專利名稱：機床和機床的氣壓切換方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種能朝安裝在主軸上的工具的前端部供給切削油、并能在工 具和主軸的周圍形成空氣密封膜的機床和氣壓切換方法。
背景技術：
加工中心(Machining Centre)是通過自動更換工具來執(zhí)行銑削加工、鉆孔 加工、攻螺紋加工等多種加工的機床。加工中心包括工具收納部、工具更換 裝置。工具收納部收納被保持在工具保持件上的多種工具。工具收納部將所需 的工具朝更換位置送出。工具更換裝置在更換位置上接收工具收納部送出的工 具。工具更換裝置搬運所接收的工具，將其安裝在主軸上。同時，工具更換裝 置將使用完畢的工具從主軸上拆下。工具更換裝置將拆下的工具搬運到更換位 置，使其返回工具收納部。
安裝在主軸上的工具通過主軸的旋轉而旋轉，加工工件。加工中心因工具 加工工件而產(chǎn)生切屑。產(chǎn)生的切屑有時會附著在工具保持件上，并在更換工具 時進入工具保持件與主軸之間。由此會產(chǎn)生該切屑妨礙工具定位的問題、弄壞 主軸和工具保持件的問題等較多的問題。
為了解決切屑引起的問題，以往的機床從加工中的工具的前端噴出切削油 來沖走切屑。在從工具的前端噴出切削油時，切削油有時會噴射到工件上而彈 回，進入支撐主軸的軸承。進入的切削油會將潤滑軸承用的潤滑脂沖走，存在 軸承的耐久性下降的問題。
在日本公開實用新案公報1991年第130341號公報記載的機床中，從主軸 與軸承蓋的間隙噴出空氣，并在上述間隙內設置屏蔽環(huán)。屏蔽環(huán)將噴出的空氣 和切削油的方向轉換為輻射方向。從工件彈回的切削油因噴出的空氣和屏蔽環(huán) 而不會進入軸承。日本公開實用新案公報1991年第130341號公報記載的機床設置有屏蔽 環(huán)，零件數(shù)量增加，制造成本升高。由于從間隙噴出高壓的空氣，因此屏蔽環(huán) 變得不必要。這種情況下，空氣的消費量較多，機床的運轉成本增大。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種在朝鉆頭等工具的前端部供給切削油時將空 氣密封形成回路噴出的空氣切換成高壓的機床和機床的氣壓切換方法。
技術方案1的機床包括朝安裝在主軸上的工具的前端部供給切削油的切 削油供給回路、從主軸外殼的端部噴出空氣并形成將上述主軸和工具的周圍以 環(huán)狀包圍的空氣密封膜的空氣密封形成回路，還包括檢測上述切削油供給回 路是否在供給切削油的檢測部；將上述空氣密封形成回路供給的空氣的壓力切 換成高壓或低壓的氣壓切換裝置；以及在上述檢測部檢測到切削油的供給時進 行動作將上述氣壓切換裝置切換到高壓側、在上述檢測部未檢測到切削油的供 給時進行動作將上述氣壓切換裝置切換到低壓側的控制裝置。
檢測部檢測是否在朝安裝在主軸上的工具的前端部供給切削油。控制裝置 根據(jù)檢測部的檢測來控制氣壓切換裝置的切換動作?？諝饷芊庑纬苫芈饭┙o的 空氣的壓力通過氣壓切換裝置的動作而成為高壓?？諝饷芊庑纬苫芈沸纬蓪⒅?軸和工具的周圍穩(wěn)固地包圍的環(huán)狀密封膜。密封膜隔斷從工件彈回的切削油。 因此，該切削油不會進入支撐該主軸的軸承。空氣密封形成回路供給的空氣的 壓力在不供給切削油時成為低壓，降低空氣的消費量。
在技術方案2的機床中，上述檢測部根據(jù)加工程序的控制命令來檢測有無 上述切削油的供給。
由于檢測部根據(jù)加工程序的控制命令來檢測有無切削油的供給，因此能在 不使用專用檢測器的情況下可靠地檢測出切削油的供給。
在技術方案3的機床中，上述氣壓切換裝置具有配置在上述空氣密封形 成回路上的電磁比例壓力控制閥、以及控制該電磁比例壓力控制閥的閥控制 部。
