(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、
前記基台に可動支持される回転盤と、
前記基台と前記回転盤との各々に関連して設置され、互いに係合可能な少なくとも２つの係合要素と、
前記回転盤を前記基台上で割出回転させるとともに、前記少なくとも２つの係合要素を、互いに係合して該回転盤を該基台上で複数の割出位置の各々に固定的に保持する係合位置と、互いに離脱して該回転盤の割出回転を可能にする離脱位置との間で移動させる駆動手段と、
前記少なくとも２つの係合要素が前記係合位置と前記離脱位置との間で移動する間、前記基台上での前記回転盤の自由回転を抑止する回転抑止手段とを具備し、
前記少なくとも２つの係合要素は、前記基台に固定的に設けられた複数の固定歯と、前記回転盤と一体的に回転可能に設けられた複数の回転歯とを具備し、該固定歯及び該回転歯が、互いに密接可能な傾斜側面をそれぞれに有し、
前記回転抑止手段は、前記回転盤に設けられたスリーブ部に軸線方向摺動自在に支持され、外側へ凸に湾曲した軸線方向端面を有する少なくとも１つのプランジャと、前記基台の表面に固定的に設けられ、前記回転盤が前記割出位置にあるときに該プランジャの該軸線方向端面を受容する少なくとも１つの皿穴と、該プランジャの該軸線方向端面と該皿穴との係合を維持する方向へ該プランジャを付勢するばねとを具備し、
前記プランジャは、前記固定歯及び前記回転歯の前記傾斜側面同士が密接した前記係合位置と、前記回転歯が前記固定歯に干渉せずに回転できるまで前記傾斜側面同士が離脱した前記離脱位置との間で、前記少なくとも２つの係合要素が移動する間、前記ばねの付勢により前記軸線方向端面が前記皿穴に受容されて、前記基台上での前記回転盤の自由回転を抑止するように構成されること、
を特徴とする割出装置。
【請求項２】
前記複数の回転歯が、前記回転盤に固定的に設けられ、前記駆動手段が、前記回転盤を前記基台上で該回転盤の回転軸線に沿って直線移動させることにより、前記複数の固定歯と前記複数の回転歯とを前記係合位置と前記離脱位置との間で移動させる、請求項１に記載の割出装置。
【請求項３】
前記プランジャは、前記回転盤が前記基台上で割出回転する間、前記軸線方向端面が前記皿穴から脱離する、請求項２に記載の割出装置。
【請求項４】
前記複数の回転歯が、前記回転盤の回転軸線に沿って直線移動可能に前記回転盤に取り付けられ、前記駆動手段が、前記複数の回転歯を前記回転盤に対して直線移動させることにより、前記複数の固定歯と前記複数の回転歯とを前記係合位置と前記離脱位置との間で移動させる、請求項１に記載の割出装置。
【請求項５】
前記回転抑止手段が、前記基台と前記回転盤との間に設けられた摩擦部材をさらに具備する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の割出装置。
【請求項６】
基台と、
前記基台に可動支持され、回転工具を含む所望の工具を所定の割出角度位置に装着できるタレットと、
前記回転工具を駆動する第１サーボモータと、
一方が前記第１サーボモータに作用的に連結され、他方が前記タレットに作用的に連結される一対のクラッチ片と、
前記基台と前記タレットとの各々に関連して設置され、互いに係合可能な一対のカップリング部材と、
前記一対のクラッチ片を、互いに係合して前記第１サーボモータの駆動力を前記タレットに伝達し、該タレットを割出回転させる作用位置と、互いに離脱して該タレットを該第１サーボモータから分離する非作用位置との間で移動するとともに、前記一対のカップリング部材を、互いに係合して前記タレットを前記基台上で複数の割出位置の各々に固定的に保持する係合位置と、互いに離脱して該タレットの割出回転を可能にする離脱位置との間で移動させる第２サーボモータと、
前記一対のクラッチ片が前記非作用位置に移動するときに前記一対のカップリング部材が前記係合位置に移動し、該一対のクラッチ片が前記作用位置に移動するときに該一対のカップリング部材が前記離脱位置に移動するように、該クラッチ片と該カップリング部材との動作を連動させる連動機構と、
前記一対のクラッチ片が前記非作用位置と前記作用位置との間で移動すると同時に前記一対のカップリング部材が前記係合位置と前記離脱位置との間で移動する間、前記基台上での前記タレットの自由回転を抑止する回転抑止手段とを具備し、
