(57)【要約】【課題】回転軸に直交する方向への作業ユニットの移動を低減して作業効率を向上できる工作機械を提供する。【解決手段】マシニングセンタ１は、主軸４６と、主軸４６の回転によって発電する発電部６０と、発電部６０に接続された複数のケーブル７０と、複数のケーブル７０を介して分配される発電部６０の発電した電力によって回転駆動され、回転軸８２に工具１００が装着される複数の電動部８０と、複数の電動部８０の回転軸８２が互いに平行になるように複数の電動部８０を保持する保持部材９３とを備える。【選択図】図２
2006326777.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸と、
前記主軸の回転によって発電する発電部と、
前記発電部に接続された複数のケーブルと、
前記複数のケーブルを介して分配される前記発電部の発電した電力によって回転駆動され、回転軸に作業ユニットが装着される複数の電動部と、
前記複数の電動部の前記回転軸が互いに平行になるように前記複数の電動部を保持する保持部材と、
を備えた産業機械。
【請求項２】
前記作業ユニットの作業対象を保持する作業対象保持部と、
前記保持部材と前記作業対象保持部とを相対移動させる移動機構と、
を更に備えた請求項１記載の産業機械。
【請求項３】
前記保持部材には、複数の取付孔が互いに同一の方向に貫通し、
前記複数の電動部は、前記複数の取付孔に対して前記回転軸の軸方向に挿通されて保持されている
請求項１又は２に記載の産業機械。
【請求項４】
前記保持部材は、前記取付孔の貫通方向の厚さが前記電動部の前記軸方向の長さよりも小さい
請求項３に記載の産業機械。
【請求項５】
前記保持部材には、複数のねじ孔が、前記複数の取付孔の貫通方向に直交する方向に延びて前記保持部材の一側面から前記複数の取付孔へ貫通し、
前記複数の電動部は、前記複数のねじ孔に挿入された複数のボルトにより前記取付孔の内周面に押し付けられて固定されている
請求項３又は４に記載の産業機械。
【請求項６】
前記複数のケーブルは外部に露出して可撓性を有している
請求項１〜５のいずれか１項に記載の産業機械。
【請求項７】
前記電動部は、前記主軸の回転速度に対して増速された回転速度で前記回転軸を回転させる
請求項１〜６のいずれか１項に記載の産業機械。
【請求項８】
前記発電部から前記複数の電動部へ供給される電力をそれぞれ独立に制御する制御手段を更に備えた
請求項１〜７のいずれか１項に記載の産業機械。
【請求項９】
入力軸が回転されることにより発電する発電部と、
前記発電部に接続された複数のケーブルと、
前記複数のケーブルを介して分配される前記発電部の発電した電力によって回転駆動され、回転軸に作業ユニットが装着される複数の電動部と、
前記複数の電動部の前記回転軸が互いに平行になるように前記複数の電動部を保持する保持部材と、
を備えた伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
産業機械及び伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
主軸の回転により発電する発電機と、当該発電機の発電した電力により回転駆動される電動機とを備え、電動機の回転軸の回転によりワークを加工する加工具を回転させる工作機械が知られている（たとえば特許文献１）。特許文献１では、主軸の軸心とは異なる向きに複数の回転軸が設けられた工作機械が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−１１７７５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
たとえば、半導体等の種々のワークの加工において、同一径の孔部を同一面に複数形成する等、複数個所に対して同様の加工が行われる場合がある。一方、一般に工作機械には主軸は一つしか設けられていない。従って、従来の工作機械では、ワークと工具等の作業ユニットとを主軸に直交する方向へ相対移動させつつ繰り返し同様の動作を行うことにより、複数個所に対して同様の加工を行っている。
【０００４】
