(57)【要約】【課題】溝と突起との係合を自動的に調節して、復帰移動するタレット刃物台、工作機械、タレット刃物台の復帰方法を提供する。【解決手段】工具の駆動軸２６と伝動軸４６の一方にホゾ状の突起が形成され、他方に突起と係脱可能に係合する溝が形成されている。タレット２１の割り出し位置からのずれが発生した際に、溝と突起との当接と当接解除とが発生するように、予め定められた基準回転角度位置に向かって伝動軸を回転させるとともに、所定の復帰旋回角度位置に向かってタレットを旋回させる。溝と突起との当接によってタレットの旋回を規制し、溝と突起との当接解除によってタレットの旋回を許容するように、タレット旋回モータ３２あるいは工具回転モータ４２を制御し、伝動軸とタレットを基準回転角度位置と復帰旋回角度位置とに復帰移動させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
刃物台本体に旋回可能に支持されるタレットと、該タレットを旋回駆動するタレット旋回モータと、前記タレットに回転自在に支持される工具を回転駆動する工具回転モータと、前記工具回転モータによって回転駆動される伝動軸とを備え、前記工具の駆動軸と前記伝動軸の一方にホゾ状の突起が形成され、他方に該突起と係脱可能に係合する溝が形成され、前記タレットの所定の割り出し位置への旋回によって前記工具が選択されると、前記突起と前記溝とが係合し、材料の加工に際して前記工具を回転させることができる工作機械のタレット刃物台であって、
前記タレットの前記割り出し位置からのずれが発生した際に、前記溝と前記突起との当接と当接解除とが発生するように、予め定められた基準回転角度位置に向かって前記伝動軸を回転させるとともに、所定の復帰旋回角度位置に向かって前記タレットを旋回させる復帰制御部を有し、
該復帰制御部は、前記溝と前記突起との当接によって前記タレットの旋回を規制し、前記溝と前記突起との当接解除によって前記タレットの旋回を許容するように、前記タレット旋回モータあるいは前記工具回転モータを制御し、前記伝動軸と前記タレットを前記基準回転角度位置と前記復帰旋回角度位置とに復帰移動させる、タレット刃物台。
【請求項２】
前記復帰制御部は、前記タレット旋回モータあるいは前記工具回転モータを駆動する電流の増加に基づいて前記溝と前記突起との当接を判定する、請求項１に記載のタレット刃物台。
【請求項３】
前記復帰制御部は、前記工具回転モータを駆動する電流に制限を設ける、請求項１または２に記載のタレット刃物台。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載のタレット刃物台を備えた工作機械。
【請求項５】
刃物台本体に旋回可能に支持されるタレットと、該タレットを旋回駆動するタレット旋回モータと、前記タレットに回転自在に支持される工具を回転駆動する工具回転モータと、前記工具回転モータによって回転駆動される伝動軸とを備え、前記工具の駆動軸と前記伝動軸の一方にホゾ状の突起が形成され、他方に該突起と係脱可能に係合する溝が形成され、前記タレットの所定の割り出し位置への旋回によって前記工具が選択されると、前記突起と前記溝とが係合し、材料の加工に際して前記工具を回転させることができる工作機械のタレット刃物台の復帰方法であって、
前記タレットの前記割り出し位置からのずれが発生した際に、予め定められた基準回転角度位置に復帰できるように、前記伝動軸の回転方向を決定するとともに、所定の復帰旋回角度位置に復帰できるように、前記タレットの旋回方向を決定するステップと、
前記伝動軸が前記基準回転角度位置に到達していない場合、あるいは、前記タレットが前記復帰旋回角度位置に到達していない場合、前記伝動軸を予め定められた微小角度で、決定した前記回転方向に回転させるステップと、
前記タレットを決定した前記旋回方向に旋回させるステップと、
前記タレット旋回モータあるいは前記工具回転モータを駆動する電流が、前記伝動軸の回転と前記タレットの旋回によって前記溝と前記突起が当接したと擬制できる所定の制限値を超えた場合、前記タレットの旋回を停止させるステップと、