前記一対のカップリング部材は、前記基台に固定的に設けられた複数の固定歯と、前記タレットと一体的に回転可能に設けられた複数の回転歯とを具備し、該固定歯及び該回転歯が、互いに密接可能な傾斜側面をそれぞれに有し、
前記回転抑止手段は、前記タレットに設けられたスリーブ部に軸線方向摺動自在に支持され、外側へ凸に湾曲した軸線方向端面を有する少なくとも１つのプランジャと、前記基台の表面に固定的に設けられ、前記タレットが前記割出位置にあるときに該プランジャの該軸線方向端面を受容する少なくとも１つの皿穴と、該プランジャの該軸線方向端面と該皿穴との係合を維持する方向へ該プランジャを付勢するばねとを具備し、
前記プランジャは、前記固定歯及び前記回転歯の前記傾斜側面同士が密接した前記係合位置と、前記回転歯が前記固定歯に干渉せずに回転できるまで前記傾斜側面同士が離脱した前記離脱位置との間で、前記一対のカップリング部材が移動する間、前記ばねの付勢により前記軸線方向端面が前記皿穴に受容されて、前記基台上での前記タレットの自由回転を抑止するように構成されること、
を特徴とするタレット刃物台。
【請求項７】
前記複数の回転歯が、前記タレットに固定的に設けられ、前記第２サーボモータが、前記タレットを前記基台上で該タレットの回転軸線に沿って直線移動させることにより、前記複数の固定歯と前記複数の回転歯とを前記係合位置と前記離脱位置との間で移動させる、請求項６に記載のタレット刃物台。
【請求項８】
前記プランジャは、前記一対のクラッチ片が前記作用位置にあって前記タレットが前記基台上で割出回転する間、前記軸線方向端面が前記皿穴から脱離する、請求項７に記載のタレット刃物台。
【請求項９】
前記複数の回転歯が、前記タレットの回転軸線に沿って直線移動可能に前記タレットに取り付けられ、前記第２サーボモータが、前記複数の回転歯を前記タレットに対して直線移動させることにより、前記複数の固定歯と前記複数の回転歯とを前記係合位置と前記離脱位置との間で移動させる、請求項６に記載のタレット刃物台。
【請求項１０】
前記回転抑止手段が、前記基台と前記タレットとの間に設けられた摩擦部材をさらに具備する、請求項６〜９のいずれか１項に記載のタレット刃物台。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、工作機械に使用される割出装置に関し、特に、基台に回転可能に支持される回転盤を備え、回転盤を基台上で複数の割出位置の各々に固定的に保持する係合位置と回転盤の割出回転を可能にする離脱位置との間で相対移動する複数の係合要素を、基台と回転盤との間に設置してなる割出装置に関する。本発明は、例えば自動旋盤に装備されるタレット刃物台において実施できる。しかし、これに限らず他の適用も可能である。
背景技術
工作機械の分野では、加工作業の自動化、高速化を推進するとともに、多品種少量生産に対応するため、工具やワークを所定位置に位置決めする割出装置が使用されている。この種の割出装置としては、周方向等間隔に予め装着した多数の工具の中から所望の工具を選択して所定の作業位置に位置決めするタレット刃物台、ワークを多面自動加工するために所望の被加工面を所定の作業位置に位置決めするインデックステーブル等が知られている。
自動旋盤で使用されるタレット刃物台は、回転割出装置の１つであり、基台に装着した回転盤であるタレットが回転して、複数（一般に５〜１２個）の割出位置を自動的に割出す構成となっている。タレットの外周面又は軸線方向端面には、割出位置に対応して複数の工具装着部が形成される。それら工具装着部の各々には、バイト、ドリル等の各種工具を装着でき、タレットの割出回転により加工内容に合致した適切な工具を自動的に選択して、自動旋盤上の所定の作業位置に位置決めすることができる。なお、本明細書で軸線方向とは、物体の回転軸線又は中心軸線に沿った方向を意味する。
タレット刃物台において、選択した工具によりワークに旋削又は穴明け加工を施す間は、基台上でタレットを当該割出位置に強固に固定する必要がある。他の割出装置においても、大抵の場合、回転盤を割出位置に強固に固定することが要求される。したがって一般に、基台と回転盤との間に、相互に係合及び離脱（すなわちクランプ／アンクランプ動作）可能な複数の係合要素が設置される。これら係合要素を相互に係脱することによって、回転盤を割出回転自在としたり、また所定の割出位置に位置決め固定したりすることができる。