氣壓切換裝置具有電磁比例壓力控制閥、以及控制該電磁比例壓力控制閥的閥控制部，因此，能適當設定空氣的壓力大小。
在技術方案4的機床中，上述氣壓切換裝置包括并列配置在上述空氣密 封形成回路上的低壓調節(jié)器和高壓調節(jié)器、在該低壓調節(jié)器和高壓調節(jié)器之間 切換空氣的流動的方向切換閥。
氣壓切換裝置能利用配置在空氣密封形成回路中途的壓力控制閥、或者低 壓調節(jié)器、高壓調節(jié)器和方向切換閥而簡單地構成。壓力控制閥采用比例壓力 控制閥，從而能適當設定高壓和低壓的大小。
技術方案5的機床的氣壓切換方法中，上述機床包括朝安裝在主軸上的 工具的前端部供給切削油的切削油供給回路、從主軸外殼的端部噴出空氣并形 成將上述主軸和工具的周圍以環(huán)狀包圍的空氣密封膜的空氣密封形成回路，在 上述切削油供給回路供給切削油時，使上述空氣密封形成回路供給的空氣的壓 力成為高壓，在上述切削油供給回路不供給切削油時，使上述空氣密封形成回 路供給的空氣的壓力成為低壓。
在切削油供給回路不朝安裝在主軸上的工具的前端部供給切削油時，空氣 密封形成回路將供給的空氣的壓力設定為低壓，在切削油供給回路朝安裝在主 軸上的工具的前端部供給切削油時，空氣密封形成回路將供給的空氣的壓力設 定為高壓。上述機床的氣壓切換方法通過高壓的空氣來密封從工具的前端噴出 后從工件反彈回來的切削油。因此，能有效地防止切削油進入主軸的軸承。
空氣密封形成回路供給的空氣的壓力在不供給切削油時成為低壓，降低空 氣的消費量。


圖1是本發(fā)明的機床的主視圖。
圖2是圖1的機床的機床主體的立體圖。
圖3是主軸頭部和工具更換裝置的主視圖。
圖4是從主軸和工具更換裝置的下方看的俯視圖。 圖5是包括主軸頭部和主軸的支柱的主視圖。 圖6是設置在主軸頭部上的主軸的側視圖。圖7是圖6的主要部分的放大圖。
圖8是主軸的前端部分的放大剖視圖。
圖9是切削油供給回路的結構圖。
圖10是機床的控制系統(tǒng)的方框圖。
圖11是表示加工程序的一例的圖。
圖12是表示氣壓切換控制的步驟的流程圖。
圖13是表示氣壓切換裝置的結構的方框圖。
圖14是表示氣壓切換裝置的第二實施方式的結構的方框圖。
圖15是在氣壓切換裝置的第二實施方式中安裝有壓力計的圖，相當于圖6。
圖16是在氣壓切換裝置的第二實施方式中安裝有壓力傳感器的圖，相當于圖6。
具體實施例方式
下面參照表示最佳實施方式的附圖來詳細說明本發(fā)明。
如圖1所示，本發(fā)明的機床l(加工中心)包括鑄鐵制的基臺2、覆蓋該基臺2的上部的保護擋板4。保護擋板4將設置在基臺2之上的機床主體3 (參照圖2)的外側包圍。
如圖l、圖2所示，基臺2呈Y軸方向(前后方向)上長的長方體狀?；_2通過設置在下部的四個角落里的腳部2a設置在地板面上。
如圖1所示，保護擋板4是長方體的箱。保護擋板4固定在基臺2之上。兩扇門5、 6配置在保護擋板4的前部。門5、 6包括玻璃窗5a、 6a;以及把手5b、 6b。門5、 6能沿左右方向移動。操作者通過抓住把手5b、 6b，移動門5、 6，來開閉保護擋板4的前表面。操作者將門5、 6打開，在機床主體3的工作臺10之上裝拆工件。工作臺10上的工件在門5、 6被關閉的狀態(tài)下被進行加工。操作者通過設置在門5、 6上的玻璃窗5a、 6a來確認工件的加工狀態(tài)。
操作機床1的操作面板80設置在保護擋板4的前部右側。操作面板80包括操作部81、顯示部82。操作部81是具有用于設定各種數(shù)值的數(shù)字鍵、