を含むタレット刃物台の復帰方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タレット刃物台、タレット刃物台を備えた工作機械、およびタレット刃物台の復帰方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タレット刃物台は、例えば自動旋盤に備えられており、バイトやエンドミル等の複数の工具を装着可能なタレットを有する。タレットは、刃物台本体に旋回可能に支持され、周面に設けられる工具装着面にエンドミル等の回転工具を回転自在に支持することができる。回転工具は工具回転モータの駆動力で回転駆動される。例えば、特許文献１には、タレットの所定の割り出し位置への旋回によって回転工具が選択される構造が開示されている。
【０００３】
特許文献１に記載のタレットには、回転工具が選択された場合に回転工具の駆動軸に連結可能な伝動軸が設けられている。駆動軸の先端にはホゾ状の突起が形成され、伝動軸の先端には溝が形成されている。回転工具の選択に伴うタレットの旋回により、駆動軸の突起と伝動軸の溝とが係合し、回転工具の選択状態で工具回転モータの駆動力が回転工具に伝達可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−７４０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
自動旋盤が仮に停電等のトラブルで停止した場合には、タレットの割り出し位置からのずれが発生し、駆動軸の突起と伝動軸の溝との係合ずれが発生することがある。その際に作業者は、タレットから工具を外し、タレットの割り出し位置で、駆動軸の突起と伝動軸の溝の係合ずれを修正し、タレットに工具を装着する必要があった。
【０００６】
本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたもので、溝と突起との係合を自動的に調節して、復帰移動するタレット刃物台、工作機械、タレット刃物台の復帰方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、第１に、刃物台本体に旋回可能に支持されるタレットと、該タレットを旋回駆動するタレット旋回モータと、前記タレットに回転自在に支持される工具を回転駆動する工具回転モータと、前記工具回転モータによって回転駆動される伝動軸とを備え、前記工具の駆動軸と前記伝動軸の一方にホゾ状の突起が形成され、他方に該突起と係脱可能に係合する溝が形成され、前記タレットの所定の割り出し位置への旋回によって前記工具が選択されると、前記突起と前記溝とが係合し、材料の加工に際して前記工具を回転させることができる工作機械のタレット刃物台であって、前記タレットの前記割り出し位置からのずれが発生した際に、前記溝と前記突起との当接と当接解除とが発生するように、予め定められた基準回転角度位置に向かって前記伝動軸を回転させるとともに、所定の復帰旋回角度位置に向かって前記タレットを旋回させる復帰制御部を有し、該復帰制御部は、前記溝と前記突起との当接によって前記タレットの旋回を規制し、前記溝と前記突起との当接解除によって前記タレットの旋回を許容するように、前記タレット旋回モータあるいは前記工具回転モータを制御し、前記伝動軸と前記タレットを前記基準回転角度位置と前記復帰旋回角度位置とに復帰移動させることを特徴とする。
【０００８】
第２に、前記復帰制御部は、前記タレット旋回モータあるいは前記工具回転モータを駆動する電流の増加に基づいて前記溝と前記突起との当接を判定することを特徴とする。
第３に、前記復帰制御部は、前記工具回転モータを駆動する電流に制限を設けることを特徴とする。
第４に、上記いずれかのタレット刃物台を備えた工作機械であることを特徴とする。
【０００９】