従来のタレット刃物台の分野では、これら複数の係合要素からなる係合ユニットとして、軸線方向一端面に多数の歯を有したクラウン歯車状の一対のカップリング部材を備え、それらカップリング部材を相互に噛み合せる形式のカップリングユニット（例えばカービックカップリングと称する）が知られている。
この種の係合ユニットでは、通常、基台側に設けた一方の係合要素（又は固定歯）に対し、回転盤側に設けた他方の係合要素（又は回転歯）を軸線方向へ直線的に移動させることにより係脱動作が行なわれる。したがって回転盤を割出回転させる際には、両係合要素が互いに係合した係合位置から、回転盤側係合要素を軸線方向へ移動して係合要素同士の噛み合いを解除し（アンクランプ動作）、両係合要素が互いに完全に離脱した離脱位置で回転盤の割出回転を行なう。そして割出動作の後に、再び回転盤側係合要素を軸線方向に移動させて係合要素同士を係合させ（クランプ動作）、回転盤を当該割出位置に固定的に保持する。
上記構成を有する一対の係合要素は一般に、軸線方向移動による相互係脱を容易にするために、軸線方向へ互いに対向する歯が傾斜した周方向両側面を有して形成される。この場合、両係合要素が完全に係合した状態、つまり互いに対向する歯の傾斜側面同士が密に接触した状態に至るまでは、歯の傾斜側面の間に必然的に隙間が画成されるので、係合要素同士を固定的に係止することができない。それにより、両係合要素の間で、歯同士が衝突するまでの回転角度内における回転方向の位置ずれが生じ得ることになり、結果として回転盤が基台上で自由回転を生じ得ることになる。
例えばタレット刃物台においては、タレットの複数の工具装着部に配置的に偏って工具を装着した場合等、回転盤がその回転軸線に関する重量の不釣合いを有する場合に、一対のカップリング部材が完全に噛み合った状態に至るまでの間、対向する歯の傾斜側面間に画成される隙間に起因してタレットの上記した自由回転が生じ易くなる。
また、一般に割出装置では、複数の係合要素が互いに完全に離脱して相対的回転が可能となったときに、回転盤を割出回転駆動源に作用的に連結する、すなわち駆動源からの駆動力を受ける状態にするように構成される。この点に鑑みれば、係合要素の歯が上記したような傾斜側面ではなく、軸線に平行な側面を有する場合にも、係合要素の相互離脱直後には、回転方向への相対的位置ずれが生じ得ることは理解されよう。
そして、複数の係合要素の係脱動作の度にこのような回転方向の位置ずれが生じると、係合要素の多数の歯が相互の摺動、衝突により摩滅、破損する危惧がある。係合要素は、正確な回転割出しを遂行するために高精度の位置決め機能を要求される部材であり、したがってこのような回転方向の位置ずれを可及的に防止することが所望される。
発明の開示
本発明の目的は、回転盤と、回転盤を割出位置に固定的に保持する複数の係合要素とを備えた割出装置において、それら係合要素が相互係合位置と相互離脱位置との間で移動する間に、係合要素の相互係合が完了するまで、係合要素同士の回転方向への位置ずれを防止し、以て係合要素の摩滅、破損を効果的に防止できる割出装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、基台と、基台に可動支持される回転盤と、基台と回転盤との各々に関連して設置され、互いに係合可能な少なくとも２つの係合要素と、回転盤を基台上で割出回転させるとともに、少なくとも２つの係合要素を、互いに係合して回転盤を基台上で複数の割出位置の各々に固定的に保持する係合位置と、互いに離脱して回転盤の割出回転を可能にする離脱位置との間で移動させる駆動手段と、少なくとも２つの係合要素が係合位置と離脱位置との間で移動する間、基台上での回転盤の自由回転を抑止する回転抑止手段とを具備した割出装置を提供する。
好適な態様において、回転抑止手段は、回転盤に引込可能に設置される少なくとも１つの可動突子と、基台に固定的に設けられ、回転盤が割出位置にあるときに可動突子に係合する少なくとも１つの係合部と、可動突子と係合部との係合を維持する方向へ可動突子を付勢する付勢手段とを具備する。
この場合、可動突子が外側へ凸に湾曲した端面を有し、係合部が、可動突子の端面を受容すべく基台の表面に設けられた皿穴からなることが有利である。
また、可動突子が、回転盤に設けられたスリーブ部に軸線方向摺動自在に支持されるプランジャからなることが望ましい。
また、付勢手段がばねからなることが好ましい。
また、回転抑止手段が、基台と回転盤との間に設けられた摩擦部材をさらに具備することが有利である。
