(57)【要約】【課題】主軸のバランスを補正可能な工作機械を提供する。【解決手段】工具を装着する上下に延びた主軸を備える工作機械において、前記主軸の外側に嵌合した第１環体と、該第１環体の上側にて前記主軸の外側に嵌合した第２環体と、前記第１環体及び第２環体の間に設けてあり、上下動可能且つ前記主軸に対して周方向に相対移動可能な前記主軸のバランスを補正する補正環体と、該補正環体と前記第１環体の間に設けてあり、前記補正環体を前記第２環体側に付勢する付勢部材と、前記補正環体にて径方向に並設してあり、錘を収容する複数の収容孔と、前記第１環体の上部に設けてあり、各収容孔に挿入するピンと、前記第２環体及び補正環体の間にて径方向に進退可能なスライダとを備えることを特徴とする工作機械。【選択図】図５
2018069393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具を装着する上下に延びた主軸を備える工作機械において、
前記主軸の外側に嵌合した第１環体と、
該第１環体の上側にて前記主軸の外側に嵌合した第２環体と、
前記第１環体及び第２環体の間に設けてあり、上下動可能且つ前記主軸に対して周方向に相対移動可能な前記主軸のバランスを補正する補正環体と、
該補正環体と前記第１環体の間に設けてあり、前記補正環体を前記第２環体側に付勢する付勢部材と、
前記補正環体にて直線状に並設してあり、錘を収容する複数の収容孔と、
前記第１環体の上部に設けてあり、各収容孔に挿入するピンと、
前記第２環体及び補正環体の間にて外周側から直線状に進退可能なスライダと
を備えることを特徴とする工作機械。
【請求項２】
前記主軸、補正環体及びスライダの駆動を制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、
前記主軸に対する前記錘の径方向位置を変更する場合、前記付勢部材の付勢力に抗して前記補正環体を下降させて前記ピンを前記収容孔に挿入し、前記スライダを前記補正環体の上側にて径方向内側に進出し、且つ前記主軸を回転すること
を特徴とする請求項１に記載の工作機械。
【請求項３】
前記制御装置は、
前記主軸に対する前記錘の周方向位置を変更する場合、前記錘の径方向位置の変更後、前記補正環体を上昇し且つ前記補正環体を前記第１環体及び第２環体に非連結にし、前記スライダを径方向外側に退出し且つ前記主軸を回転すること
を特徴とする請求項２に記載の工作機械。
【請求項４】
前記複数の収容孔の並設方向に延びた前記錘を案内する案内溝を前記収容孔の上側に設けてあること
を特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の工作機械。
【請求項５】
前記スライダの進退を行うカムと、
前記補正環体に当接して、前記補正環体を下方に押す押下部と
を備え、
前記カム及び押下部は一体に構成してあること
を特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主軸に装着した工具でワークを加工する工作機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械は主軸に工具を装着してワークを加工する。装着した工具の重心位置によっては、主軸の重心位置が主軸の中心から偏倚することがある。
【０００３】
特許文献１は砥石を連結した主軸のバランスを調整するバランサーを開示する。バランサーは、主軸に対する錘の径方向及び周方向の位置を変更し、主軸のバランスを調整する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１−１６９３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記バランサーは砥石を連結した主軸のバランスを調整する為の構成を備えているが、工作機械の主軸のバランスを調整する為の構成を備えていない。
【０００６】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、主軸のバランスを人の手を介することなく補正可能な工作機械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】
本発明に係る工作機械は、工具を装着する上下に延びた主軸を備える工作機械において、前記主軸の外側に嵌合した第１環体と、該第１環体の上側にて前記主軸の外側に嵌合した第２環体と、前記第１環体及び第２環体の間に設けてあり、上下動可能且つ前記主軸に対して周方向に相対移動可能な前記主軸のバランスを補正する補正環体と、該補正環体と前記第１環体の間に設けてあり、前記補正環体を前記第２環体側に付勢する付勢部材と、前記補正環体にて径方向に並設してあり、錘を収容する複数の収容孔と、前記第１環体の上部に設けてあり、各収容孔に挿入するピンと、前記第２環体及び補正環体の間にて外周側から直線状に進退可能なスライダとを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明においては、付勢部材の付勢力に抗して補正環体が下降した場合、ピンを収容孔に挿入する。ピンは、収容孔に収容した錘を押し上げ、錘は補正環体の上側に抜き出る。ピンは補正環体と第１環体を連結する。補正環体の上側において、スライダが径方向内側に進出し且つ前記主軸が回転した場合、補正環体と第１環体は連結しているので、主軸の回転によって、第１環体と共に補正環体も回転し、補正環体上の錘も回転し、錘はスライダに当接し、径方向に移動する。