6用于指示各種操作的操作鍵等的鍵盤。顯示部82是在畫面中顯示機床1的運轉狀態(tài)、操作部81的操作內容等的顯示器。操作者通過查看顯示部82的顯示，操作操作部81，來指定工件的加工程序、所使用的工具26(參照圖3)的種類等。如圖10所示，操作面板80的操作部81與控制裝置50的輸入接口 54連接?？刂蒲b置50是通過總線57來連接CPU51、 R0M52和RAM53的微型計算機?？刂蒲b置50的CPU51通過輸入接口 54讀入操作部81的操作內容。CPU51通過參照操作部81的操作內容，根據(jù)存儲在R0M52內的控制程序進行動作，來控制機床1 。
操作面板80的顯示部82通過顯示部驅動回路65與控制裝置50的輸出接口 55連接?？刂蒲b置50的CPU51通過輸出接口 55朝顯示部驅動回路65發(fā)出動作指令。顯示部82通過顯示部驅動回路65的動作進行所需的顯示。
如圖2所示，機床主體3包括設置在基臺2的上部中央的工作臺10、設置在工作臺10后側的支柱(Column) 16。
工作臺10通過具有長方體形狀的支撐臺12支撐在基臺2的上部。支撐臺12在其上部包括沿X軸方向(左右方向)延伸的X軸送料導向件(未圖示)。X軸送料導向件將工作臺10支撐成能移動。工作臺10通過X軸馬達71(參照圖10)的旋轉而沿著X軸送料導向件在左右方向上移動。
基臺2在其上部包括沿Y軸方向(前后方向)延伸的Y軸送料導向件(未圖示)。Y軸送料導向件將支撐臺12支撐成能移動。支撐臺12和工作臺10通過Y軸馬達72(參照圖10)的旋轉而沿著Y軸送料導向件在前后方向上移動。
X軸送料導向件的上部被伸縮式的蓋13、 14覆蓋。蓋13、 14與工作臺10的左右的側面連接。蓋13、 14通過工作臺IO沿X軸方向移動而伸縮，始終覆蓋X軸送料導向件的上部。
Y軸送料導向件的前側上部被伸縮式的前蓋15覆蓋。前蓋15與支撐臺12的前表面連接。前蓋15通過支撐臺12和工作臺10沿Y軸方向移動而伸縮。Y軸送料導向件的后側上部被山形的后蓋(未圖示)覆蓋。后蓋的前端部與支撐臺12的后表面連接。后蓋的后端部貫穿支柱16的下部而延伸到后方。后蓋通過支撐臺12和工作臺10沿Y軸方向移動而沿前后方向移動。前蓋15和后蓋始終覆蓋Y軸送料導向件的上部。
蓋13、 14、前蓋15和后蓋防止在工作臺10上加工工件時飛散的切屑和切削油的飛沫附著在X軸送料導向件和Y軸送料導向件上。工作臺10能沿著X軸送料導向件順利地移動。工作臺IO和支撐臺12能沿著Y軸送料導向件順利地移動。
支柱16以鉛垂向上豎立的形態(tài)設置在座部23上，該座部23設置在基臺2之上。支柱16在其前部包括沿Z軸方向(上下方向)延伸的Z軸送料導向件(未圖示)。Z軸送料導向件支撐主軸頭部7。主軸頭部7通過Z軸馬達73(參照圖10)的旋轉而沿著Z軸送料導向件上升和下降。
主軸頭部7包括朝下方突出的主軸外殼9。主軸外殼9呈上下方向上長的圓筒形，在內部包括以鉛垂軸為中心進行旋轉的主軸9a(參照圖6、圖7)。主軸外殼9的內部的主軸9a通過驅動主軸馬達8而旋轉。如圖2、圖3、圖5所示，主軸馬達8安裝在主軸頭部7的上部。
如圖10所示，X軸馬達71通過X軸驅動回路61與控制裝置50的輸出接口 55連接。Y軸馬達72通過Y軸驅動回路62與控制裝置50的輸出接口 55連接。Z軸馬達73通過Z軸驅動回路63與控制裝置50的輸出接口 55連接。主軸馬達8通過主軸驅動回路64與控制裝置50的輸出接口 55連接。
控制裝置50的CPU51通過輸出接口 55分別朝X軸驅動回路61、 Y軸驅動回路62、 Z軸驅動回路63和主軸驅動回路64發(fā)出動作指令。X軸馬達71通過X軸驅動回路61的動作而旋轉。Y軸馬達71通過Y軸驅動回路62的動作而旋轉。Z軸馬達73通過Z軸驅動回路63的動作而旋轉。主軸馬達8通過主軸驅動回路64的動作而旋轉。