第５に、刃物台本体に旋回可能に支持されるタレットと、該タレットを旋回駆動するタレット旋回モータと、前記タレットに回転自在に支持される工具を回転駆動する工具回転モータと、前記工具回転モータによって回転駆動される伝動軸とを備え、前記工具の駆動軸と前記伝動軸の一方にホゾ状の突起が形成され、他方に該突起と係脱可能に係合する溝が形成され、前記タレットの所定の割り出し位置への旋回によって前記工具が選択されると、前記突起と前記溝とが係合し、材料の加工に際して前記工具を回転させることができる工作機械のタレット刃物台の復帰方法であって、前記タレットの前記割り出し位置からのずれが発生した際に、予め定められた基準回転角度位置に復帰できるように、前記伝動軸の回転方向を決定するとともに、所定の復帰旋回角度位置に復帰できるように、前記タレットの旋回方向を決定するステップと、前記伝動軸が前記基準回転角度位置に到達していない場合、あるいは、前記タレットが前記復帰旋回角度位置に到達していない場合、前記伝動軸を予め定められた微小角度で、決定した前記回転方向に回転させるステップと、前記タレットを決定した前記旋回方向に旋回させるステップと、前記タレット旋回モータあるいは前記工具回転モータを駆動する電流が、前記伝動軸の回転と前記タレットの旋回によって前記溝と前記突起が当接したと擬制できる所定の制限値を超えた場合、前記タレットの旋回を停止させるステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は以下の効果を得ることができる。
（１）復帰制御部が、タレットの割り出し位置からのずれが発生した際に、溝と突起との係合を自動的に調節して、伝動軸の回転角度位置を基準回転角度位置に、タレットの旋回角度位置を復帰旋回角度位置に復帰移動させる。
（２）伝動軸とタレットを復帰移動させるときのタレットの旋回を規制する溝と突起との当接を容易に判定することができる。
【００１１】
（３）特に工具回転モータの電流に制限を設けることによって、タレット旋回モータを駆動する電流に制限を設ける場合に比べて、電流値の変化を容易に検出することができる。
（４）溝と突起との係合を自動的に調節可能な工作機械を提供することができる。
（５）タレットの割り出し位置からのずれが発生しても、溝と突起との係合を自動的に調節して、伝動軸の回転角度位置を基準回転角度位置に、タレットの旋回角度位置を復帰旋回角度位置に復帰移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る工作機械の平面図である。
【図２】タレットの内部を表した正面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図である。
【図４】突起と溝の係合状態や係合の解除状態を説明する図である。
【図５】制御装置の構成図である。
【図６】復帰制御のフローチャートである。
【図７】突起と溝の復帰動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら本発明のタレット刃物台、工作機械、タレット刃物台の復帰方法について説明する。
図１に示すように、自動旋盤（工作機械）１は主軸２およびタレット刃物台１０を備えている。主軸２は、チャックを介して加工対象となる材料Ｗを把持（保持）することができる。材料Ｗは例えば長尺の棒材であり、バーフィーダ等によって主軸２の後端から供給される。
【００１４】
主軸２は、Ｚ軸方向を軸線として主軸台３に回転自在に支持され、例えば主軸台３に設けられた主軸モータ４の動力によって回転駆動される。主軸台３はベッド１ａ上に設置されている。
タレット刃物台１０は、刃物台本体１１とタレット２１とを有する。刃物台本体１１は、Ｚ軸方向送り機構１２およびＸ軸方向送り機構１３を介してベッド１ａ上に搭載されている。
【００１５】
タレット２１は、刃物台本体１１の端部側に配置され、Ｚ軸方向を軸線として刃物台本体１１に旋回可能に支持される。タレット２１は、端面視略多角形状の筒状をなし、外周面（タレット面２２）には、工具装着部２３が所定の割り出し角度毎に設けられている。タレット面２２には、図２に示すように、棒材Ｗを切削加工するエンドミルやバイト等の工具２５，２５ａが着脱自在に装着される。タレット２１の割り出し旋回によって、各工具２５，２５ａは旋回移動し、例えば工具２５を材料Ｗに対応する加工位置に選択できる。