【０００９】
本発明に係る工作機械は、前記主軸、補正環体及びスライダの駆動を制御する制御装置を備え、前記制御装置は、前記主軸に対する前記錘の径方向位置を変更する場合、前記付勢部材の付勢力に抗して前記補正環体を下降させて前記ピンを前記収容孔に挿入し、前記スライダを前記補正環体の上側にて径方向内側に進出し、且つ前記主軸を回転することを特徴とする。
【００１０】
本発明においては、制御装置は、主軸に対する錘の径方向位置を変更する場合、付勢部材の付勢力に抗して補正環体を下降させてピンを収容孔に挿入する。ピンは補正環体と第１環体を連結する。ピンは、収容孔に収容した錘を押し上げ、錘は補正環体の上側に抜き出る。この時、錘は補正環体に設けられた収容孔から押出され、補正環体に並設された案内溝の上を摺動自由となる。制御装置は、補正環体の上側において、スライダを径方向内側に進出させ且つ前記主軸を回転する。補正環体と第１環体は連結しているので、主軸の回転によって、第１環体と共に補正環体も回転する。補正環体上の錘も回転し、錘はスライダに当接し、径方向に移動する。
【００１１】
本発明に係る工作機械の前記制御装置は、前記主軸に対する前記錘の周方向位置を変更する場合、前記錘の径方向位置の変更後、前記補正環体を上昇し且つ前記補正環体を前記第１環体及び第２環体に非連結にし、前記スライダを径方向外側に退出し且つ前記主軸を回転することを特徴とする。
【００１２】
本発明においては、収容孔は錘を収容している。補正環体は第１環体及び第２環体に連結せず、主軸に対して周方向に移動可能である。主軸が回転し、補正環体の主軸に対する周方向位置を変更する。補正環体は錘を収容しているので、錘の主軸に対する周方向位置を変更する。
【００１３】
本発明に係る工作機械は、前記複数の収容孔の並設方向に延びた前記錘を案内する案内溝を前記収容孔の上側に設けてあることを特徴とする。
【００１４】
本発明においては、錘は案内溝に沿って収容孔の並設方向に円滑に移動する。
【００１５】
本発明に係る工作機械は、前記スライダの進退を行うカムと、前記補正環体に当接して、前記補正環体を下方に押す押下部とを備え、前記カム及び押下部は一体に構成してあることを特徴とする。
【００１６】
本発明においては、カム及び押下部が一体に構成してあるので、補正環体の上下動とスライダの進退が連動する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る工作機械にあっては、付勢部材の付勢力に抗して補正環体が下降した場合、ピンを収容孔に挿入する。ピンは、収容孔に収容した錘を押し上げ、錘は補正環体の上側に抜き出る。ピンは補正環体と第１環体を連結する。補正環体の上側において、スライダが径方向内側に進出し且つ前記主軸が回転した場合、補正環体と第１環体は連結しているので、主軸の回転によって、第１環体と共に補正環体も回転し、補正環体上の錘も回転し、錘はスライダに当接し、径方向に移動する。複数の収容孔のうち、所望の収容孔の上側まで錘が移動した後、主軸を停止し、補正環体の上昇を実行した場合、ピンは下降し、所望の収容孔は錘を収容する。故に工作機械は主軸に対する錘の径方向位置を変更して、主軸のバランスを調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】工作機械を略示する斜視図である。
【図２】制御装置の構成を略示するブロック図である。
【図３】アームを略示する左側面図である。
【図４】アームを略示する斜視図である。
【図５】アームと主軸付近の構成を略示する左側面図である。
【図６】主軸付近の構成を略示する斜視図である。
【図７】主軸付近の構成を略示する背面図である。
【図８】図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線を切断線とした第１環体の略示縦断面図である。
【図９】補正環体の略示平面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線を切断線とした補正環体の略示縦断面図である。
【図１１】図６のＸ−Ｘ線を切断線とした第２環体の略示縦断面図である。
【図１２】アーム、主軸、第１環体、第２環体、補正環体等を略示する部分拡大縦断面図である。
【図１３】スライダ装置を略示する左側面図である。
【図１４】図１３に示すＸＩＶ−ＸＩＶ線を切断線とした略示平面断面図である。
【図１５】主軸回転時における、アーム及び進退カムとスライダ及び補正環体の位置関係を示す左側面部分断面図である。
【図１６】補正環体を周方向に修正している状態における、アーム及び進退カムとスライダ及び補正環体の位置関係を示す左側面部分断面図である。
【図１７】補正環体における錘の位置を修正している際での、アーム及び進退カムとスライダ及び補正環体の位置関係を示す左側面部分断面図である。
【図１８】補正環体を周方向に修正している状態における、ピンと挿入孔の位置関係を示す断面図である。
【図１９】補正環体における錘の位置を修正している際での、ピンと挿入孔の位置関係を示す断面図である。