本発明の目的は、回転軸に直交する方向への作業ユニットの移動を低減して作業効率を向上可能な産業機械及び伝達装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の産業機械は、主軸と、前記主軸の回転によって発電する発電部と、前記発電部に接続された複数のケーブルと、前記複数のケーブルを介して分配される前記発電部の発電した電力によって回転駆動され、回転軸に作業ユニットが装着される複数の電動部と、前記複数の電動部の前記回転軸が互いに平行になるように前記複数の電動部を保持する保持部材と、を備える。
【０００６】
好適には、前記作業ユニットの作業対象を保持する作業対象保持部と、前記保持部材と前記作業対象保持部とを相対移動させる移動機構と、を更に備える。
【０００７】
好適には、前記保持部材には、複数の取付孔が互いに同一の方向に貫通し、前記複数の電動部は、前記複数の取付孔に対して前記回転軸の軸方向に挿通されて保持されている。
【０００８】
好適には、前記保持部材は、前記取付孔の貫通方向の厚さが前記電動部の前記軸方向の長さよりも小さい。
【０００９】
好適には、前記保持部材には、複数のねじ孔が、前記複数の取付孔の貫通方向に直交する方向に延びて前記保持部材の一側面から前記複数の取付孔へ貫通し、前記複数の電動部は、前記複数のねじ孔に挿入された複数のボルト、その他の固定具等により前記取付孔の内周面に押し付けられて固定されている。
【００１０】
好適には、前記複数のケーブルは外部に露出して可撓性を有している。
【００１１】
好適には、前記電動部は、前記主軸の回転速度に対して増速された回転速度で前記回転軸を回転させる。
【００１２】
好適には、前記発電部から前記複数の電動部へ供給される電力をそれぞれ独立に制御する制御手段を更に備える。
【００１３】
本発明の伝達装置は、入力軸が回転されることにより発電する発電部と、前記発電部に接続された複数のケーブルと、前記複数のケーブルを介して分配される前記発電部の発電した電力によって回転駆動され、回転軸に作業ユニットが装着される複数の電動部と、前記複数の電動部の前記回転軸が互いに平行になるように前記複数の電動部を保持する保持部材と、を備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、回転軸に直交する方向への作業ユニットの移動を低減して作業効率を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
第１の実施形態
図１は、本発明を適用したマシニングセンタ１の構成を示す概略図である。マシニングセンタ１はいわゆる複合加工の可能な数値制御工作機械として構成され、工作機械本体２と、数値制御装置（ＮＣ装置）２５０と、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）１５０とを備えている。
【００１６】
工作機械本体２は、門型のコラム３８の各軸によって両端部を移動可能に支持されたクロスレール３７を備えており、このクロスレール３７上を移動可能に支持されたサドル４４を介してラム４５が鉛直方向（Ｚ軸方向）に移動可能に設けられている。
【００１７】
サドル４４には、水平方向にクロスレール３７内を通じて図示しないねじ部が形成されており、これに外周にねじ部が形成された送り軸４１が螺合している。送り軸４１の一端部には、サーボモータ１９が接続されており、送り軸４１はサーボモータ１９によって回転駆動される。送り軸４１の回転駆動によって、サドル４４はＹ軸方向に移動可能となり、これによってラム４５のＹ軸方向の移動および位置決めが行われる。
【００１８】
さらに、サドル４４には、鉛直方向に図示しないねじ部が形成されており、これに外周にねじ部が形成された送り軸４２がねじ込まれている。送り軸４２の端部には、サーボモータ２０が接続されている。サーボモータ２０によって送り軸４２が回転駆動され、これによりサドル４４に移動可能に設けられたラム４５のＺ軸方向の移動および位置決めが行われる。
【００１９】
ラム４５内には、主軸モータ３１が内蔵され、この主軸モータ３１はラム４５に回転自在に保持された主軸４６を回転駆動する。ラム４５及び主軸４６には、主軸の回転をエンドミル等の工具１００に伝達する伝達装置５０が取り付けられている。なお、マシニングセンタ１は、伝達装置５０を取り外して、主軸４６の先端に工具１００を取り付けることも可能である。
【００２０】