【００１６】
図３に示すように、タレット２１は、刃物台本体１１内に配されたタレット旋回軸３１に一体的に固定されている。タレット旋回軸３１は、刃物台本体１１内に配された固定軸３０ａに回転自在に支持される。タレット旋回モータ３２の回転駆動力は、タレット旋回軸３１を介してタレット２１に伝達される。タレット２１は、タレット面２２の数に応じて定まる割り出し角度毎に、タレット旋回軸３１と一体的にタレット旋回モータ３２によって旋回駆動される。
【００１７】
タレット２１の内部には、固定軸３０ａに一体形成された筒状の支持部３０が配されている。
刃物台本体１１内には、回転駆動軸４３が設けられている。回転駆動軸４３は、軸受４４を介して固定軸３０ａ内に回転自在に支持され、タレット２１内に達している。支持部３０内において、回転駆動軸４３の一端側には、かさ歯車４３ａが取り付けられている。
【００１８】
支持部３０の内部には、伝動軸４６が設けられている。伝動軸４６は、回転駆動軸４３に対して直交する方向に延びており、軸受４５を介して支持部３０に回転自在に支持されている。伝動軸４６の一端側には、かさ歯車４６ａが取り付けられている。かさ歯車４６ａとかさ歯車４３ａとは噛み合っており、工具回転モータ４２の回転駆動力は、回転駆動軸４３を介して伝動軸４６に伝達される。
【００１９】
伝動軸４６は、工具回転モータ４２を０度等の所定の基準角度とした場合に定まる所定の基準回転角度を基に、工具回転モータ４２によって回転駆動される。伝動軸４６の他端側（かさ歯車４６ａと反対側）には、係合部４６ｂが形成されている。
【００２０】
工具２５は回転工具装置２４に回転自在に支持され、回転工具装置２４はタレット面２２に設けられる工具装着部２３に装着される。回転工具装置２４の一端側（工具２５と反対側）には、駆動軸２６が設けられている。
回転工具装置２４と伝動軸４６との間には、タレット２１を割り出し角度毎に旋回させることによって所定の割り出し位置に割り出し旋回し、工具２５が材料Ｗに対応する加工位置に選択された場合に、駆動軸２６と伝動軸４６とを連結するクラッチ機構が設けられている。
【００２１】
詳しくは、このクラッチ機構は、駆動軸２６の先端に形成されたホゾ状の突起２７と、係合部４６ｂの先端に形成された溝４７を有し、タレット２１が旋回して工具２５が選択されたときに、駆動軸２６の突起２７が、基準回転角度位置の伝動軸４６における係合部４６ｂの溝４７に係合して嵌まるように構成されている。このように、突起２７が溝４７に係合すると、クラッチ機構が入り状態となり、工具回転モータ４２の回転駆動力が工具２５に伝達可能になる。これにより、タレット刃物台１０は、選択された工具２５を回転駆動し、Ｘ軸方向送り機構１３のＸ軸モータ１３ｃの駆動、Ｚ軸方向送り機構１２のＺ軸モータ１２ｃの駆動によるＸ軸方向およびＺ軸方向への移動によって材料Ｗを加工することができる。
【００２２】
タレット旋回モータ３２や工具回転モータ４２に接続されている電気配線などは、刃物台本体１１側に引き出され、制御装置５０に接続される。
なお、本実施例では、駆動軸２６が突起２７を有し、伝動軸４６が溝４７を有する例で説明した。しかし、本発明はこの例に限定されず、駆動軸２６が溝を有し、伝動軸４６が突起を有する場合にも適用される。
【００２３】
図４（Ａ）は図２の拡大図であり、突起２７が係合部４６ｂの先端に形成された溝４７に係合している。
工作機械１が仮に停電等のトラブルで停止した場合、停止直後は、図４（Ａ）に示すように、駆動軸２６が係合部４６ｂに対して正常位置にあったとしても、タレット２１の旋回位置ずれや伝動軸４６の回転位置ずれの発生等によって、図４（Ｂ）に示すように、突起２７と溝４７との係合ずれが発生することがある。
【００２４】