【図２０】補正環体における錘の位置を修正している際での、錘とスライダの位置関係を示す平面断面図である。
【図２１】ピンが挿入孔よりも下側に位置する場合におけるアーム、主軸、第１環体、第２環体、補正環体等を略示する部分拡大縦断面図である。
【図２２】ピンが挿入孔よりも下側に位置する場合における主軸及び補正環体を略示する平面図である。
【図２３】主軸の重心位置の偏倚に対する補正方法を説明する説明図である。
【図２４】制御装置によるバランス補正処理を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下本発明を実施の形態に係る工作機械を示す図面に基づいて説明する。以下の説明では図において矢印で示す上下、左右及び前後を使用する。図１は工作機械を略示する斜視図である。
【００２０】
工作機械は前後に延びた矩形の基台１を備える。基台１上部の前側にワークを保持するワーク保持部３が設けてある。ワーク保持部３は左右方向を軸方向としたＡ軸及び上下方向を軸方向としたＣ軸回りに回転可能である。
【００２１】
基台１上部の後側に後述するコラム４を支持する為の支持台２が設けてある。支持台２上部に、前後方向に移動するＹ軸方向移動機構１０が設けてある。Ｙ軸方向移動機構１０は、前後に延びた二つのレール１１と、Ｙ軸螺子軸１２と、Ｙ軸モータ１３と、ベアリング１４とを備える。
【００２２】
レール１１は支持台２上部の左右夫々に設けてある。Ｙ軸螺子軸１２は前後に延び、二つのレール１１の間に設けてある。Ｙ軸螺子軸１２の前端部及び中途部（図示略）夫々にベアリング１４が設けてある。Ｙ軸モータ１３はＹ軸螺子軸１２の後端部に連結している。
【００２３】
Ｙ軸螺子軸１２には転動体（図示略）を介してナット（図示略）が螺合している。転動体は例えばボールである。各レール１１に複数の摺動子１５が摺動可能に設けてある。ナット及び摺動子１５の上部に移動板１６が連結している。移動板１６は水平方向に延びる。Ｙ軸モータ１３の回転によってＹ軸螺子軸１２は回転し、ナットは前後方向に移動し、移動板１６は前後方向に移動する。
【００２４】
移動板１６上面に左右方向に移動するＸ軸方向移動機構２０が設けてある。Ｘ軸方向移動機構２０は、左右に延びた二つのレール２１と、Ｘ軸螺子軸２２と、Ｘ軸モータ（図示略）と、ベアリング２４とを備える。
【００２５】
レール２１は移動板１６上面の前後夫々に設けてある。Ｘ軸螺子軸２２は左右に延び、二つのレール２１の間に設けてある。Ｘ軸螺子軸２２の左端部及び中途部（図示略）夫々にベアリング２４が設けてある。Ｘ軸モータはＸ軸螺子軸２２の右端部に連結している。
【００２６】
Ｘ軸螺子軸２２には転動体（図示略）を介してナット（図示略）が螺合している。Ｘ軸螺子軸２２にグリスが塗布してある。各レール２１に複数の摺動子２６が摺動可能に設けてある。ナット及び摺動子２６の上部にコラム４が連結している。コラム４は柱状をなす。Ｘ軸モータの回転によってＸ軸螺子軸２２は回転し、ナットは左右方向に移動し、コラム４は左右方向に移動する。
【００２７】
コラム４の前面に上下方向に移動するＺ軸方向移動機構３０が設けてある。Ｚ軸方向移動機構３０は、上下に延びた二つのレール３１と、Ｚ軸螺子軸３２と、Ｚ軸モータ３３と、ベアリング３４とを備える。
【００２８】
レール３１はコラム４前面の左右夫々に設けてある。Ｚ軸螺子軸３２は上下に延び、二つのレール３１の間に設けてある。Ｚ軸螺子軸３２の下端部及び中途部（図示略）夫々にベアリング３４が設けてある。Ｚ軸モータ３３はＺ軸螺子軸３２の上端部に連結している。
【００２９】
Ｚ軸螺子軸３２には転動体（図示略）を介してナット（図示略）が螺合している。各レール３１に複数の摺動子３５が摺動可能に設けてある。ナット及び摺動子３５の前部に主軸ヘッド５が連結している。Ｚ軸モータ３３の回転によってＺ軸螺子軸３２は回転し、ナットは上下方向に移動し、主軸ヘッド５は上下方向に移動する。
【００３０】
上下に延びた主軸５ａが主軸ヘッド５内に設けてある。主軸５ａは軸回りに回転する。主軸ヘッド５の上端部に主軸モータ６が設けてある。主軸５ａの下端部は工具を装着する。主軸モータ６の回転によって主軸５ａが回転し、工具が回転する。回転した工具は、ワーク保持部３に保持したワークを加工する。
【００３１】
工作機械は工具を交換する工具交換装置（図示略）を備える。工具交換装置は工具マガジン（図示略）に収容した工具と主軸５ａに装着した工具を交換する。
【００３２】
工作機械は制御装置５０を備える。図２は制御装置５０の構成を略示するブロック図である。制御装置５０は、ＣＰＵ５１、記憶部５２、ＲＡＭ５３及び入出力インタフェース５４を備える。記憶部５２は書き換え可能なメモリであり、例えばＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等である。制御装置５０は記憶部５２に記憶した制御プログラムに基づいて、工作機械を制御する。
【００３３】
作業者が操作部７を操作した時、信号は操作部７から入出力インタフェース５４に入力する。操作部７は例えばキーボード、ボタン、タッチパネル等である。入出力インタフェース５４は表示部８に信号を出力し、表示部８は文字、図形、記号等を表示する。表示部８は例えば液晶表示パネルである。
