(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラムまたは主軸頭に固定された固定側ギアーカップリングと、この固定側ギアーカップリングに噛合可能かつアタッチメントに固定された割出側ギアーカップリングと、前記固定側ギアーカップリングに対する割出側ギアーカップリングの回転角度を検出する回転角度検出手段とを有し、この回転角度検出手段からの出力を基に固定側ギアーカップリングに対して割出側ギアーカップリングを噛合させて、前記アタッチメントを前記ラムまたは主軸頭に対して割り出し固定するアタッチメントの割出装置において、前記回転角度検出手段を、前記固定側ギアーカップリングの少なくとも一歯の谷部または山部に埋設され前記割出側ギアーカップリングの一歯の谷部または山部を非接触で検知する非接触センサとしたことを特徴とするアタッチメントの割出装置。
【請求項２】
請求項１において、前記非接触センサは、磁気抵抗素子と永久磁石によって構成されるマグネセンサとしたことを特徴とするアタッチメントの割出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、アタッチメントの割出装置に関する。詳しくは、ラムまたは主軸頭に固定された固定側ギアーカップリングと、この固定側ギアーカップリングに噛合可能かつアタッチメントに固定された割出側ギアーカップリングとを有し、アタッチメントを平面内で所定の角度に割り出すアタッチメントの割出装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来、工作機械などにおいて、アタッチメントを平面内で所定の角度に割り出す割出装置として、特公平４−４２１３４号公報（「アタッチメント割出し機能を備えた工作機械」）が知られている。
そこで、同公報の構造を図４を参照しながら説明する。同図において、主軸１は、主軸頭２に回転可能に支持されているとともに、ギアー列３および変速器４を介して主軸駆動モータ５に連結されている。主軸頭２には、アタッチメント６が着脱自在に装着されているとともに、そのアタッチメント６を主軸頭２に対してクランプ・アンクランプするクランプ軸７が上下動自在に設けられている。つまり、クランプ軸７が上昇すると、その下端のクランプ片７Ａによってアタッチメント６がクランプされる一方、クランプ軸７が下降すると、アタッチメント６がアンクランプされ主軸頭２に対して回転可能な状態にされる。更に、この状態からクランプ軸７が９０度旋回すると、アタッチメント６が主軸頭２に対して脱着可能な状態にされる。
【０００３】
前記アタッチメント６は、前記主軸頭２に着脱自在に装着されるアタッチメント本体１１と、前記主軸１に挿入されその主軸１からの回転がキー１２を介して伝達される回転伝達部材１３と、前記アタッチメント本体１１に回転自在に支持されかつ前記回転伝達部材１３とともに回転する中間軸１４と、前記アタッチメント本体１１に回転自在に支持されかつ中間軸１４の回転がベベルギヤ１５Ａ，１５Ｂを介して伝達されるアタッチメント主軸１６とから構成されている。アタッチメント主軸１６の一端部には、工具１７が着脱自在に装着されている。なお、中間軸１４は主軸１の軸線上に配置されているとともに、アタッチメント主軸１６は中間軸１４の軸線に対して直角に配置されている。
【０００４】
前記アタッチメント本体１１と回転伝達部材１３との間には、アタッチメント６のアンクランプ時に互いに噛合する一対の回転伝達ギア−１８Ａ，１８Ｂが設けられている。また、前記主軸頭２とアタッチメント本体１１との間には、アタッチメント６のクランプ時に互いに噛合するカービックカップリング１９が設けられている。カービックカップリング１９は、主軸頭２に固定された固定側ギアーカップリング１９Ａと、この固定側ギアーカップリング１９Ａに噛合可能かつアタッチメント６に固定された割出側ギアーカップリング１９Ｂとから構成されている。なお、ギアー列３には、主軸１の角度位置を検出することによってアタッチメント６の回転割出角度を間接的に検出するエンコーダ２０が連結されている。
【０００５】