他の好適な態様では、少なくとも２つの係合要素が、基台に固定的に設けられた複数の固定歯と、回転盤に固定的に設けられた複数の回転歯とを具備し、駆動手段が、回転盤を基台上で回転盤の回転軸線に沿って直線移動させることにより、複数の固定歯と複数の回転歯とを係合位置と離脱位置との間で移動させるように構成される。
この場合、固定歯及び回転歯が、互いに密接可能な傾斜側面をそれぞれに有し、回転抑止手段は、固定歯及び回転歯の傾斜側面同士が密接した係合位置と、回転歯が固定歯に干渉せずに回転できるまで傾斜側面同士が離脱した離脱位置との間で移動する間、基台上での回転盤の自由回転を抑止するように構成することが有利である。
また、回転抑止手段が、回転盤に設けられたスリーブ部に軸線方向摺動自在に支持され、外側へ凸に湾曲した軸線方向端面を有する少なくとも１つのプランジャと、基台の表面に固定的に設けられ、回転盤が割出位置にあるときにプランジャの軸線方向端面を受容する少なくとも１つの皿穴と、プランジャの軸線方向端面と皿穴との係合を維持する方向へプランジャを付勢するばねとを具備することが好ましい。
さらに本発明は、基台と、基台に可動支持され、回転工具を含む所望の工具を所定の割出角度位置に装着できるタレットと、回転工具を駆動する第１サーボモータと、一方が第１サーボモータに作用的に連結され、他方がタレットに作用的に連結される一対のクラッチ片と、基台とタレットとの各々に関連して設置され、互いに係合可能な一対のカップリング部材と、一対のクラッチ片を、互いに係合して第１サーボモータの駆動力をタレットに伝達し、タレットを割出回転させる作用位置と、互いに離脱してタレットを第１サーボモータから分離する非作用位置との間で移動するとともに、一対のカップリング部材を、互いに係合してタレットを基台上で複数の割出位置の各々に固定的に保持する係合位置と、互いに離脱してタレットの割出回転を可能にする離脱位置との間で移動させる第２サーボモータと、一対のクラッチ片が非作用位置に移動するときに一対のカップリング部材が係合位置に移動し、一対のクラッチ片が作用位置に移動するときに一対のカップリング部材が離脱位置に移動するように、クラッチ片とカップリング部材との動作を連動させる連動機構と、一対のクラッチ片が非作用位置と作用位置との間で移動すると同時に一対のカップリング部材が係合位置と離脱位置との間で移動する間、基台上でのタレットの自由回転を抑止する回転抑止手段とを具備し、回転抑止手段が、タレットに引込可能に設置される少なくとも１つの可動突子と、基台に固定的に設けられ、タレットが割出位置にあるときに可動突子に係合する少なくとも１つの係合部と、可動突子と係合部との係合を維持する方向へ可動突子を付勢する付勢手段とを具備して構成される、タレット刃物台を提供する。
発明を実施するための最良の形態
図面を参照すると、図１は、本発明に係る割出装置を適用したタレット刃物台を備える自動旋盤を概略で示す。なお、本明細書で自動旋盤とは、ＮＣ旋盤等の、自動旋削加工を実施できるあらゆる旋削機械を含むものである。図１に示すように、この自動旋盤は、旋盤機台１０と、旋盤機台１０上に固定的に設置される主軸台１２と、旋盤機台１０上に移動可能に設置される２個のタレット刃物台１４とを備える。
主軸台１２には、回転主軸１６、回転主軸１６を駆動する主軸モータ（図示せず）等が内蔵され、回転主軸１６の先端に、ワークＷを固定的に挾持するチャック１８が設置される。回転主軸１６は、主軸モータの駆動により回転し、それにより軸線１６ａを中心にワークＷを回転させる。図示の自動旋盤では、回転主軸１６の軸線１６ａは、旋盤機台１０上の所与の直交３軸座標系におけるＺ軸に平行に配置される。
タレット刃物台１４は、旋盤機台１０上に設置された工具送り台２０に固定的に搭載される。工具送り台２０は、旋盤機台１０上の所与の直交３軸座標系において、図示しないＺ軸送りモータ及びＸ軸送りモータにより、回転主軸１６の軸線１６ａに平行なＺ軸方向及び軸線１６ａに直交するＸ軸方向に移動する。それによりタレット刃物台１４は、工具送り台２０と一体的にＺ軸方向及びＸ軸方向に移動して、ワークＷを所望形状に旋削加工する。
図２Ａは、本発明に係る割出装置の一実施形態としてのタレット刃物台１４を断面図で示す。タレット刃物台１４は、工具送り台２０に固定支持される基台２２と、基台２２に回転可能かつ直線移動可能に支持されるタレット２４とを備える。工具送り台２０及び基台２２は、本発明に係る割出装置の基台を構成し、タレット２４は、同割出装置の回転盤を構成する。