【００３４】
制御装置５０は、Ｘ軸モータ２３に対応したＸ軸制御回路５５、サーボアンプ５５ａ、微分器２３ｂを備える。Ｘ軸モータ２３はエンコーダ２３ａを備える。Ｘ軸制御回路５５はＣＰＵ５１からの指令に基づき電流量を示す命令をサーボアンプ５５ａに出力する。サーボアンプ５５ａは前記命令を受け、Ｘ軸モータ２３に駆動電流を出力する。エンコーダ２３ａはＸ軸制御回路５５に位置フィードバック信号を出力する。Ｘ軸制御回路５５は位置フィードバック信号に基づき、位置のフィードバック制御を実行する。エンコーダ２３ａは微分器２３ｂに位置フィードバック信号を出力し、微分器２３ｂは位置フィードバック信号を速度フィードバック信号に変換し、Ｘ軸制御回路５５に出力する。Ｘ軸制御回路５５は速度フィードバック信号に基づき、速度のフィードバック制御を実行する。電流検出器５５ｂはサーボアンプ５５ａから出力した駆動電流値を検出する。電流検出器５５ｂは駆動電流値をＸ軸制御回路５５にフィードバックする。Ｘ軸制御回路５５は駆動電流値に基づき、電流制御を実行する。
【００３５】
制御装置５０は、Ｙ軸モータ１３に対応したＹ軸制御回路５６、サーボアンプ５６ａ、電流検出器５６ｂ、微分器１３ｂを備え、Ｙ軸モータ１３はエンコーダ１３ａを備える。Ｙ軸制御回路５６、サーボアンプ５６ａ、電流検出器５６ｂ、微分器１３ｂ、Ｙ軸モータ１３、エンコーダ１３ａは、Ｘ軸制御回路５５、サーボアンプ５５ａ、電流検出器５５ｂ、微分器２３ｂ、Ｘ軸モータ２３、エンコーダ２３ａと同様であり、その説明を省略する。
【００３６】
制御装置５０は、Ｚ軸モータ３３に対応したＺ軸制御回路５７、サーボアンプ５７ａ、電流検出器５７ｂ、微分器３３ｂを備え、Ｚ軸モータ３３はエンコーダ３３ａを備える。Ｚ軸制御回路５７、サーボアンプ５７ａ、電流検出器５７ｂ、微分器３３ｂ、Ｚ軸モータ３３、エンコーダ３３ａはＸ軸制御回路５５、サーボアンプ５５ａ、電流検出器５５ｂ、微分器２３ｂ、Ｘ軸モータ２３、エンコーダ２３ａと同様であり、その説明を省略する。
【００３７】
制御装置５０は、主軸モータ６に対応した主軸制御回路６０、サーボアンプ６０ａ、電流検出器６０ｂ、微分器６ｂを備え、主軸モータ６はエンコーダ６ａを備える。主軸制御回路６０、サーボアンプ６０ａ、電流検出器６０ｂ、微分器６ｂ、主軸モータ６、エンコーダ６ａは、Ｘ軸制御回路５５、サーボアンプ５５ａ、電流検出器５５ｂ、微分器２３ｂ、Ｘ軸モータ２３、エンコーダ２３ａと同様であり、その説明を省略する。
【００３８】
制御装置５０は主軸５ａの径方向の加速度を検出する加速度センサ５８を備える。加速度センサ５８は主軸ヘッド５内に設けてある。工作機械はマガジンモータ（図示略）、マガジン制御回路（図示略）を備える。工具マガジンはマガジンモータ（図示略）の駆動で駆動する。マガジン制御回路（図示略）はマガジンモータ（図示略）の駆動を制御する。
【００３９】
工作機械はアーム４０と、第１環体７１（図５参照）と、第２環体７２と、補正環体７０とを備える。図３はアーム４０を略示する左側面図、図４はアーム４０を略示する斜視図である。アーム４０は主軸ヘッド５内に設けてある。アーム４０は、前後に延びた前腕部４２、該前腕部４２の後端部から後斜め上方向に延びた上腕部４１、上腕部４１及び前腕部４２の連結部分に設けてあり、左右方向を軸方向とした枢軸４３、後述するスライダ８２の進退を行う進退カム４７、押下部４５を支持する二つの支持部４４を備える。
【００４０】
二つの支持部４４は前腕部４２の前端の左右に夫々配置されており、前方に突出している。支持部４４の突出端部に押下部４５が設けてある。右側の支持部４４の押下部４５は左方に突出し、左側の支持部４４の押下部４５は右方に突出する。
【００４１】
前腕部４２の上部に進退カム４７が設けてある。進退カム４７は前上方に突出しており、進退カム４７の下部と前腕部４２の上部の間に空間が設けてある。
【００４２】
上腕部４１の上端部後側に揺動カムフォロワ４６が設けてある。コラム４の前部に揺動カム（図示略）が設けてある。主軸ヘッド５が上下動した場合、揺動カムフォロワ４６は揺動カムに当接し、揺動カムから揺動カムフォロワ４６に力が作用し、アーム４０は枢軸４３回りに回転する。
【００４３】
図５はアーム４０と主軸５ａ付近の構成を略示する左側面図、図６は主軸５ａ付近の構成を略示する斜視図、図７は主軸５ａ付近の構成を略示する背面図である。図５に示すように、二つの支持部４４は主軸５ａ上部の左右に夫々配置してある。支持部４４は後述する補正環体７０の上側に配置してある。主軸５ａ上部の外側に、第１環体７１、第２環体７２、補正環体７０が嵌合している。
【００４４】
第２環体７２は主軸５ａ上端部に固定してある。第１環体７１は第２環体７２の下側にて主軸５ａに固定してある。補正環体７０は第１環体７１及び第２環体７２の間において、上下動可能に配置してある。補正環体７０及び主軸５ａは相対的に周方向に回転することができる。
【００４５】
図８は図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線を切断線とした第１環体７１の略示縦断面図である。第１環体７１は、上下方向を軸方向とした円環部７１ａと、該円環部７１ａの上面に設けた複数のピン孔７１ｂと、該ピン孔７１ｂに嵌合固定し、上方に突出した複数のピン７１ｃとを備える。複数のピン孔７１ｂは円環部７１ａの中心より一定量離れた位置に直線状に並ぶ。この直線は直径を通過しないように設けられる。