従って、アタッチメント６の割り出しに当たっては、まず、アタッチメント６をアンクランプする。すると、アタッチメント本体１１が下降されるので、カービックカップリング１９の噛合が外れ、かつ、一対の回転伝達ギア−１８Ａ，１８Ｂが互いに噛合した状態になる。この状態において、主軸駆動モータ５を回転させると、変速器４およびギア列３を介して主軸１が回転される。すると、主軸１の回転とともに回転伝達部材１３も回転する結果、一対の回転伝達ギア−１８Ａ，１８Ｂを介してアタッチメント本体１１が主軸頭２に対して回転される。この間、メモリに記憶したアタッチメント本体１１の割出角度データとエンコーダ２０からの信号とが比較され、両者が一致したとき主軸駆動モータ５の回転が停止される。
【０００６】
こののち、アタッチメント６をクランプする。すると、アタッチメント本体１１が上昇されるので、カービックカップリング１９が噛合され主軸頭２に対してアタッチメント６が一体的に固定されるとともに、一対の回転伝達ギア−１８Ａ，１８Ｂの噛合が外れ主軸１の回転が中間軸１４のみに伝達される。つまり、アタッチメント主軸１６のみが回転されるから、この状態において工具１７による加工が行われる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述した構造の割出装置では、主軸頭２に対してアタッチメント６を所定角度に位置決めするカービックカップリング１９と、このカービックカップリング１９の角度位相を検出するエンコーダ２０とが離れているため、つまり、途中にギアー列３などを介在して離れているため、そのギアー列３内での誤差が角度検出誤差となり、カービックカップリング１９の噛み合いが円滑に行えない場合が生じた。しかも、エンコーダ２０からの信号とメモリに記憶したアタッチメント本体１１の割出角度データとを比較し、両者が一致したとき主軸駆動モータ５を停止させる回路が必要となることから、制御回路が複雑化するという欠点もあった。
【０００８】
ここに、本発明の目的は、このような従来の欠点を解消し、ギアーカップリングの角度位相の検出誤差をなくし、アタッチメントを平面内で所定の角度に正確に割り出すことができるアタッチメントの割出装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そのため、本発明のアタッチメントの割出装置は、従来の課題を解決するため、次の構成を備える。
つまり、ラムまたは主軸頭に固定された固定側ギアーカップリングと、この固定側ギアーカップリングに噛合可能かつアタッチメントに固定された割出側ギアーカップリングと、前記固定側ギアーカップリングに対する割出側ギアーカップリングの回転角度を検出する回転角度検出手段とを有し、この回転角度検出手段からの出力を基に固定側ギアーカップリングに対して割出側ギアーカップリングを噛合させて、前記アタッチメントを前記ラムまたは主軸頭に対して割り出し固定するアタッチメントの割出装置において、前記回転角度検出手段を、前記固定側ギアーカップリングの少なくとも一歯の谷部または山部に埋設され前記割出側ギアーカップリングの一歯の谷部または山部を非接触で検知する非接触センサとした構成である。
【００１０】
【作用】
アタッチメントの割り出しに当たっては、ラムまたは主軸頭に対してアタッチメントを回転させる。すると、固定側ギアーカップリングの一歯の谷部または山部に埋設された非接触センサは、割出側ギアーカップリングの一歯の谷部または山部の通過を非接触で検知するから、その検知信号を利用して、固定側ギアーカップリングに対して割出側ギアーカップリングを平面内で所定の角度に正確に割り出すことができる。従って、ラムまたは主軸頭に対してアタッチメントを平面内で所定の角度に正確に割り出すことができる。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。なお、以下の説明に当たって、上述した図４と同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