ラム４５の下方には、加工すべきワークが固定されるテーブル３５がＸ軸方向に移動可能に設けられている。テーブル３５には、図示しないねじ部が形成されており、これにＸ軸方向に沿って設けられた図示しない送り軸が螺合しており、この図示しない送り軸にサーボモータ１８が接続されている。テーブル３５は、サーボモータ１８の回転駆動によってＸ軸方向の移動および位置決めが行われる。
【００２１】
また、２本の門型コラム３８には、図示しないねじ部がそれぞれ形成されており、これに螺合する送り軸３２ａをクロスレール昇降用サーボモータ３２によって回転駆動することによりクロスレール３７は昇降する。なお、各コラムや送り軸は作業ユニットとテーブルとを相対的に移動させる移動機構の一例である。
【００２２】
ＮＣ装置２５０は、上記のサーボモータ１８，１９，２０およびクロスレール昇降用サーボモータ３２の駆動制御を行う。ＮＣ装置２５０は、具体的には、予め加工プログラムで規定されたワークの加工手順に従って、サーボモータ１８，１９，２０による工具１００とワークとの間の位置および速度制御を行う。また、ＮＣ装置２５０は、加工プログラムにおいて、たとえば、Ｓコードで規定された主軸モータ３１の回転数（単位時間当りの回転数）を解読することにより主軸４６の回転数の制御を行う。
【００２３】
ＰＬＣ１５０は、ＮＣ装置２５０および操作パネル２００と接続されている。このＰＬＣ１５０は、予め決められたシーケンスプログラムに従って、マシニングセンタ１の起動、停止を行ったり、操作パネル２００の表示部を点灯、消灯する信号を出力する等の各種シーケンス制御を行う。
【００２４】
また、ＰＬＣ１５０は、主軸モータ３１を駆動制御する主軸モータドライバ１５７と接続されている。ＰＬＣ１５０は、主軸モータ３１の起動、停止および速度制御を行うための制御指令を主軸モータドライバ１５７に出力する。なお、ＰＬＣ１５０は各種シーケンス制御を行う。
【００２５】
図２は伝達装置５０の斜視図である。伝達装置５０は、主軸４６の回転によって発電する発電部６０と、発電部６０に接続された複数のケーブル７０と、複数のケーブル７０を介して発電部６０から供給される電力によって回転駆動される複数の電動部８０と、発電部６０及び電動部８０を保持する保持部９０とを備えている。保持部９０は、保持部材９１、９２、９３を備えている。
【００２６】
ケーブル７０は、たとえば銅等の導線と、ゴムや可撓性を有する樹脂により形成された被覆部材とを備えている。ケーブル７０は、一の電動部８０に対して高電位側のケーブルと低電位側のケーブルとの２本が接続されている。ケーブル７０は、発電部６０に設けられた不図示の出力端子に接続されており、複数の電動部８０は、発電部６０に対して並列に又は直列に接続されている。従って、発電部６０からの電力はケーブル７０を介して各電動部８０へ分配される。
【００２７】
保持部材９１は、たとえば、ラム４５の先端側（紙面下方側）の面と略同程度の広さを有する金属性の板状部材により構成され、中央には主軸４６が挿通される開口部９１ａが開口している。保持部材９１は、ラム４５の下端側に主軸４６に対して直交するように配置され、たとえばボルト等の締結手段によりラム４５に対して固定されている。保持部材９１のラム４５とは反対側には電動部８０が保持されており、電動部８０は開口部９１ａに挿通された主軸４６と連結されている。電動部８０と保持部材９１とはたとえばボルト等の締結手段により固定されている。
【００２８】
保持部材９２は、たとえば金属性の板状部材により構成され、主軸４６に対して平行になるように配置されている。保持部材９２は、たとえば、ラム４５側（紙面上方側）の端部に挿通された不図示のボルトが保持部材９１の側面に対して螺合されることにより、保持部材９１に対して固定されている。保持部材９２の大きさ、厚さは適宜に設定してよい。図２では、保持部材９２の幅（紙面左右方向）をラム４５の幅よりも若干狭く設定した場合を例示している。
【００２９】
保持部材９３は、たとえば金属製の直方体状の部材により構成され、互いに対向する面９３ａ、９３ｂが主軸４６に対して直交し、その周囲の側面９３ｃ、９３ｄ等が主軸４６に対して平行になるように配置されている。保持部材９３は、たとえば、保持部材９２の先端側（紙面下方側）の端部に挿通された不図示のボルトが保持部材９３の側面９３ｄに対して螺合されることにより保持部材９２に対して固定されている。
【００３０】