【００４６】
図９は補正環体７０の略示平面図、図１０は図９のＸ−Ｘ線を切断線とした補正環体７０の略示縦断面図である。補正環体７０は第１円環部７０ａ、第２円環部７０ｂ、円筒部７０ｃを備える。第１円環部７０ａは上下方向を軸方向としており、第２円環部７０ｂは第１円環部７０ａの上部に同軸的に設けてある。第２円環部７０ｂの外径は第１円環部７０ａの外形よりも小さく、第１円環部７０ａの内径よりも大きい。第２円環部７０ｂの内径は第１円環部７０ａの内径よりも小さい。第１円環部７０ａの内周面及び第２円環部７０ｂの下面によって、第１環体７１を収容する第１収容室７０ｅが形成してある。第１収容室の直径は第１環体７１の外径よりも若干大きい。
【００４７】
第２円環部７０ｂの上側内径が下側内径よりも小さくなるように、第２円環部７０ｂの内周面には段部７０ｆが設けてある。第２円環部７０ｂの内周において、段部７０ｆの下側に、後述するナット７５を収容する第２収容室７０ｇが形成してある。第２円環部７０ｂの上面には錘７４を案内する案内溝７０ｍが設けてある。案内溝７０ｍは第２円環部７０ｂの外周側から内周側に直線状に延び、第２円環部７０ｂの直径に略平行である。図９に示すように、平面視において、案内溝７０ｍの延長線Ｌは第２円環部７０ｂの中心を通過しない。換言すれば、案内溝７０ｍは第２円環部７０ｂの直径の上に位置しない。
【００４８】
案内溝７０ｍの下面には、錘７４を収容する複数の収容孔７０ｋが案内溝７０ｍに沿って並設してある。収容孔７０ｋは有底円筒状をなす。収容孔７０ｋの下側にはピン７１ｃを挿入する挿入孔７０ｈが形成してある。挿入孔７０ｈは第２円環部７０ｂを上下に貫通し、収容孔７０ｋと第１収容室７０ｅを連通する。挿入孔７０ｈの直径は収容孔７０ｋの直径よりも小さい。錘７４は円柱状をなし、錘７４の直径は収容孔７０ｋの直径と略同じである。故に収容孔７０ｋに収容した錘７４は収容孔７０ｋの底に係止する。
【００４９】
円筒部７０ｃは第２円環部７０ｂの上部に同軸的に設けてある。円筒部７０ｃの外径は第２円環部７０ｂの外径よりも小さい。円筒部７０ｃの内径は第２円環部７０ｂの上側内径と略同じであり、円筒部７０ｃの内周と第２円環部７０ｂの内周は上下に連なる。円筒部７０ｃの上端部には、後述する係合凹部７２ｅに係合する複数の係合突部７０ｄが周方向に並設してある。
【００５０】
図６、図９に示す如く、第２円環部７０ｂの上面に、後述するスライダ８２を挿入する挿入溝７０ｎが設けてある。挿入溝７０ｎは案内溝７０ｍに略平行であり、第２円環部７０ｂの周縁と円筒部７０ｃの外周の間に亘って設けてある。挿入溝７０ｎは第２円環部７０ｂの周面を貫通している。
【００５１】
図１１は、図６のＸ−Ｘ線を切断線とした第２環体７２の略示縦断面図である。第２環体７２は大径環部７２ａと小径環部７２ｂを備える。大径環部７２ａの下部に円形の第１開口７２ｃが設けてあり、上部には、第１開口７２ｃよりも小径且つ円形の第２開口７２ｆが設けてある。第１開口７２ｃ及び第２開口７２ｆの間に円錐台状の段付き溝７２ｄが設けてある。段付き溝７２ｄの上側は下側よりも小径であり、第１開口７２ｃに連なる。段付き溝７２ｄの下側は第２開口７２ｆに連なる。段付き溝７２ｄには、係合突部７０ｄが係合する複数の係合凹部７２ｅが周方向に並設してある。
【００５２】
図１２は、アーム４０、主軸５ａ、第１環体７１、第２環体７２、補正環体７０等を略示する部分拡大縦断面図である。図１２に示すように、小径環部７２ｂは主軸５ａの外側に嵌合固定している。円筒部７０ｃは第１開口７２ｃに下側から挿入してある。円筒部７０ｃの上部分の内側にスライドブッシュ７６が嵌合している。円筒部７０ｃはスライドブッシュ７６を介して上下動可能且つ周方向に回転可能に主軸５ａの外側に嵌合している。即ち、補正環体７０は上下動可能且つ周方向に回転可能に主軸５ａの外側に嵌合している。
【００５３】
第１環体７１は、第１収容室７０ｅの下側において、主軸５ａの外側に嵌合固定している。第１環体７１の上側にナット７５が設けてある。ナット７５の直径は第２収容室７０ｇの直径よりも若干小さい。主軸５ａは、ナット７５の上下位置に対応する部分に雄螺子部（図示略）を備える。ナット７５は雄螺子部に螺合し、第１環体７１を主軸５ａに締め付け固定する。
【００５４】
スライドブッシュ７６とナット７５の間において、付勢部材７７（例えばばね）が主軸５ａの周囲に設けてある。付勢部材７７は補正環体７０の内側に挿入し、円筒部７０ｃ、第２円環部７０ｂ及び円筒部７０ｃに亘って上下に設けてある。
【００５５】
付勢部材７７は補正環体７０を上側（第２環体７２側）に付勢し、係合突部７０ｄは係合凹部７２ｅに係合する。係合突部７０ｄは係合凹部７２ｅに係合した場合、補正環体７０は周方向に移動することができない。図５に示す如く、進退カム４７の周囲にスライダ装置８０が設けてある。
【００５６】
図１３はスライダ装置８０を略示する左側面図、図１４は図１３に示すＸＩＶ−ＸＩＶ線を切断線とした略示平面断面図である。スライダ装置８０は二つの支持板８１、スライダ８２、コイルばね８６、雌ねじ筒８３、スタッドボルト８４等を備える。
【００５７】