図１は本実施例のアタッチメントの割出装置を図４のカービックカップリング１９に適用した装置の一部を示している。同図において、本実施例のカービックカップリング１９は、主軸頭２に固定された固定側ギアーカップリング１９Ａと、この固定側ギアーカップリング１９Ａに噛合可能かつアタッチメント６に固定された割出側ギアーカップリング１９Ｂとから構成されている。これらのギアーカップリング１９Ａ，１９Ｂは、リング状の一端面に複数の歯が等配に形成され、互いに噛合できるようになっている。
【００１２】
固定側ギアーカップリング１９Ａの一歯の谷部または山部、ここでは山部に、前記割出側ギアーカップリング１９Ｂの一歯の谷部または山部を非接触で検知する非接触センサとしてのマグネセンサ２１が埋設されている。マグネセンサ２１は、磁気抵抗素子と永久磁石とによって形成され、計測しようとする物体が通過すると磁束の変化が生じ変換器に交流電圧が発生する構造である。ここでは、割出側ギアーカップリング１９Ｂに対向配置されているから、割出側ギアーカップリング１９Ｂの一歯が通過する度に磁束の変化が生じ変換器に交流電圧が発生するようになっている。例えば、図２（Ａ）または（Ｂ）に示す波形の信号が発生するようになっている。
【００１３】
図３は前記主軸駆動モータ５を制御する制御回路を示している。同図において、３１は前記主軸駆動モータ５の回転角度をベベルギアー３２Ａ，３２Ｂを介して検出するエンコーダ、３３はモータ駆動回路、３４はシーケンスコントローラ、３５はＮＣ装置である。モータ駆動回路３３には、前記シーケンスコントローラ３４に記憶された主軸割出位置データと前記エンコーダ３１で検出された主軸駆動モータ５の回転角度データとを比較し、両者が一致したとき仮割出完了信号を出力する比較回路３６が設けられている。
【００１４】
前記シーケンスコントローラ３４には、前記マグネセンサ２１からの出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器４１と、前記マグネセンサ２１からの出力信号のピーク値データをパルス数として外部から設定記憶可能なピーク値データメモリ４２と、このピーク値データメモリ４２のピーク値データと前記Ａ／Ｄ変換器４１からの出力とを比較し、その両者が不一致のとき両者の誤差量を出力するとともに、両者が一致したとき割出完了信号を出力する比較回路４３と、前記主軸割出位置データを記憶する指令値メモリ４４と、前記ＮＣ装置３５からの指令に基づき前記モータ駆動回路３３に対して主軸運転指令および主軸定位置停止指令を出力するとともに、前記指令値メモリ４４に主軸割出位置データを転送する指令回路４５と、前記比較回路４３からの誤差量を１パルスずつかつ所定時間おいて前記指令値メモリ４４の主軸割出位置データを対して補正する補正回路４６とがそれぞれ設けられている。
【００１５】
次に、本実施例の作用について説明する。
アタッチメント６の割り出しに当たっては、ＮＣ装置３５からの指令に基づき、指令回路４５から主軸割出位置データが指令値メモリ４４に転送される。また、アタッチメント６がアンクランプされる。すると、アタッチメント本体１１が下降されるので、カービックカップリング１９の噛合が外れ、かつ、一対の回転伝達ギア−１８Ａ，１８Ｂが互いに噛合した状態になる。ここで、指令回路４５から主軸定位置停止指令がモータ駆動回路３３に指令されると、そのモータ駆動回路３３によって主軸駆動モータ５が低速回転される。主軸駆動モータ５が回転すると、変速器４およびギア列３を介して主軸１が回転される。すると、主軸１の回転とともに回転伝達部材１３も回転する結果、一対の回転伝達ギア−１８Ａ，１８Ｂを介してアタッチメント本体１１が主軸頭２に対して回転される。主軸駆動モータ５の回転中、その主軸駆動モータ５の回転角度がエンコーダ３１によって検出されるとともに、割出側ギアーカッププリング１９Ｂの歯の通過がマグネセンサ２１によって検知される。
【００１６】