如圖2所示，支柱16在其后側支撐控制箱19?？刂蒲b置50收納在控制箱19的內部。支柱16在其右側支撐工具更換裝置(ATC)20。工具更換裝置20包括工具庫21、更換臂22。
如圖3所示，工具庫21配置在主軸頭部7的右側。更換臂22配置在工具庫21與主軸外殼9之間。工具庫21收納加工中使用的多種工具。工具庫21根據(jù)控制裝置50的指令將工具朝更換位置送出。更換臂22安裝在沿上下方向延伸的臂軸22c的下端。在臂軸22c旋轉時，更換臂22在水平面內旋轉。在臂軸22c沿軸向移動時，更換臂22上升或下降。如圖4所示，更換臂22包括以臂軸22c為中心彼此朝相反方向延伸的兩條臂22b、 22b，以及臂22b、 22b前端的抓持部22a、 22a。
如圖6、圖7所示，主軸9a是空心的軸，通過上下分開配置的軸承9b、9c支撐在主軸外殼9的內部。
如圖6 圖8所示，主軸9a在其下端部上包括工具安裝孔29。工具安裝孔29具有朝著上方錐狀縮徑的形狀。主軸9a在其內側包括拉桿25、把持機構28。拉桿25被施力機構27朝上施力。把持機構28配置在工具安裝孔29的上部。把持機構28與拉桿25的下端連結。
在更換臂22旋轉時，更換臂22的抓持部22a、 22a交替地移動到主軸外殼9的下方位置和工具庫21的更換位置。位于更換位置的抓持部22a將工具庫21送出的工具26的工具保持件60抓住。位于主軸外殼9的下方位置的抓持部22a將安裝在主軸9a上的工具26的工具保持件60抓住。
如圖3所示，工具26保持在工具保持件60上。工具保持件60包括柄(shank)部60a、拉拽螺柱(retention knob)部60b。柄部60a呈朝著前端錐狀縮徑的圓錐形狀。拉拽螺柱部60b是與柄部60a的前端部固定的圓棒。
如圖3所示，更換臂22的抓持部22a、22a以使柄部60a和拉拽螺柱部60b朝上的形態(tài)將工具保持件60抓住。在更換臂22下降時，抓持部22a、 22a所抓住的工具26、 26的工具保持件60、 60朝工具庫21和主軸9a的下方離開。在更換臂22旋轉180。時，工具26、 26的工具保持件60、 60調換位置。更換臂22通過在旋轉180。后上升，將一個抓持部22a所抓住的工具26的工具保持件60安裝在主軸9a上，并使另一個抓持部22a所抓住的工具2的工具保持件60返回工具庫21。
工具保持件60的柄部60a通過更換臂22的上升而與設置在主軸9a上的工具安裝孔29緊貼，將工具保持件60和工具26定位在主軸9a的軸心上。工具保持件60的拉拽螺柱部60b進入與工具安裝孔29連續(xù)的把持機構28。把持機構28通過將進入的拉拽螺柱部60b的前端抓住，防止工具保持件60和工具
926的脫落。
機床1包括切削油供給回路。如圖9所示，切削油供給回路包括兩個泵 76、 78。泵76將切削油箱79貯存的切削油抽上來，在加壓后排出。如圖2、 圖5所示，泵76排出的切削油從設置在主軸頭部7的側部上的排出噴嘴11的 前端排出。排出噴嘴ll能自由彎曲，能改變前端的方向。排出噴嘴ll排出的 切削油噴射到工作臺IO上的、加工中的工件上，冷卻工件和工具26，并將產(chǎn) 生的切屑沖走。
泵78將切削油箱79貯存的切削油抽上來，在加壓后排出。泵78的排出 側通過切削油軟管31和接頭30與主軸馬達8的上部連接。如圖6所示，接頭 30與切削油通路24a、 25a連結。切削油通路24a是形成在主軸馬達8的輸出 軸24上的通路。切削油通路25a是在主軸9a內的拉桿25的軸心部貫穿形成 的通路。泵78排出的切削油經(jīng)由切削油軟管31和切削油通路24a、 25a的內 部到達主軸9a的前端部。