保持部材９３には、電動部８０が挿通される複数の取付孔９３ｆが互いに同一の方向に貫通している。具体的には、取付孔９３ｆは、面９３ａから面９３ｂへこれらの面に直交するように、すなわち、主軸４６に平行になるように貫通している。なお、保持部材９３の大きさ、取付孔９３ｆの数や配置パターンは適宜に設定してよい。なお、図２ではラム４５よりも幅（紙面左右方向）が小さい保持部材に３つの取付孔９３ｆが一列に開口する場合を例示している。電動部８０は、たとえば全体として略円柱状に構成されており、取付孔９３ｆは電動部８０の外径と略同程度あるいは若干大きい内径の円形孔に形成されている。
【００３１】
保持部材９３は、取付孔９３ｆの貫通方向（紙面上下方向）の厚さが、電動部８０の軸方向の長さよりも小さく形成されており、電動部８０は、両端部が保持部材９３から突出した状態で保持されている。なお、保持部材９３の厚さは適宜に設定してよいが、たとえば電動部８０の長さの０．３〜０．８倍の大きさである。
【００３２】
図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図である。発電部６０は、主軸４６に装着される装着部６１と、装着部６１の回転により発電する発電機６２と、装着部６１及び発電機６２を保持する保持部材６３とを備えている。
【００３３】
装着部６１は、主軸４６の先端部に形成されたテーパスリーブ４６ａに装着されるテーパシャンク部６１ａと、このテーパシャンク部６１ａの先端部に形成されたプルスタッド６１ｂと、保持部材６３に回転自在に保持される軸部６１ｃとを備えている。
【００３４】
テーパシャンク部６１ａは、主軸４６のテーパスリーブ４６ａに装着されることによって、中心軸が主軸４６の中心軸と同心になる。プルスタッド６１ｂは、装着部６１が主軸４６のテーパスリーブ４６ａに装着されると、主軸４６に内蔵された図示しないクランプ機構のコレットによってクランプされる。軸部６１ｃは、たとえば不図示のボールベアリングを介して保持部材６３に対して回転自在に保持されている。
【００３５】
発電機６２は、たとえば単体の同期発電機により構成され、入力軸６２ａと、本体６２ｂとを備えている。入力軸６２ａは、たとえば装着部６１の軸部６１ｃの軸心に設けられた穴部に圧入されることにより装着部６１と連結され、装着部６１を介した主軸４６の回転を本体６２ｂに入力する。本体６２ｂは、電機子、界磁、これらを収納するカバー部材等を備えて構成されており、入力軸６２ａに対して固定された電機子又は界磁が回転することにより発電する。なお、ケーブル７０は、電機子又は界磁により構成される固定子に接続されている。
【００３６】
保持部材６３は、たとえば、装着部６１の軸部６１ｃの一部及び発電機６２を収納可能な円筒状の筐体により構成されている。発電機６２は、たとえば、保持部材６３内に嵌合挿入されるとともに不図示の位置決め部材により位置決めされて固定されている。保持部材６３は、たとえばボルトが挿通されて保持部材９１に螺合されることにより、保持部材９１に対して固定されている。
【００３７】
電動部８０は、電動機８１と、電動機８１によって回転駆動される回転軸８２と、電動機８１及び回転軸８２を保持する保持部材８３とを備えている。
【００３８】
電動機８１は、たとえば単体の誘導電動機により構成され、本体８１ａと、出力軸８１ｂとを備えている。本体８１ａは、電機子、界磁、これらを収納するカバー部材等を備えて構成されている。電機子及び界磁の一方により構成される固定子にはケーブル７０が接続されており、ケーブル７０を介して供給される電力によって電機子又は界磁の他方により構成される回転子を回転させる。出力軸８１ｂは、一端（紙面上方側）が回転子に対して固定されるとともに、他端はカップリング８５を介して回転軸８２と連結されている。
【００３９】
回転軸８２は、不図示のボールベアリング等を介して保持部材８３に対して回転自在に保持されている。回転軸８２の先端側（紙面下方側）には工具１００が取り付けられる工具装着部が形成されている。
【００４０】
保持部材８３は、たとえば金属により構成され、略円筒状に形成されている。電動機８１は、たとえば、保持部材８３に対して嵌合挿入されるとともに不図示の位置決め部材により位置決めされることにより保持部材８３に対して固定されている。
【００４１】