具体的には、図４（Ｂ）のＣ−Ｃ線矢視断面図である図４（Ｃ）に示すように、突起２７の一部が溝４７から外れるとともに、伝動軸４６の回転角度に傾斜が発生し、突起２７と溝４７との係合がずれた状態になることがある。
このように突起２７の位置と溝４７の位置がずれた場合、制御装置５０では、タレット制御部５１が突起２７と溝４７を自動的に係合させながら、伝動軸４６とタレット２１を基準回転角度位置と最も近い割り出し位置とに復帰移動させる。詳しくは、図５に示すように、タレット制御部５１は、モータ制御部５３、復帰制御部５４を有する。
【００２５】
タレット制御部５１は、ＣＰＵ等からなり、記憶部５２の例えばＲＯＭに格納されている各種のプログラムやデータをＲＡＭにロードし、このプログラムを実行する。これにより、所定のプログラムに基づいてタレット２１の動作を制御できる。
復帰制御部５４は、例えば工具回転モータ４２を駆動する電流に制限を設けながら、伝動軸４６の回転とタレット２１の旋回によって、突起２７と溝４７との係合状態を調節しながら、工具回転モータ４２を基準角度に回転復帰させ、タレット旋回モータ３２を所定の割り出し角度に回転復帰させる。
【００２６】
図６と図７に示されるように、停電後の電力復帰によって、作業者が工作機械１の電源を投入すると（図６のステップＳ１０）、図７（Ａ）に示す電源投入時点の溝４７（伝動軸４６の係合部４６ｂ）の回転方向の回転角度と、この電源投入時点のタレット２１の旋回角度が工具回転モータ４２の回転角度及びタレット旋回モータ３２の旋回角度に基づいて検出され（ステップＳ１１）、タレット制御部５１に入力される。
【００２７】
復帰制御部５４は、伝動軸４６の基準回転角度位置と、タレット２１の割り出し角度に応じて、図７（Ｂ）に矢印で示すような、溝４７の回転方向およびタレット２１の旋回方向を決定する（図６のステップＳ１２）。
具体的には、電源投入時点の工具回転モータ４２の回転角度と工具回転モータ４２の基準角度との差（α）を算出する。そして、この差がなくなるように、かつ、伝動軸４６が半回転以下で基準回転角度位置に到達できる方向を決定する。タレット２１については、電源投入時点のタレット旋回モータ３２の旋回角度と、タレット２１の各割り出し角度に対応するタレット旋回モータ３２の各割り出し角度との差を算出し、最も差の小さな割り出し角度を復帰旋回角度とし、電源投入時のタレット２１の旋回角度と復帰旋回角度との差（θ）がなくなるように、かつ、タレット２１が半回転以下でタレット旋回モータ３２の復帰旋回角度に対応する復帰旋回角度位置に到達できる方向を決定する。モータ制御部５３は、工具回転モータ４２やタレット旋回モータ３２を駆動し、溝４７（伝動軸４６）や突起２７（タレット２１）をそれぞれ決定した方向に回転・旋回させる。
【００２８】
次に、復帰制御部５４は、電源投入時の工具回転モータ４２の回転角度と工具回転モータ４２の基準回転角度との差（α）と電源投入時のタレット２１の旋回角度と復帰旋回角度との差（θ）を検出し、αとθが０で無いことを確認し（ステップＳ１３）、工具回転モータ４２の電流を監視し、図７（Ｃ）に矢印で示すように、伝動軸４６を決定した方向に、予め定められた微小角度回転させる（図６のステップＳ１４）。
続いて、復帰制御部５４は、溝４７と突起２７との当接によって工具回転モータ４２に流れる電流の増加に基づき、工具回転モータ４２の電流が、溝４７と突起２７が当接したと擬制できる所定の制限値を超えるまで、タレット２１を旋回させる。
詳しくは、工具回転モータ４２の電流が上記制限値よりも小さい場合（ステップＳ１６のＮＯ）、溝４７と突起２７が当接していないと擬制できるので、図７（Ｄ）に矢印で示すように、タレット２１を決定した方向に旋回させる（図６のステップＳ１５）。
【００２９】
次いで、溝４７と突起２７との当接により伝動軸４６への負荷が増加して、工具回転モータ４２の電流が上記制限値を超えた場合（ステップＳ１６のＹＥＳ）、図７（Ｅ）に示すように、溝側面４７ａと突起２７が当接したと擬制できるため、タレット２１の旋回を停止させる（図６のステップＳ１７）。ただし、図７（Ｅ）に示した突起２７は、図７（Ｃ）で説明した突起２７よりも溝４７内に入り込む。