到達主軸9a前端的切削油經(jīng)由安裝在工具安裝孔29上的工具保持件60 和工具26的內部通路(未圖示)從工具26的前端噴出。噴出的切削油冷卻工件 和工具26，并將產(chǎn)生的切屑沖走。
如圖10所示，泵76、 78通過泵驅動回路66、 68與控制裝置50的輸出接 口55連接?？刂蒲b置50的CPU51通過輸出接口55分別朝泵驅動回路66、 68 發(fā)出動作指令，驅動泵76、 78。
機床l包括空氣密封形成回路。如圖4、圖8所示，空氣密封形成回路包 括設置在主軸外殼(housing)9的下端部上的空氣排出口 32。空氣排出口 32以 將主軸9a的下端部的外側包圍的形態(tài)環(huán)狀地開口。
如圖6 圖8所示，主軸外殼9在其下端部包括通過多條螺栓33a固定的 軸承蓋33。軸承蓋33包括沿徑向貫穿的空氣通路33c?？諝馔?3c的內側 端部在設置在軸承蓋33與主軸9a之間的環(huán)狀的空氣室34內開口?？諝馔?33c的外側端部通過接頭38和空氣軟管39與空氣供給源49(參照圖13)連結。
主軸9a在其下端的外周包括迷宮(labyrinth)部件35。迷宮部件35通過 多條螺栓35a固定在與軸承蓋33的邊界部。迷宮部件35與軸承蓋33之間形成迷宮通路37。迷宮通路37通過軸承蓋33與主軸9a之間的環(huán)狀通路36與空 氣室34相連?？諝馀懦隹?32以與迷宮通路37連續(xù)的形態(tài)設置在迷宮部件35 的下表面上。
空氣密封形成回路通過空氣軟管39和接頭38將空氣供給源49產(chǎn)生的加 壓空氣送入空氣通路33c?？諝馔?3c內的加壓空氣經(jīng)由空氣室34、環(huán)狀通 路36和迷宮通路37，從環(huán)狀的空氣排出口 32朝下方吹出?？諝馀懦隹?2吹 出的空氣形成將主軸9a的四周環(huán)狀包圍的空氣密封膜。空氣密封膜將從工具 26的前端噴出、噴射到工件上而彈回的切削油隔斷。
空氣密封形成回路包括氣壓切換裝置40，該氣壓切換裝置40將送入空氣 通路33c的空氣的壓力切換成高壓(例如0. lMPa)或低壓(例如0. 03MPa)。如圖 13所示，氣壓切換裝置40包括配置在空氣供給源49的排出管路43上的壓力 控制閥41。壓力控制閥41是電磁比例壓力控制閥。排出管路43與空氣軟管 39連接。
如圖10所示，壓力控制閥41通過閥驅動回路69與控制裝置50的輸出接 口 55連接?？刂蒲b置50的CPU51通過輸出接口 55朝閥驅動回路69發(fā)出動作 指令。閥驅動回路69驅動壓力控制閥41的螺線管42。朝排出管路43送出的 空氣的壓力例如通過驅動壓力控制閥41的螺線管42而成為高壓。
機床1包括檢測裝置，該檢測裝置檢測有無朝工具26的前端供給的切削 油。檢測裝置通過檢測出指示切削油供給回路的泵78的驅動的控制命令，能 檢測出切削油的供給。
圖11是表示工件的加工中操作面板80的顯示部82顯示的加工程序的一 例。加工程序用NC語言記載。顯示部82按多行的塊來顯示加工程序。加工程 序的塊包含執(zhí)行工作臺10上的工件與工具26的相對移動、工具26的旋轉等 動作所需的控制命令。
圖11中的"M494"是指示朝工具26的前端供給切削油的控制命令。"M495" 是指示切削油的供給停止的控制命令?？刂蒲b置50的CPU51將從執(zhí)行控制命 令"M494"時到執(zhí)行控制命令"M495"時的期間判定為正在供給切削油。
根據(jù)圖12的流程圖，對控制裝置50執(zhí)行的氣壓切換控制進行說明。圖12中的Si(i-l、 2…)是表示CPU51的動作步驟的步數(shù)。