保持部材９３の取付孔９３ｆの内径は、保持部材８３の外径よりも若干大きく設定されている。保持部材９３には、ねじ孔９３ｈが、取付孔９３ｆの貫通方向に直交する方向に延びて保持部材９３の側面９３ｃから取付孔９３ｆへ貫通している。ねじ孔９３ｈは、各取付孔９３ｆに対して複数（たとえば２個）設けられている。ねじ孔９３ｈにはボルト９４が挿通され、取付孔９３ｆへ向けてねじ込まれており、ボルト９４は保持部材８３の側面を取付孔９３ｆの内周面へ押し付けている。これにより、電動部８０は保持部材９３に対して固定されている。なお、電動部８０の保持部材８３外周に、ボルト９４と嵌合する凹部等の係合部を設け、電動機８１の回転方向又は軸方向の位置をボルト９４によって位置決めしてもよい。
【００４２】
図４は、発電機６２及び電動機８１の電気系の構成を示すブロック図であり、この図に示すように、発電機６２の発電した電力はケーブル７０を介して直接的に複数の電動機８１に分配される。
【００４３】
以上の構成を有するマシニングセンタ１の動作について説明する。なお、以下では、三相同期発電機及び三相誘導電動機により発電機６２及び電動機８１を構成した場合を例示して説明する。
【００４４】
主軸４６を回転速度（回転数）Ｎ０で回転させると、装着部６１が回転し、主軸４６の回転力が発電機６２に伝達される。これにより、発電機６２は、三相交流電力を発電する。発電機６２の発生する交流電力の周波数ｆは、発電機６２の極数をＰ１とし、主軸４６の回転速度をＮ０〔ｒｐｍ〕とすると、次式（１）によって表される。
〔数１〕
ｆ＝Ｐ１×Ｎ０／１２０〔Ｈｚ〕      …（１）
【００４５】
したがって、主軸４６を回転速度Ｎ０で回転すると、上記（１）式で表される周波数ｆの交流電力が電動機８１に供給される。ここで、電動機８１の極数がＰ２とすると、電動機８１は交流の１サイクルで２／Ｐ２回転することから、電動部８０の回転速度Ｎ１は、次式（２）で表される。
〔数２〕
Ｎ１＝１２０×ｆ／Ｐ２〔ｒｐｍ〕    …（２）
【００４６】
したがって、主軸４６の回転速度Ｎ０に対する工具の回転速度Ｎ１は次式（３）によって表される。
〔数３〕
Ｎ１＝Ｎ０×Ｐ１／Ｐ２〔ｒｐｍ〕    …（３）
【００４７】
（３）式からわかるように、主軸４６の回転速度Ｎ０は、上記（３）式で表される回転速度Ｎ１に変速される。また、発電機６２の極数Ｐ１と電動機８１の極数Ｐ２との比を適宜設定することにより、主軸４６の回転速度Ｎ０に対する工具の回転速度Ｎ１の変速比を任意に設定できることが分かる。
【００４８】
すなわち、主軸４６の回転速度Ｎ０を増速したい場合には、極数比Ｐ１／Ｐ２を１より大きくし、減速したい場合には、極数比Ｐ１／Ｐ２を１より小さくなるように、発電機６２の極数Ｐ１および電動機８１の極数Ｐ２を予め選択すればよい。
【００４９】
たとえば、ワークにアルミニウム合金材を用いてこれを高速加工したい場合には、マシニングセンタ１の主軸４６の回転速度３０００ｒｐｍを３００００ｒｐｍに増速させるように、極数比Ｐ１／Ｐ２が１０となる同期発電機及び誘導電動機により発電機６２及び電動機８１を構成する。
【００５０】
以上の第１の実施形態によれば、保持部９０の保持部材９３により回転軸８２が互いに平行になるように電動部８０が保持されることから、回転軸８２に直交する方向の複数個所において複数の工具１００により加工作業を行うことができる。従って、回転軸８２に直交する方向への工具１００の移動を低減して作業効率を向上可能である。
【００５１】
具体的には、マシニングセンタ１は、テーブル３５と、主軸４６とを送り軸等により相対的に移動させ、テーブル３５上のワークに対して加工を行うものであるが、送り軸等の負担を低減可能である。
【００５２】
同一方向に延びる複数の取付孔９３ｆを保持部材９３に貫通させ、取付孔９３ｆに電動部８０を挿通することにより電動部８０を取り付けていることから、回転軸８２が互いに平行になるような電動部８０の保持が簡素な構成で実現される。工具１００の数や配置は加工内容等の事情に応じて適宜に設定する必要があるが、取付孔９３ｆの数や配置を適宜に設定するだけで個々の事情に応じた保持部材の製造ができる。予め比較的多くの取付孔９３ｆを設けておき、作業内容に応じて電動部８０を取り付ける取付孔９３ｆを選択することもできる。電動部８０の取り付け作業も容易化される。たとえば、ケーブル７０や工具１００を電動部８０に予め装着した状態で保持部材９３に挿通して取り付けることができる。
【００５３】