タレット２４は、小径円筒状の基部２４ａと、基部２４ａの軸線方向前端（図で左端）部分から一体的に径方向へ延設される大径の頭部２４ｂとを備える。タレット２４の頭部２４ｂの外周縁領域には、複数の工具装着部２６が、タレット２４の回転軸線Ｏに関して所定の割出角度毎に設けられる。これら工具装着部２６には、工具ホルダ２８に取り付けたバイト等の切削工具３０（図２Ｂ参照）や、別の工具ホルダ３２に取り付けたドリル等の回転工具３４を、工具ホルダ２８、３２を介して装着できる。
図２Ｂに示すように、切削工具３０の工具ホルダ２８は、その一側面に形成した突部２８ａをタレット２４の所望の工具装着部２６に形成した装着孔２６ａに挿入することにより、所望の割出角度位置に位置決めされ、図示しないボルト等の締結具によって当該工具装着部２６に強固に固定される。
また、回転工具３４の工具ホルダ３２は、その一側面に形成した突部３２ａをタレット２４の他の所望の工具装着部２６に形成した装着孔２６ａに挿入することにより、所望の割出角度位置に位置決めされ、図示しないボルト等の締結具によって当該工具装着部２６に強固に固定される。
さらに工具ホルダ３２は、突部３２ａの中心を貫通して回転可能に延設される工具回転軸３６と、工具回転軸３６に連動する動力伝達機構（図示せず）とを内蔵し、動力伝達機構の末端に、回転工具３４を把持するための工具チャック３８が設けられる。工具回転軸３６の、突部３２ａから突出する先端には、工具回転歯車４０が固定される。
各工具装着部２６の装着孔２６ａは、タレット２４の大径の頭部２４ｂを軸線方向に貫通して形成される。したがって、工具ホルダ３２を所望の工具装着部２６に適正に装着すると、工具回転軸３６に固定した工具回転歯車４０は、タレット２４の頭部２４ｂの後端（図で右端）面に突出して配置される。
なお、タレット２４における工具装着部２６及び各種工具の装着構造は、上述した構成に限らず、工作機械のタレットで一般に利用されている他のあらゆる形式の工具装着部及び各種工具の装着構造を採用することができる。
タレット２４の小径の基部２４ａは、基台２２の中空部２２ａ内に形成された円筒状の滑り軸受部４２に摺動可能に受容される。それによりタレット２４は、基台２２に、回転軸線Ｏを中心にして割出回転自在に、かつ回転軸線Ｏに沿って直線移動自在に装着される。図示実施形態では、回転軸線Ｏは、主軸１６の軸線１６ａと平行に延びている。
基台２２の中空部２２ａ内には、ボールねじ４４が転がり軸受４６を介して回転可能に、かつ回転軸線Ｏに関しタレット２４と同軸に設置される。ボールねじ４４の基端には、動力伝達歯車４８が固定される。
基台２２上には、サーボモータからなるカップリング駆動モータ５０（以下、単にカップリングモータ５０と称する）が搭載される。図示しないが、カップリングモータ５０の回転軸には、動力伝達歯車４８に作用的に連結される駆動歯車が取り付けられる。この駆動歯車及び動力伝達歯車４８を介して、カップリングモータ５０の回転駆動力がボールねじ４４に伝達され、ボールねじ４４が回転駆動される。
ボールねじ４４にはナット５２が螺合しており、ナット５２はタレット２４の基部２４ａに固定される。したがって、ボールねじ４４の回転に伴いナット５２が回転軸線Ｏに沿って直線移動し、タレット２４はナット５２と一体的に回転軸線Ｏに沿って直線移動する。このように、ボールねじ４４及びナット５２は、タレット２４を直線移動させるねじ送り機構５４を構成する。
基台２２の前端（図で左端）面２２ｂとタレット２４の頭部２４ｂの後端面との間には環状の空間が形成され、この空間に、環状の軸受取付部材５６、軸受５８及び環状歯車６０が、いずれも回転軸線Ｏに関しタレット２４と同軸に設置される。
図３に拡大して示すように、軸受取付部材５６は、タレット２４の基部２４ａを非接触に囲繞する円筒状のスリーブ部分５６ａと、スリーブ部分５６ａから径方向へ一体的に延長されるフランジ部分５６ｂとを備え、フランジ部分５６ｂを介して、図示しないボルト等の固定手段により基台２２の前端面２２ｂに密着固定される。
軸受５８は、例えば深みぞ軸受からなり、その外輪が、軸受取付部材５６のスリーブ部分５６ａの内周面に固定的に取付けられる。
環状歯車６０は、軸受取付部材５６とタレット２４の頭部２４ｂとの間で両者に非接触に配置され、タレット２４の基部２４ａを非接触に囲繞する。環状歯車６０の後端（図で右端）面には環状の凹部６０ａが設けられ、この凹部６０ａに、軸受取付部材５６のスリーブ部分５６ａ及び軸受５８が挿入される。軸受５８の内輪は、環状歯車６０の後端面の凹部６０ａを画成する内周壁６０ｂの外周面に固定的に取付けられる。