在機床1啟動時，氣壓切換裝置40的壓力控制閥41切換到低壓側。空氣 排出口 32始終排出低壓的空氣。通過CPU51根據(jù)規(guī)定的加工程序進行動作， 機床1加工工作臺10上的工件。加工程序通過操作者對操作面板80的操作部 81進行操作來選擇。CPU51將所選擇的加工程序讀入RAM53的作業(yè)區(qū)域，根據(jù) 加工程序開始加工處理。
在機床l啟動時，控制裝置50的CPU51進行初始設定動作的(S1)。初始 設定動作包括將壓力控制閥41切換到低壓側的動作、等待通過操作部81的 操作來選擇加工程序的等待選擇動作。
控制裝置50的CPU51將所選擇的加工程序以塊為單位讀入，并解釋指令 內容(S2)?？刂蒲b置50的CPU51判定指令內容是否是低壓切削油的噴出指令 (S3)。在是噴出指令時(S3;是)，控制裝置50的CPU51開始低壓切削油的供 給(S4)。
低壓切削油是排出噴嘴11排出的切削油。在S4中，控制裝置50的CPU51 朝泵驅動回路66發(fā)出動作指令來驅動泵76。排出噴嘴11排出的低壓切削油噴 射到工作臺IO上的、加工中的工件上，冷卻工件和工具26。在S2的指令內容 不是低壓切削油的噴出指令時(S3;否)，控制裝置50的CPU51判定指令內容 是否是低壓切削油的噴出停止指令(S5)。在是噴出停止指令時(S5;是)，控 制裝置50的CPU51停止低壓切削油的供給(S6)。在S6中，控制裝置50的CPU51 停止泵驅動回路66的動作指令，停止泵76。
在S2的指令內容不是低壓切削油的噴出、停止指令中的任一個指令時 (S3、 S5;否)，控制裝置50的CPU51判定指令內容是否是高壓切削油的噴出 指令(S7)。在是高壓切削油的噴出指令時(S7;是)，控制裝置50的CPU51開 始高壓切削油的供給，并將氣壓切換裝置40供給的空氣的壓力切換到高壓(例 如0.曹a) (S8)。
高壓切削油是經(jīng)由主軸9a的內部從工具26的前端噴出的切削油。在S8 中，控制裝置50的CPU51朝泵驅動回路68發(fā)出動作指令來驅動泵78。從工具 26的前端噴出的切削油冷卻工具26和工件，并將加工工件時產(chǎn)生的切屑沖走。同時，控制裝置50的CPU51朝閥驅動回路69發(fā)出動作指令，驅動壓力控 制閥41的螺線管42。空氣排出口 32吹出高壓的空氣，穩(wěn)固地形成將主軸9a 和工具26的四周以環(huán)狀包圍的空氣密封膜?？諝饷芊饽し乐箛娚涞焦ぜ隙?彈回的切削油進入軸承％。因此，機床1可消除潤滑軸承9b用的潤滑脂因切 削油而溶出的問題。
高壓空氣的吹出僅在從工具26的前端噴出切削油的期間實施?？諝獾南?費量能抑制得較低，能降低機床l的運轉成本。本發(fā)明能通過追加氣壓切換裝 置40而簡單地實施。
在控制裝置50的CPU51根據(jù)圖12的流程圖進行動作時，高壓切削油的開 始噴出以低壓切削油的噴出停止為條件。低壓切削油和高壓切削油能同時并行 地噴出。
在S2的指令內容不是高壓切削油的噴出指令時(S7;否)，控制裝置50 的CPU51判定指令內容是否是高壓切削油的噴出停止指令(S9)。在是噴出停止 指令時(S9;是)，控制裝置50的CPU51停止高壓切削油的供給，并將供給氣 壓的氣壓切換裝置40切換到低壓(例如0. 03MPa) (S10)。
在S10中，控制裝置50的CPU51停止發(fā)給泵驅動回路68的動作指令，停 止泵78。同時，控制裝置50的CPU51停止發(fā)給閥驅動回路69的動作指令，停 止壓力控制閥41的螺線管42的驅動。
在S2的指令內容不是低壓切削油的噴出、停止指令和高壓切削油的噴出、 停止指令中的任一個指令時(S3、 S5、 S7、 S9;否)，控制裝置50的CPU51判 定指令內容是否是程序結束指令(Sl 1)。在指令內容是程序結束指令時(Sl 1; 是)，控制裝置50的CPU51結束控制動作。