保持部材９３は、取付孔９３ｆの貫通方向の厚さが電動部８０の軸方向の長さよりも小さい。従って、たとえば、電動部８０の両端部を把持して保持部材９３へ取り付けることができるなど、保持部材９３への取り付け作業が容易化される。また、ケーブル７０や工具１００の取り付け位置を取付孔９３ｆ外へ保ったまま、保持部材９３に対して電動部８０の軸方向の位置を適宜に設定できる。
【００５４】
ねじ孔９３ｈにボルト９４を挿入し、ボルト９４により電動部８０を取付孔９３ｆの内周面に押し付けて固定していることから、ボルト９４の螺合位置により電動部８０の回転軸８２の軸心位置を微調整することができる。
【００５５】
ケーブル７０は筐体等に収納されておらず、すなわち、外部に露出して可撓性を有していることから、たとえば、電動部８０の保持部材９３への取り付け作業において、電動部８０と発電部６０との相対位置等に応じて適宜な位置に引き回し可能であり、また、取り付け作業も容易である。さらに、実施形態では、発電部６０と電動部８０とは保持部９０を介して互いに固定されているが、電動部８０を発電部６０に対して移動可能にすることもできる。
【００５６】
電動部８０は、主軸４６の回転速度に対して増速又は減速された回転速度で回転軸８２を回転させることから、マシニングセンタ１の仕様上の回転速度の範囲外で作業を行うことができる。
【００５７】
第２の実施形態
図５は、本発明の第２の実施形態のマシニングセンタの電気系の構成を示す図である。なお、第２の実施形態に係るマシニングセンタの機械的構造については、第１の実施形態（図１〜図３）と同様である。
【００５８】
第２の実施形態のマシニングセンタは、交流発電機からなる発電機６２および電動機８１を備えるとともに、整流回路３０２と、電力逆変換回路３０３と、制御回路部３０４とを備えている。
【００５９】
整流回路３０２及び制御回路部３０４は、たとえば発電部６０の保持部材６３に保持され、電力逆変換回路３０３は、たとえば電動部８０の保持部材８３に保持されている。なお、これら整流回路３０２、電力逆変換回路３０３および制御回路部３０４のうちいずれかまたはすべてを発電部６０又は電動部８０の保持部材とは別の筐体に収納してもよい。
【００６０】
整流回路３０２は、発電機６２で発電された交流電流を直流電流に整流して電力逆変換回路３０３に供給する。また、整流回路３０２は、整流した直流電流の一部を制御回路部３０４の電源として供給する。
【００６１】
電力逆変換回路３０３は、整流回路３０２から供給された直流電流を電動機８１を駆動するのに必要な交流電流に変換するインバータであり、たとえば、ＰＷＭインバータで構成される。
【００６２】
制御回路部３０４は、たとえば、マイクロプロセッサ３０５と、ＲＯＭ３０６と、ＲＡＭ３０７と、カウンタ回路３０８と、Ａ／Ｄ変換回路３１０と、Ｄ／Ａ変換回路３０９とを備えている。
【００６３】
ＲＯＭ３０６は、電動機８１の駆動制御、たとえば、ベクトル制御による電動機８１の可変速制御をするための制御用プログラムを記憶保持している。ＲＡＭ３０７は、マイクロプロセッサ３０５の演算に必要なデータ等を記憶保持する。
【００６４】
マイクロプロセッサ３０５は、ＲＯＭ３０６に記憶された制御用プログラムを実行し、各種演算を行ってＤ／Ａ変換回路３０９を介して電力逆変換回路３０３に制御信号３０４ｓを出力する。この制御信号３０４ｓは、たとえば、ＰＷＭ制御信号である。Ａ／Ｄ変換回路３１０は、電流検出器３１２で検出された電力逆変換回路３０３から電動機８１に供給される電流値をディジタル信号に変化してマイクロプロセッサ３０５に出力する。
【００６５】
電動機８１には、回転位置検出器３１１が設けられており。この回転位置検出器３１１には、たとえば、光学式ロータリエンコーダやレゾルバが使用される。カウンタ回路３０８は、回転位置検出器３１１の検出した電動機８１の回転量に応じたパルス信号をカウントしてマイクロプロセッサ３０５に出力する。
【００６６】
制御回路部３０４は、発電機６２が主軸４６の回転によって発電することにより電源が供給され動作可能となる。制御回路部３０４には、電動機８１の回転量および駆動電流が入力されるため、制御回路部３０４のＲＯＭ３０６に予め所要の制御プログラムを用意しておくことにより、電動機８１の各種の駆動制御が可能となる。
【００６７】