この間、比較回路３６において、エンコーダ３１によって検出された主軸駆動モータ５の回転角度データと指令値メモリ４４の主軸割出位置データとが比較され、両者が一致したとき仮割出完了信号が出力される。この仮割出完了信号によって、指令回路４５から指令値メモリ４４への主軸割出位置データの転送が停止されるとともに、比較回路４３がスタートされる。比較回路４３では、仮割出完了信号が与えられたことを条件として、Ａ／Ｄ変換器４１を通じて与えられるマグネセンサ２１からの検知信号とピーク値データメモリ４２に記憶されたピーク値データとを比較する。検知信号とピーク値データとが一致しない時点では、その誤差量が補正回路４６を通じて指令値メモリ４４の主軸割出位置データに対して加減算される。やがて、検知信号とピーク値データとが一致すると、比較回路４３から割出完了信号が指令回路４５に与えられる。すると、指令回路４５から完了信号がＮＣ装置３５に与えられ、これに基づきＮＣ装置３５からの指令により主軸駆動モータ５の回転が停止される。
【００１７】
こののち、アタッチメント６がクランプされる。すると、アタッチメント本体１１が上昇するので、カービックカップリング１９が噛合され主軸頭２に対してアタッチメント６が固定されるとともに、一対の回転伝達ギア−１８Ａ，１８Ｂの噛合が外れ主軸１の回転が中間軸１４のみに伝達される。つまり、アタッチメント主軸１６のみが回転されるから、この状態において工具１７による加工が行われる。
【００１８】
従って、本実施例によれば、主軸頭２に固定された固定側ギアーカップリング１９Ａの一歯の谷部または山部にマグネセンサ２１を埋設し、このマグネセンサ２１によってアタッチメント６に固定された割出側ギアーカップリング１９Ｂの一歯の谷部または山部の通過を直接検知するようにしたので、従来のようにギアー列の誤差が角度検出誤差となることがなく、両者の角度位相を正確に検知することができる。
【００１９】
そのため、ギアーカップリング１９Ａ，１９Ｂの歯の山部同士が噛み合うこともなくなるから、円滑な噛み合いを保障することができる。しかも、固定側ギアーカップリング１９Ａの一歯の谷部または山部にマグネセンサ２１を埋設するだけでよいから、構造的にも簡単にできる上、従来のエンコーダを不要にできるから、回路構成も簡略化できる利点がある。
【００２０】
なお、上記実施例では、固定側ギアーカップリング１９Ａの一歯の谷部または山部に１つのマグネセンサ２１を埋設したが、このマグネセンサ２１とは反対側において、固定側ギアーカップリング１９Ａの一歯の谷部または山部に他のもう１つのマグネセンサを埋設し、両マグネセンサ２１からの出力信号を基に割出側ギアーカップリング１９Ｂの位置を割り出すようにしてもよい。更に、マグネセンサに限らず、例えば、発光器および受光器を固定側ギアーカップリング１９Ａに設け、発光器からの光を割出側ギアーカップリング１９Ｂに照射し、この反射光を受光器で受光して歯の通過を検知するようにしてもよい。
【００２１】
また、上記実施例では、主軸駆動モータ５の回転角度をエンコーダ３１によって検出し、この出力と主軸割出位置データとを比較して主軸１を粗く割り出すようにしたが、マグネセンサ２１からの出力をカウントし、そのカウント数と主軸割出位置データとを比較して主軸１を所定角度に割り出すようにしてもよい。
【００２２】
【発明の効果】
以上の通り、本発明のアタッチメントの割出装置によれば、固定側ギアーカップリングに埋設された非接触センサにより割出側ギアーカップリングの歯を直接検知するので、角度位置決め誤差をなくすことができ、アタッチメントを高精度に割り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の要部を示す部分断面図である。
【図２】同上実施例におけるマグネセンサから得られる信号波形を示す図である。
【図３】同上実施例における制御回路を示すブロック図である。
【図４】従来の割出装置を示す断面図である。
【符号の説明】
２  主軸頭
６  アタッチメント
１１  アタッチメント本体
１９  カービックカップリング
１９Ａ  固定側ギアーカップリング
１９Ｂ  割出側ギアーカップリング
２１  マグネセンサ
【図１】
0003550405.tif 000002
【図２】
0003550405.tif 000003
【図３】
0003550405.tif 000004
【図４】
0003550405.tif 000005