在指令內容不是程序結束指令時(S11;否)，控制裝置50的CPU51根據(jù)各 個的指令內容來執(zhí)行其它處理(S12)。
控制裝置50的CPU51轉移到加工程序的下面的塊(S13)，返回S2，解釋 新的指令內容。在S4、 S6、 S8、 S10執(zhí)行后，控制裝置50的CPU51也執(zhí)行S13。
在上面的動作中，控制裝置50的CPU51是根據(jù)控制命令("M494"和"M495") 來判定高壓切削油的供給開始和供給停止的。有無高壓切削油的供給能在不使
13用專用檢測裝置的情況下可靠地檢測出。執(zhí)行S3、 S5、 S7、 S9的CPU51相當 于檢測部。執(zhí)行S8、 S10的CPU51相當于閥控制部。
電磁比例壓力控制閥與閥驅動回路69輸出的電壓成比例地變更經(jīng)過電磁 比例壓力控制閥的空氣的流量。壓力控制閥41采用電磁比例壓力控制閥，從 而能根據(jù)需要變更高壓空氣和低壓空氣的壓力大小。上述低壓空氣的壓力 (0.03MPa)、高壓空氣的壓力(O. lMPa)是例示，可適當?shù)剡M行變更。
圖14表示氣壓切換裝置的第二實施方式。圖14的氣壓切換裝置40A包括 配置在空氣供給源49的排出管路43上的低壓調節(jié)器91、高壓調節(jié)器92和方 向切換閥93。低壓調節(jié)器91和高壓調節(jié)器92并列連接。方向切換閥93配置 在低壓調節(jié)器91和高壓調節(jié)器92的下游側。
方向切換閥93根據(jù)來自控制裝置50的動作指令進行切換動作。空氣供給 源49產(chǎn)生的氣流在方向切換閥93位于第一切換位置時流過低壓調節(jié)器91 。空 氣密封形成回路送出低壓的空氣。空氣供給源49產(chǎn)生的氣流在方向切換閥93 位于第二切換位置時流過高壓調節(jié)器92?？諝饷芊庑纬苫芈匪统龈邏旱目諝?。
壓力計94配置在低壓調節(jié)器91與方向切換閥93之間。壓力計95配置在 高壓調節(jié)器92與方向切換閥93之間。壓力計94、 95的檢測壓力在低壓切削 油的供給開始、供給停止和高壓切削油的供給開始、供給停止的檢測中使用。
壓力計也可如圖15(作為壓力計97予以圖示)和圖16(作為壓力傳感器99 予以圖示)所示地配置。
圖15中，壓力計97安裝在接頭30上，該接頭30將從泵78延伸出的切 削油軟管31連接到主軸馬達8的上部。壓力計97對朝工具保持件60和工具 26的內部通路供給的切削油的壓力進行檢測。
在壓力計97的檢測信號不到基準值(例如IV)時，控制裝置50判定為正 在供給低壓切削油。在壓力計97的檢測信號與基準值相等、或比基準值大時， 控制裝置50判定為正在供給高壓切削油。
圖16中，壓力傳感器99安裝于在主軸外殼9的前端部外周上開口的壓力 孔內。壓力孔與主軸9a的前端部相連。壓力傳感器99檢測到達主軸9a的前 端部的切削油的壓力。壓力傳感器99檢測從工具26的前端噴出、與工件碰撞而彈回的切削油的沖擊壓力。
壓力傳感器99的檢測信號在0V 5V的范圍內變化。檢測信號的變化量與 切削油的沖擊壓力對應。在壓力傳感器99的檢測信號為Vd[V]時，控制裝置 50的CPU51使空氣密封形成回路供給的高壓空氣的壓力PA[MPa]例如變化為PA =(1/50) XVd。
高壓空氣的壓力能根據(jù)從工件彈回的切削油的沖擊壓力的大小細致地調整。
下面對局部變更上面說明的實施方式的變形例進行說明。
1) 空氣軟管39的連接位置不局限于實施方式所示的位置?？諝廛浌?9 也可與設置在主軸頭部7或主軸外殼9上的空氣通路33c的端部連接。