このようにして環状歯車６０は、軸受５８及び軸受取付部材５６を介し、回転可能かつ軸線方向移動不能に基台２２に取付けられる。環状歯車６０の外周面には、前述した回転工具３４の工具ホルダ３２の工具回転軸３６に固定した工具回転歯車４０に噛合可能な多数の歯６０ｃが形成される。さらに環状歯車６０の外周面には、後述するインデックスモータ６２の駆動力を伝達する歯車６４に噛合可能な多数の歯６０ｄが、歯６０ｃに軸線方向へ並置して形成される。
基台２２の中空部２２ａは、基台２２の内壁面に環状に形成された段差部２２ｃを有し、段差部２２ｃを境に軸線方向前端（図で左端）側が大径になっている。そして基台２２の段差部２２ｃの前面に、環状の基台側カップリング部材６６が固定される。また、タレット２４の基部２４ａも、その外周面に環状に形成された段差部２４ｃを有し、段差部２４ｃを境に前端すなわち頭部２４ｂ側が幾分大径になっている。そしてタレット基部２４ａの段差部２４ｃの後面に、環状のタレット側カップリング部材６８が固定される。これにより、基台側カップリング部材６６とタレット側カップリング部材６８とは、互いに軸線方向へ対向して配置される。なおこれらカップリング部材６６、６８は、本発明に係る割出装置の係合要素を構成する。
両カップリング部材６６、６８は、クラウン歯車状の構造を有し、互いに対向するそれぞれの軸線方向一端面に、相互に噛合可能な多数の歯６６ａ、６８ａ（図４参照）を有する。したがって両カップリング部材６６、６８は、タレット２４の軸線方向直線移動に伴いそれらが相互に係合及び離脱（すなわちクランプ／アンクランプ動作）するカップリングユニット７０を構成する。カップリングユニット７０では、基台側カップリング部材６６の複数の歯６６ａが固定歯となり、タレット側カップリング部材６８の複数の歯６８ａが回転歯となる。このようなカップリングユニット７０は、例えばカービックカップリングと称するものに構造的に類似する。
これらカップリング部材６６、６８の多数の歯６６ａ、６８ａは、図５Ａ及び図５Ｂに概略で示すように、傾斜した両側面６６ｂ、６８ｂを各々に有し、いずれも同じ一定ピッチで形成される。そして、回転軸線Ｏに沿ったタレット２４の軸線方向直線移動に伴い、タレット２４に固定したタレット側カップリング部材６８が図示矢印Ａ方向に移動して、これら対向する基台側カップリング部材６６の歯６６ａとタレット側カップリング部材６８の歯６８ａとが相互に噛み合い又は離脱する。
さらに、タレット側カップリング部材６８の、多数の歯６８ａの反対側の軸線方向前端面には、クラウン歯車状に多数の歯を有したクラッチ片７２が一体に設けられる（図３参照）。他方、前述した環状歯車６０は、その内周壁６０ｂの後端に、同様にクラウン歯車状の多数の歯を有したクラッチ片７４を一体に備える（図３参照）。タレット側カップリング部材６８に設けたクラッチ片７２と環状歯車６に設けたクラッチ片７４とは、互いに軸線方向へ対向して配置され、タレット２４の軸線方向直線移動に伴い相互に係合及び離脱するクラッチユニット７６を構成する。
これらクラッチ片７２、７４の多数の歯は、前述したカップリング部材６６、６８の多数の歯６６ａ、６８ａと略同様に、傾斜した両側面を各々に有していずれも同じ一定ピッチで形成される。そして、回転軸線Ｏに沿ったタレット２４の軸線方向直線移動に伴うタレット側カップリング部材６８の移動により、これら対向するクラッチ片７２、７４の多数の歯同士が相互に噛み合い又は離脱する。
このように、カップリングユニット７０とクラッチユニット７６とは、一方が噛み合い状態にあるときに他方が離脱状態にあるように構成される。すなわち、図２Ａ及び図３に示す状態では、カップリングユニット７０の基台側カップリング部材６６とタレット側カップリング部材６８とが噛み合い、クラッチユニット７６の両クラッチ片７２、７４が互いに離脱している。また図４に示す状態では、カップリングユニット７０の両カップリング部材６６、６８が互いに離脱し、クラッチユニット７６の両クラッチ片７２、７４同士が噛み合っている。