支持板８１は主軸ヘッド５内に固定してある。二つの支持板８１は左右に設けてあり、対向している。二つの支持板８１の下端部には前後に延びた長孔８１ａが夫々設けてある。右側の支持板８１において、長孔８１ａの後側に係止筒８１ｂが設けてある。係止筒８１ｂは右側に突出する。左側の支持板８１において、長孔８１ａの後側に係止筒８１ｂが設けてある。係止筒８１ｂは左側に突出する。係止筒８１ｂの軸方向中途部の外周面に周方向に延びた溝８１ｃが形成してある。
【００５８】
二つの支持板８１の間に前後に延びた棒状のスライダ８２が設けてある。左右方向において、スライダ８２は長孔８１ａに対向する。スライダ８２の前端部は前記挿入溝７０ｎに対向している。スライダ８２の長手方向中央部に二つの雌ねじ筒８３が設けてある。二つの雌ねじ筒８３は左右に夫々突出している。
【００５９】
スタッドボルト８４の一端部が雌ねじ筒８３に螺合している。スタッドボルト８４の他端部は長孔８１ａを通り、支持板８１よりも外側に突出している。スタッドボルト８４の他端部の中途部分にフランジ８４ａが設けてある。スタッドボルト８４の他端部にはナット８５が螺合している。
【００６０】
前後方向を軸方向としたコイルばね８６が係止筒８１ｂとスタッドボルト８４を連結する。コイルばね８６は、その両端部にフック８６ａを有する。一方のフック８６ａは溝８１ｃに係止し、他方のフック８６ａはボルトとフランジ８４ａの間に設けてある。ボルトとフランジ８４ａは他方のフック８６ａを保持する。コイルばね８６は短縮し、スライダ８２を後側に付勢する。
【００６１】
図１５は主軸回転時における、アーム及び進退カムとスライダ及び補正環体の位置関係を示す左側面部分断面図、図１６は補正環体を周方向に修正している状態における、アーム及び進退カムとスライダ及び補正環体の位置関係を示す左側面部分断面図、図１７は補正環体における錘の位置を修正している際での、アーム４０及び進退カム４７とスライダ８２及び補正環体７０の位置関係を示す左側面部分断面図、図１８は補正環体を周方向に修正している状態における、ピンと挿入孔の位置関係を示す断面図、図１９は補正環体における錘の位置を修正している際での、ピン７１ｃと挿入孔７０ｈの位置関係を示す断面図、図２０は補正環体における錘の位置を修正している際での、錘７４とスライダ８２の位置関係を示す平面断面図である。
【００６２】
進退カム４７は二つの支持板８１の間に挿入してあり、スライダ８２の上側に位置する。スライダ８２の後部は進退カム４７の下部と前腕部４２の上部の間に位置する。押下部４５は第１円環部７０ａの上側に位置する。図１５に示す如く、初期状態において、コイルばね８６は短縮し、押下部４５は第１円環部７０ａに接触していない。また付勢部材７７は補正環体７０を上側に付勢し、係合突部７０ｄは係合凹部７２ｅに係合し、第２環体７２と補正環体７０は連結する。
【００６３】
図１６に示す如く、揺動カムフォロワ４６に力が作用し、前腕部４２が下側に回動し、上腕部４１が前側に回動した場合、進退カム４７の下部は、コイルばね８６の付勢力に抗して、スライダ８２の後端部を前側に押す。コイルばね８６は伸長する。スライダ８２は前方に移動し、即ち径方向内側に進出し、挿入溝７０ｎに入る。押下部４５は第１円環部７０ａの上面に接触する。図１８に示す如く、収容孔７０ｋは錘７４を収容し、ピン７１ｃは挿入孔７０ｈに挿入する。ピン７１ｃは錘７４を押し上げていない。
【００６４】
図１７に示す如く、前腕部４２が更に下側に回動し、上腕部４１が更に前側に回動した場合、進退カム４７の下部は、コイルばね８６の付勢力に抗して、スライダ８２の後端部を更に前側に押す。押下部４５は第１円環部７０ａの上面を押さえ、第２円環部７０ｂは付勢部材７７の付勢力に抗して、下側に移動する。第２円環部７０ｂが下側に移動するので、スライダ８２の前端部は挿入溝７０ｎを上方に抜ける。スライダ８２は第２円環部７０ｂの上面よりも上側にて前方に移動する。
【００６５】
図１９に示す如く、第２円環部７０ｂが下側に移動するので、係合突部７０ｄは係合凹部７２ｅから抜けて、第２環体７２と補正環体７０は非連結となる。ピン７１ｃは収容孔７０ｋに入り、錘７４を押し上げ、第１環体７１と補正環体７０を連結する。錘７４は収容孔７０ｋから抜け出て、錘７４の下端部は案内溝７０ｍの内側に位置する。図２０に示す如く、スライダ８２の前端部は、収容孔７０ｋから抜け出た錘７４の隣に位置する。スライダ８２は、第２円環部７０ｂの直径の上に位置する。前述したように、案内溝７０ｍは第２円環部７０ｂの直径の上に位置しないので、平面視において、案内溝７０ｍ及びスライダ８２は交差するように、位置する。
【００６６】
この状態で主軸５ａが回転すると、第１環体７１が回転する。補正環体７０は、ピン７１ｃによって第１環体７１に連結しているので、第１環体７１と共に回転する。錘７４は補正環体７０と共に回転し、スライダ８２に当接する。錘７４は案内溝７０ｍに沿って移動する。
【００６７】
錘７４が所望の収容孔７０ｋの上側に位置するまで、換言すれば所望の径方向位置に移動するまで主軸５ａは回転し、停止する。
【００６８】
図２１は、ピン７１ｃが挿入孔７０ｈよりも下側に位置する場合におけるアーム４０、主軸５ａ、第１環体７１、第２環体７２、補正環体７０等を略示する部分拡大縦断面図、図２２は、ピン７１ｃが挿入孔７０ｈよりも下側に位置する場合における主軸５ａ及び補正環体７０を略示する平面図である。