2) 實施方式中切削油供給路24a、 25a設置在主軸馬達8的輸出軸24和拉 桿25上。切削油軟管31也可與設置在輸出軸24與拉桿25的結合部的旋轉接 頭連接，直接朝切削油供給路25a的內部供給切削油。
3) 實施方式的機床1是工作臺10與工具26上下分開配置的立式機床。 本發(fā)明也能應用于臥式機床。
根據(jù)上面的詳細說明可以明確，本發(fā)明的機床包括檢測部、氣壓切換裝置 和控制裝置。檢測部檢測有無從工具的前端部噴出的切削油。氣壓切換裝置將 空氣密封形成回路供給的空氣的壓力切換成高壓或低壓?？刂蒲b置根據(jù)檢測部 的檢測來控制氣壓切換裝置的切換動作。在供給切削油時，將空氣密封形成回 路供給的空氣的壓力設為高壓，穩(wěn)固地形成將工具和主軸的周圍包圍的環(huán)狀的 空氣密封膜?？諝饷芊饽⑶邢饔透魯喽蛊渫Ａ粼趦炔?，防止其進入支撐主 軸的軸承。軸承保持防止?jié)櫥脻櫥艹龅牧己脿顟B(tài)。在不供給切削油時， 將空氣密封形成回路供給的空氣的壓力設為低壓。因此，機床能減少空氣的消 費量，降低運轉成本。
權利要求
1.一種機床，包括朝安裝在主軸上的工具的前端部供給切削油的切削油供給回路、從主軸外殼的端部噴出空氣并形成將所述主軸和工具的周圍以環(huán)狀包圍的空氣密封膜的空氣密封形成回路，其特征在于，包括檢測部，該檢測部檢測所述切削油供給回路是否在供給切削油；氣壓切換裝置，該氣壓切換裝置將所述空氣密封形成回路供給的空氣的壓力切換成高壓或低壓；以及控制裝置，在所述檢測部檢測到切削油的供給時，所述控制裝置將所述氣壓切換裝置切換到高壓側，在所述檢測裝置未檢測到切削油的供給時，所述控制裝置將所述氣壓切換裝置切換到低壓側。
2. 如權利要求l所述的機床，其特征在于，所述檢測部根據(jù)加工程序 的控制命令來檢測有無所述切削油的供給。
3. 如權利要求l或2所述的機床，其特征在于，所述氣壓切換裝置具有配置在所述空氣密封形成回路上的電磁比例壓力控制閥、以及 控制所述電磁比例壓力控制閥的閥控制部。
4. 如權利要求l或2所述的機床，其特征在于，所述氣壓切換裝置具 有并列配置在所述空氣密封形成回路上的低壓調節(jié)器和高壓調節(jié)器、以 及在該低壓調節(jié)器和高壓調節(jié)器之間切換空氣的流動的方向切換閥。
5. —種機床的氣壓切換方法，所述機床包括朝安裝在主軸上的工具 的前端部供給切削油的切削油供給回路、從主軸外殼的端部噴出空氣并形 成將所述主軸和工具的周圍以環(huán)狀包圍的空氣密封膜的空氣密封形成回 路，所述機床的氣壓切換方法的特征在于，在所述切削油供給回路供給切削油時，使所述空氣密封形成回路供給 的空氣的壓力成為高壓，在所述切削油供給回路不供給切削油時，使所述 空氣密封形成回路供給的空氣的壓力成為低壓。
全文摘要
本發(fā)明提供一種機床和機床的氣壓切換方法。本發(fā)明的機床包括檢測部、氣壓切換裝置和控制裝置。檢測部檢測有無朝工具的前端部供給的切削油。氣壓切換裝置將空氣密封形成回路供給的空氣的壓力切換成高壓或低壓?？刂蒲b置根據(jù)檢測部的檢測來控制氣壓切換裝置，在供給切削油時，使空氣密封形成回路供給的空氣的壓力成為高壓?？刂蒲b置控制氣壓切換裝置，在不供給切削油時，使空氣密封形成回路供給的空氣的壓力成為低壓。在供給切削油時，高壓的空氣密封膜可靠地隔斷切削油，防止其進入主軸的軸承。在不供給切削油時，減少空氣的消費量來降低運轉成本。
文檔編號B23Q11/00GK101633133SQ20091016120
公開日2010年1月27日 申請日期2009年7月17日 優(yōu)先權日2008年7月23日
發(fā)明者栗林裕 申請人:兄弟工業(yè)株式會社