図３は、図２Ａのタレット刃物台１４の拡大図で、カップリングユニット７０の両カップリング部材６６、６８が相互に係合して、回転軸線Ｏに関するタレット２４の回転を阻止する係合位置すなわちクランプ完了位置で示す。クランプ完了位置では、タレット２４に装着された所望の工具が、ワークＷ（図２Ａ）を加工可能な作業位置に位置決めされ、その状態でタレット２４が、両カップリング部材６６、６８の噛み合いによって強固に固定的に保持される。このクランプ完了位置、すなわち両カップリング部材６６、６８の噛み合い状態は、カップリングモータ５０の低い出力によって維持される。
ここで、基台２２上には、カップリングモータ５０とは別のサーボモータからなる前述したインデックスモータ６２が搭載されている。インデックスモータ６２の回転軸は、歯車列７７を介して、基台２２及び軸受指示部材５６を貫通する軸７８に作用的に連結され、軸７８の先端に前述した歯車６４が固定される。したがって前述したように、インデックスモータ６２の駆動力は、歯車列７７、軸７８及び歯車６４を介して環状歯車６０に伝達され、環状歯車６０が回転駆動される。
図３のクランプ完了位置では、クラッチユニット７６の両クラッチ片７２、７４は互いに離脱しているので、インデックスモータ６２の駆動力は環状歯車６０からタレット２４に伝達されることはない。他方、回転工具３４用の工具ホルダ３２をタレット２４の工具装着部２６に装着したときには、前述したように環状歯車６０は、工具ホルダ３２の工具回転軸３６に固定した工具回転歯車４０に噛合する。したがって、ワーク加工に回転工具３４が選択されたときには、インデックスモータ６２は、図３のクランプ完了位置で、環状歯車６０を介して工具回転軸３６を高速回転し、回転工具３４を回転駆動する。
図３の状態から、カップリングモータ５０の駆動によりボールねじ４４が回転し、それによりナット５２及びタレット２４が回転軸線Ｏに沿って前方（図で左方）へ直線移動すると、基台２２とタレット２４との間に回転軸線Ｏ方向への相対移動が生じ、カップリングユニット７０の両カップリング部材６６、６８が互いに離脱する。そして、カップリングユニット７０が完全に離脱した直後に、クラッチユニット７６の両クラッチ片７２、７４が互いに噛み合う。
図４は、図２Ａのタレット刃物台１４の拡大図で、クラッチユニット７６の両クラッチ片７２、７４が互いに噛み合ったアンクランプ完了位置で示す。アンクランプ完了位置では、カップリングユニット７０が離脱位置にあり、他方、インデックスモータ６２の駆動力が環状歯車６０からクラッチユニット７６を介してタレット２４に伝達される。したがってインデックスモータ６２は、図４のアンクランプ完了位置で、タレット２４を割出回転する。
上記したように、タレット刃物台１４では、カップリングユニット７０が完全に離脱した直後にクラッチユニット７６が噛み合いを完了（アンクランプ完了）し、またクラッチユニット７６が完全に離脱した直後にカップリングユニット７０が噛み合いを完了（クランプ完了）するように構成される。
ここで再び図５Ａ及び図５Ｂを参照すると、両カップリング部材６６、６８が互いに噛み合う際に、対向する歯６６ａ、６８ａの傾斜した側面６６ｂ、６８ｂ同士が密に接触する図５Ｂのクランプ完了位置に至るまでの間は、対向する歯６６ａ、６８ａの側面６６ｂ、６８ｂ間に必然的に画成される隙間により、カップリング部材６６、６８同士が回転方向へ位置ずれを生じ得ることが判る。このような位置ずれは、クランプ完了位置から両カップリング部材６６、６８が互いに離脱し、クラッチユニット７６の両クラッチ片７２、７４が、それらの対向する歯の傾斜側面同士が密に接触する図４のアンクランプ完了位置に至るまでの間にも生じ得る。
両カップリング部材６６、６８の回転方向への位置ずれは、例えばタレット２４の複数の工具装着部２６に配置的に偏って工具を装着した場合等、タレット２４が回転軸線Ｏに関する重量の不釣合いを有する場合に生じ易くなる。そして、カップリングユニット７０の係脱動作の度にこのような位置ずれが生じると、カップリング部材６６、６８の多数の歯６６ａ、６８ａが相互の摺動、衝突により摩滅、破損する危惧がある。カップリング部材６６、６８は、正確な回転割出しを遂行するために高精度の位置決め機能を要求される部材であり、したがってこのような回転方向への位置ずれを可及的に防止することが所望される。
この目的で、タレット刃物台１４には、カップリングユニット７０及びクラッチユニット７６が、クランプ完了位置及びアンクランプ完了位置に至るまでの間、回転軸線Ｏに関するタレット２４の自由回転を抑止する回転抑止手段が設けられる。