【００６９】
図２１に示す如く、ピン７１ｃが挿入孔７０ｈよりも下側に位置するまで、前腕部４２が上側に回動し、上腕部４１が後側に回動して、アーム４０が停止した場合、第１環体７１と補正環体７０は非連結である。係合突部７０ｄは係合凹部７２ｅに係合しておらず、第２環体７２と補正環体７０は非連結である。図２２の矢印にて示す如く、補正環体７０は第１環体７１と第２環体７２の両者に非連結なので、補正環体７０と主軸５ａは、相対的に、周方向に回転可能である。主軸５ａを回転することによって、主軸５ａに対する所望の周方向位置に錘７４を配置することができる。所望の周方向位置に錘７４を配置した後、押下部４５は上昇し、補正環体７０は第２環体７２に連結する（図１２参照）。
【００７０】
図２３は、主軸５ａの重心位置の偏倚に対する補正方法を説明する説明図である。図２３に示すＸ軸、Ｙ軸は、平面視において、主軸５ａの中心Ｏにて互いに直交する軸である。Ｇは主軸５ａの重心位置を示し、θは重心Ｇの位相（Ｙ軸と線分ＯＧがなす角度）を示す。
【００７１】
図２３に示す如く、主軸５ａの重心位置が中心Ｏから偏倚している場合、主軸５ａのバランスを補正する為には、重心Ｇの１８０度反対側に、即ち位置Ｇ′に錘７４を設ければよい。線分ＯＧと線分ＯＧ′の長さは同じである。
【００７２】
制御装置５０は、主軸５ａの重心Ｇの位置を演算し、位置Ｇ′を演算して、位置Ｇ′に錘７４を配置する。上述したように、錘７４をピン７１ｃで押し上げ、スライダ８２を第２円環部７０ｂの上側に配置し、主軸５ａが回転し、スライダ８２が錘７４を押し、錘７４が案内溝７０ｍに沿って移動することによって、線分ＯＧと同じ半径位置まで錘７４が移動する（図１５〜図２０参照）。そして制御装置５０は補正環体７０と主軸５ａを相対回転可能にし、主軸５ａの回転を行い、主軸５ａの重心Ｇと１８０度反対側、即ち位置Ｇ′に錘７４を配置する（図２１及び図２２参照）。
【００７３】
図２４は、制御装置５０によるバランス補正処理を説明するフローチャートである。なお初期状態において、記憶部５２は、偏心量と比較する為の閾値を格納している。また図１２に示すように、補正環体７０は第２環体７２に連結し、第１環体７１に非連結である。
【００７４】
制御装置５０のＣＰＵ５１は主軸５ａの偏心量を演算する（ステップＳ１）。偏心量の演算は、例えば加速度センサ５８及びエンコーダ６ａの検出値を用いる。ＣＰＵ５１は加速度センサ５８の検出値に基づいて、重心Ｇの径方向位置、即ち中心Ｏからの距離を求める。ＣＰＵ５１はエンコーダ６ａの検出値及び加速度センサ５８の検出値に基づいて、重心Ｇの位相を求める。
【００７５】
具体的には、加速度センサ５８の検出値に基づいて、主軸５ａの振動の位相を演算し、エンコーダ６ａの検出値に基づいて、主軸５ａの位相（回転角度）を演算する。主軸５ａの振動の位相と主軸５ａの位相との差分に基づいて、角度θ（図２３参照）が求まる。
【００７６】
ＣＰＵ５１は、例えば中心Ｏからの距離を偏心量として使用する。ＣＰＵ５１は、偏心量が閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２）。偏心量が閾値以上でない場合（ステップＳ２：ＮＯ）、ＣＰＵ５１はステップＳ１に処理を戻す。
【００７７】
偏心量が閾値以上である場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５１はその旨を報知する（ステップＳ３）。例えば、表示部８にメッセージ「偏心量が過大であること」を示す。ＣＰＵ５１は操作部７から、バランス補正処理を開始する指令が入力したか否かを判定する（ステップＳ４）。
【００７８】
バランス補正処理を開始する指令が入力していない場合（ステップＳ４：ＮＯ）、ＣＰＵ５１は他の処理を実行し（ステップＳ５）、ステップＳ４に処理を戻す。バランス補正処理を開始する指令が入力している場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５１は錘７４の径方向位置を変更する（ステップＳ６）。
【００７９】
ＣＰＵ５１は、例えば主軸ヘッド５を上方向に移動し、押下部４５を下げて補正環体７０を下げ、ピン７１ｃが錘７４を第２円環部７０ｂの上側に押し上げる。スライドは第２円環部７０ｂの上側に突出する。ＣＰＵ５１は主軸５ａの回転を実行し、スライドは錘７４を案内溝７０ｍに沿って、線分ＯＧと略同じ距離に位置する収容孔７０ｋまで移動する（図１５〜図２０参照）。
【００８０】
ＣＰＵ５１は錘７４の周方向位置を変更する（ステップＳ７）。ＣＰＵ５１は、例えば、主軸ヘッド５を下方向に移動し、押下部４５を上げて補正環体７０を上げ、補正環体７０を第１環体７１と第２環体７２の両者に非連結とし、主軸５ａを回転し、所望の周方向位置に錘７４を配置する（図２１、図２２参照）。
【００８１】
ＣＰＵ５１は補正環体７０と第２環体７２を連結する（ステップＳ８）。所望の周方向位置に錘７４を配置した後、ＣＰＵ５１は、例えば主軸ヘッド５を更に下げ、押下部４５を上げて補正環体７０を上げ、補正環体７０は第２環体７２に連結する（図１２参照）。このとき、揺動カムから揺動カムフォロワ４６に作用する力が減少し、アーム４０は後方に回転し、進退カム４７も後方に回転し、スライダ８２はコイルばね８６の弾性復元力によって後退し、即ち径方向外側に退出する（図１５参照）。