【００３０】
その後、ステップＳ１３に戻り、αとθが０で無いことを確認し、ステップＳ１４に進んで、工具回転モータ４２の電流を監視し、伝動軸４６を決定した方向に前記微小角度回転させる（図７（Ｆ））。
次に、工具回転モータ４２の電流が上記制限値よりも小さい場合（ステップＳ１６のＮＯ）、図７（Ｇ）に示すように、タレット２１を決定した方向に旋回させる（図６のステップＳ１５）。続いて、工具回転モータ４２の電流が上記制限値を超えた場合（ステップＳ１６のＹＥＳ）、タレット２１の旋回を停止させる（ステップＳ１７）。これにより、図７（Ｈ）に示した突起２７は、図７（Ｅ）で説明した突起２７よりも溝４７内に入り込む。
【００３１】
以降、図６のステップＳ１３からステップＳ１７を繰り返し、伝動軸４６を基準回転角度位置に、タレット２１を復帰旋回角度位置に回転または旋回させ、αとθが０になったとき（図７（Ｉ））に復帰動作完了とする。
【００３２】
このように、復帰制御部５４が、タレット２１の割り出し位置からのずれが発生した際に、伝動軸４６の溝４７と駆動軸２６の突起２７との係合を自動的に調節して、伝動軸４６の回転角度位置を基準回転角度位置に、タレット２１の旋回角度位置を復帰旋回角度位置に復帰移動させる。よって、溝４７と突起２７との係合ずれを手動で修正しなくて済む。
【００３３】
また、工具回転モータ４２を駆動する電流の増加に基づいて溝４７と突起２７との当接を判定するので、溝４７と突起２７との当接を速やかに判定でき、タレット２１の旋回を規制することができる。
また、本発明は、タレット旋回モータ３２を駆動する電流に制限を設ける場合にも適用できる。しかし、回転工具２５を回転させる方がタレット２１を旋回させるよりもモータを駆動する電流が小さいので、上記実施例のように、工具回転モータ４２を駆動する電流に制限を設ければ、電流値の変化を容易に検出することができるとともに、制限する電流を小さく設定することにより、溝４７と突起２７との当接による当接箇所の破損を防止することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１      ・・・  工作機械
１ａ    ・・・  ベッド
２      ・・・  主軸
３      ・・・  主軸台
４      ・・・  主軸モータ
１０    ・・・  タレット刃物台
１１    ・・・  刃物台本体
１２    ・・・  Ｚ軸方向送り機構
１２ｃ  ・・・  Ｚ軸モータ
１３    ・・・  Ｘ軸方向送り機構
１３ｃ  ・・・  Ｘ軸モータ
２１    ・・・  タレット
２２    ・・・  タレット面
２３    ・・・  工具装着部
２４    ・・・  回転工具装置
２５    ・・・  工具
２５ａ  ・・・  工具
２６    ・・・  駆動軸
２７    ・・・  突起
３０    ・・・  支持部
３０ａ  ・・・  固定軸
３１    ・・・  タレット旋回軸
３２    ・・・  タレット旋回モータ
４２    ・・・  工具回転モータ
４３    ・・・  回転駆動軸
４３ａ  ・・・  かさ歯車
４４    ・・・  軸受
４５    ・・・  軸受
４６    ・・・  伝動軸
４６ａ  ・・・  かさ歯車
４６ｂ  ・・・  係合部
４７    ・・・  溝
４７ａ  ・・・  溝側面
５０    ・・・  制御装置
５１    ・・・  タレット制御部
５２    ・・・  記憶部
５３    ・・・  モータ制御部
５４    ・・・  復帰制御部
【図１】
2020044623.tif 000003
【図２】
2020044623.tif 000004
【図３】
2020044623.tif 000005
【図４】
2020044623.tif 000006
【図５】
2020044623.tif 000007
【図６】
2020044623.tif 000008
【図７】
2020044623.tif 000009