中磁鐵的吸附和排斥處于等分的情況下，在工具支架2與軸3的結合之前軸3的旋轉暫時停止。因此，若在確認了軸3在該規定的定位的位置旋轉之后將工具支架2與軸3結合，則能夠進行工具支架2的對軸3的定位。
[0047]圖7是表示空氣軸承的空氣渦輪主軸(主軸裝置)的內部構造的圖。
[0048]空氣渦輪主軸20的旋轉軸21被空氣軸承23支承為能夠旋轉。軸3通過螺栓(未圖示)固定于該旋轉軸21的端面22。從空氣軸承23排出的空氣如圖7的箭頭24所示從渦輪用排氣孔25向空氣渦輪主軸20的外部釋放。
[0049]具備了空氣軸承23的空氣渦輪主軸具有如下構造，S卩、來自空氣軸承的空氣如圖8的箭頭27所示，通過渦輪葉片26來通過渦輪用排氣孔25。即使在驅動用渦輪停止時空氣也流向渦輪。由此即使在渦輪停止時，也成為軸3自然旋轉的狀態。該自然地旋轉的狀態是容易通過磁力使相位一致的狀態。
[0050]圖9表示在工具支架2與軸3的接合部設置了錐形部的構造。
[0051 ] 通過在工具支架2的工具支架主體部2d設置錐形部2g，能夠將工具支架2與軸3同軸地連結。另外，在軸3設置有空氣孔3c。在將工具支架2從軸3分開時，經由該空氣孔3c將空氣以箭頭3d所示的方向供給至軸3內。被磁力吸附且工具支架主體部2d的錐形部2g嵌合于軸3的漏斗形狀部3b的工具支架2無法從軸3簡單地分開。因此，通過從外部對工具支架2施加力(從軸3內軸向地施加流體的壓力、通過流體對設置于工具主體部2d與軸3的接合部2h的孔施加壓力、或者用棒按壓工具支架2等)，從而易于使軸3 (漏斗形狀部3b)從工具支架2 (工具支架主體部2d的錐形部2g)分開。
【主權項】
1.一種工具把持機構，由能夠安裝工具的工具支架和安裝該工具支架的軸構成，且該軸固定于主軸裝置的旋轉軸，其特征在于， 上述工具支架以及上述軸具有相互對置的第一面以及第二面， 在上述工具支架的第一面配置至少兩個磁鐵，而且該至少兩個磁鐵中的至少一個為與其他的磁鐵不同的方向的磁極， 在上述軸的第二面，且在與配置于上述第一面的磁鐵對應的位置，以在對配置于該第一面的磁鐵吸引的方向上產生磁力的方式配置磁鐵。2.根據權利要求1所述的工具把持機構，其特征在于， 上述軸經由流體軸承支承于主軸裝置的旋轉軸。3.根據權利要求1或者2所述的工具把持機構，其特征在于， 上述工具支架以及上述軸具有成對的錐形狀，且將上述工具支架同軸地安裝到上述軸。4.根據權利要求1或者2所述的工具把持機構，其特征在于， 上述軸在與安裝上述工具支架的面相反的一側的端面具有朝向上述工具支架沿軸向貫通的貫通孔。5.根據權利要求1或者2所述的工具把持機構，其特征在于， 配置于上述軸的第二面的磁鐵相對于上述軸為軸對稱。
【專利摘要】本發明提供一種工具把持機構，該工具把持機構由工具支架和安裝該工具支架的軸構成，且該軸固定于主軸裝置的旋轉軸。在工具支架以及軸的相互對置的面，多個磁鐵分別以成對的方式配置在同心圓上，在工具支架相對于軸位于特定的相位時，該工具支架的磁鐵與軸的磁鐵互相吸附，在該相位工具支架相對于軸定位。
【IPC分類】B23Q3/154
【公開號】CN105171491
【申請號】
【發明人】蛯原建三, 大木武
【申請人】發那科株式會社
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年5月27日