【００８２】
ＣＰＵ５１は報知を解除する（ステップＳ９）。ＣＰＵ５１は例えば、表示部８に表示したメッセージ「偏心量が過大であること」を削除し、処理を終了する。
【００８３】
なおブザー、ランプ等を予め設けておき、ステップＳ３において、ブザーを鳴らすか又はランプを点灯し、ステップＳ９において、ブザーを停止するか又はランプを消灯してもよい。
【００８４】
実施の形態に係る工作機械にあっては、制御装置５０は、主軸５ａに対する錘７４の径方向位置を変更する場合、付勢部材７７の付勢力に抗して補正環体７０を下降させてピン７１ｃを収容孔７０ｋに挿入する。ピン７１ｃは、収容孔７０ｋに収容した錘７４を押し上げ、錘７４は補正環体７０の上側に抜き出る。ピン７１ｃは補正環体７０と第１環体７１を連結する。制御装置５０は、補正環体７０の上側において、スライダ８２を径方向内側に進出し且つ前記主軸５ａを回転する。補正環体７０と第１環体７１は連結しているので、主軸５ａの回転によって、第１環体７１と共に補正環体７０も回転する。補正環体７０上の錘７４も回転し、錘７４はスライダ８２に当接し、径方向に移動する。複数の収容孔７０ｋの内、所望の収容孔７０ｋの上側まで錘７４が移動した場合、制御装置５０は主軸５ａを停止し、補正環体７０の上昇を実行する。ピン７１ｃは下降し、所望の収容孔７０ｋは錘７４を収容し、制御装置５０は主軸５ａに対する錘７４の径方向位置を変更することができる。
【００８５】
またカム及び押下部４５はアーム４０の一部であり、一体に構成してあるので、アーム４０の回転によって補正環体７０の上下動とスライダ８２の進退が連動し、錘７４の径方向及び周方向への移動を、電子制御すること無く、タイミング良く実現できる。
【００８６】
またスライダ８２が錘７４に当接し、錘７４は案内溝７０ｍに沿って収容孔７０ｋの並設方向に円滑に移動するので、所望の径方向位置に錘７４を配置することができる。
【００８７】
また補正環体７０を第１環体７１及び第２環体７２に非連結とし、主軸５ａに対して周方向に移動可能にすることができる。故に主軸５ａの回転によって、補正環体７０の主軸５ａに対する周方向位置を変更し、補正環体７０に収容した錘７４の主軸５ａに対する周方向位置を変更して、主軸５ａのバランスを補正することができる。
【００８８】
制御装置５０は偏心量の演算を適宜のタイミングで実行する。例えば工具交換時又は切削加工時等に偏心量の演算を実行する。報知も適宜のタイミングで実行する。例えば、工具交換時又は加工終了時に報知する。切削加工時に偏心量を演算し、加工終了時に報知してもよい。
【００８９】
収容孔７０ｋは第２円環部７０ｂの直径に略平行に直線状に設けたが、スライダ８２が錘７４と当接する際、スライダ８２の進退方向と前記直線が重ならない方向であれば、直径に略平行でなくてもよい。例えば、スライダ８２を前記直線状に進退可能に配置し、収容孔７０ｋを第２円環部７０ｂの直径上に配置してもよい。
【００９０】
今回開示した実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。各実施例にて記載されている技術的特徴は互いに組み合わせることができ、本発明の範囲は、特許請求の範囲内での全ての変更及び特許請求の範囲と均等の範囲が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００９１】
５ａ  主軸
４０  アーム
４５  押下部
４７  進退カム（カム）
５０  制御装置
７０  補正環体
７０ｋ  収容孔
７０ｍ  案内溝
７１  第１環体
７１ｃ  ピン
７２  第２環体
７４  錘
７７  付勢部材
８０  スライダ装置
８２  スライダ
【図１】
2018069393.tif 000003
【図２】
2018069393.tif 000004
【図３】
2018069393.tif 000005
【図４】
2018069393.tif 000006
【図５】
2018069393.tif 000007
【図６】
2018069393.tif 000008
【図７】
2018069393.tif 000009
【図８】
2018069393.tif 000010
【図９】
2018069393.tif 000011
【図１０】
2018069393.tif 000012
【図１１】
2018069393.tif 000013
【図１２】
2018069393.tif 000014
【図１３】
2018069393.tif 000015
【図１４】
2018069393.tif 000016
【図１５】
2018069393.tif 000017
【図１６】
2018069393.tif 000018
【図１７】
2018069393.tif 000019
【図１８】
2018069393.tif 000020
【図１９】
2018069393.tif 000021
【図２０】
2018069393.tif 000022
【図２１】
2018069393.tif 000023
【図２２】
2018069393.tif 000024
【図２３】
2018069393.tif 000025
【図２４】
2018069393.tif 000026