たとえば、予め速度指令パターンをＲＯＭ３０６に設定しておき、この速度指令パターンにしたがって速度制御することにより可変制御が可能である。また、複数の電動機８１をそれぞれ互いに異なる回転速度や制御パターンで、すなわち、互いに独立に制御することが可能である。従って、たとえばワークの複数個所において互いに異なる作業を同時に行うことができる。
【００６８】
なお、発電機６２の出力軸の回転を検出する検出器を設け、発電機６２の回転と電動機８１の回転とが所定の変速比になるように制御してもよいし、発電部６０等に制御回路部３０４に対して制御パターン等を入力するための入力手段を設けてもよい。
【００６９】
本発明は以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施してよい。
【００７０】
産業機械は、産業上利用可能な機械であればよく、工作機械や門型のマシニングセンタに限定されない。例えば、加工機、横型のマシニングセンタ、立型のマシニングセンタ、ロボット、パラレルリンク機構により作業ユニットを駆動する加工機でもよい。なお、加工機は、対象物の加工に係わる作業を行う機械であり、工作機械を含む概念である。また、ロボットは、エンドエフェクタを回転させる産業用ロボットを含み、例えば、ボルトを回転させる産業用ロボットを含む。
【００７１】
本発明の伝達装置は、工作機械に設けられるものに限定されない。換言すれば、伝達装置に取り付けられる作業ユニットは、伝達装置から伝達される回転により駆動されるものであればよく、工具に限定されない。たとえば、伝達装置に別の伝達機構を設けてもよいし、計測装置を設けてもよい。また、伝達装置は、入力された回転を増速又は減速してもよいし、しなくてもよい。
【００７２】
電動部及び発電部は互いに固定されていなくてもよい。従って、実施形態では単一の保持部９０に発電部６０及び電動部８０が保持される場合を例示したが、それぞれ別個の保持部材に保持されてよいし、電動部と発電部とが相対移動可能であってもよい。
【００７３】
伝達装置の工作機械への取り付けは、発電部の入力軸（回転子）が主軸に対して連結されるとともに、発電機の固定子や電動機の固定子の回転が規制されればよい。従って、たとえば、実施形態では保持部材９１をラム４５に対して締結手段により固定する場合を例示したが、装着部６１と主軸４６との固定のみにより伝達装置を工作機械に保持させ、ラム４５等の非回転部に係合する回転規制部材を保持部９０に設けるようにしてもよい。また、装着部６１に自動工具交換装置（ＡＴＣ）により把持される把持部を設け、通常の工具と同様に自動交換により伝達装置を工作機械に取り付けてもよい。
【００７４】
電動部の回転軸の軸方向は、複数の回転軸が互いに平行であればよく、主軸に平行な方向に限定されない。たとえば、回転軸を主軸に対して直交又は傾斜させてもよいし、電動部は主軸に対して移動可能でもよい。
【００７５】
実施形態では、電動機の出力軸に回転軸を連結させて、回転軸に作業ユニットを装着した場合を例示したが、電動機の出力軸に直接に作業ユニットを装着してもよい。なお、この場合、電動機の出力軸が電動部の回転軸として機能する。また、発電機の入力軸に装着部を連結させ、装着部と主軸とを連結した場合を例示したが、発電機の入力軸を直接に主軸に連結してもよい。
【００７６】
発電機、電動機は、同期発電機、誘導電動機に限定されず、直流発電機、直流電動機でもよい。なお、同期発電機と直流電動機とを組み合わせる場合には整流回路が必要であり、直流発電機と誘導電動機とを組み合わせる場合には電力逆変換回路が必要である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の第１の実施形態のマシニングセンタの構成を示す概略図。
【図２】図１のマシニングセンタの伝達装置を示す概観斜視図。
【図３】図２の伝達装置の断面図。
【図４】図１のマシニングセンタの電気系の構成を示すブロック図。
【図５】本発明の第２の実施形態のマシニングセンタの電気系の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【００７８】
１…マシニングセンタ（工作機械）、４６…主軸、６０…発電部、７０…ケーブル、８０…電動部、９３…保持部材、１００…工具（作業ユニット）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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