図２Ａ〜図４に示すように、回転抑止手段は、タレット２４の頭部２４ｂの外周縁領域に、複数の工具装着部２６から独立して所望箇所に設置されたばねプランジャユニット８０を備える。図６に拡大して示すように、ばねプランジャユニット８０は、工具装着部２６の装着孔２６ａから独立してタレット頭部２４ｂに軸線方向へ貫通形成された受容孔８１に固定されるスリーブ８２と、スリーブ８２内に軸線方向摺動可能に支持される可動突子すなわちプランジャ８４と、プランジャ８４をその先端８４ａがスリーブ８２の端部開口８２ａから突出する方向へ付勢する付勢手段すなわちコイルばね８６とを備える。
スリーブ８２の端部開口８２ａは、タレット２４の頭部２４ｂの後端面から突出して配置される。スリーブ８２の内周面には、端部開口８２ａから軸線方向所定距離の位置に、径方向内方へ突出する突起８２ｂが設けられる。スリーブ８２の軸線方向他端は、蓋８２ｃにより閉鎖され、突起８２ｂと蓋８２ｃとの間にコイルばね８６が収容される。
プランジャ８４は、筒状の胴体８４ｂと、胴体８４ｂから軸線方向へ延長され、外側へ凸に湾曲した軸線方向端面を有する先端８４ａと、胴体８４ｂからフランジ状に径方向へ延長された基端８４ｃとを備える。プランジャ８４の基端８４ｃは、スリーブ８２の突起８２ｂと蓋８２ｃとの間に配置され、コイルばね８６の付勢を受ける。
プランジャ８４は、胴体８４ｂがスリーブ８２の突起８２ｂに衝合することなく軸線方向移動できるとともに、所定の軸線方向位置で基端８４ｃが突起８２ｂに衝合して軸線方向移動を係止される。プランジャ８４の正確な軸線方向移動を可能にするために、スリーブ８２の端部開口８２ａと突起８２ｂとの間には、プランジャ８４の胴体８４ｂを摺動可能に支持する滑り軸受部材８８が設置される。
他方、基台２２の軸線方向前端面２２ｂに固定した軸受取付部材５６は、その軸線方向前端面に、ばねプランジャユニット８０のプランジャ８４の先端８４ａを受容可能な皿穴９０を備える。皿穴９０は、回転抑止手段の一構成要素である係合部を構成し、タレット２４の割出角度と同一の割出角度毎に、軸受取付部材５６の軸線方向前端面に設けられる。したがって、タレット２４が所望の回転割出位置にあるときに、プランジャ８４の先端８４ａは所望の皿穴９０に軸線方向へ整列して配置される。
上記構成を有する回転抑止手段の作用を以下に説明する。まず図３及び図５Ｂのクランプ完了位置では、タレット２４は所望の回転割出位置にあり、ばねプランジャユニット８０のプランジャ８４の先端８４ａは、軸受取付部材５６の所望の皿穴９０に固定的に受容されている。このときプランジャ８４は、コイルばね８６の付勢に抗して、基端８４ｃがスリーブ８２の突起８２ｂから所定距離だけ離れる位置に押込まれている。
クランプ完了位置から、タレット２４が回転軸線Ｏに沿って移動を開始すると、カップリングユニット７０の両カップリング部材６６、６８が互いに離脱し始め、対向する歯６６ａ、６８ａの傾斜した側面間に隙間が画成される。このとき、ばねプランジャユニット８０のプランジャ８４は、コイルばね８６の付勢により、基端８４ｃがスリーブ８２の突起８２ｂに衝合するまで、スリーブ８２に沿って軸線方向へ移動するので、プランジャ８４の先端８４ａは、皿穴９０に固定的に受容された状態に保持される。それにより、タレット２４の自由回転が抑止され、両カップリング部材６６、６８の回転方向への位置ずれ、及びクラッチユニット７６の両クラッチ片７２、７４の回転方向への位置ずれが防止される。
このように、プランジャ８４の先端８４ａは、基端８４ｃが図３のクランプ完了位置における押込み位置からスリーブ８２の突起８２ｂに衝合するまでの間、皿穴９０に受容され続ける。この間にタレット２４は、図３のクランプ完了位置から、図４のアンクランプ完了位置の直前状態、つまりクラッチユニット７６の両クラッチ片７２、７４の対向する歯がそれらの傾斜側面で相互に密に接触する直前の状態まで、軸線方向へ移動する。それにより、カップリングユニット７０が実質的完全な離脱状態に至るまでの間、タレット２４の自由回転が抑止され、両カップリング部材６６、６８の回転方向への位置ずれ、及び両クラッチ片７２、７４の回転方向への位置ずれが防止される。
タレット２４がさらに軸線方向へ移動すると、プランジャ８４はスリーブ８２と共にタレット２４に伴って移動し、プランジャ８４の先端８４ａが皿穴９０から脱離する。そして、プランジャ８４の先端８４ａが軸受取付部材５６の軸線方向前端面から僅かに離間するまで移動したときに、クラッチユニット７６の両クラッチ片７２、７４の対向する歯がそれらの傾斜側面で相互に密に接触し、タレット２４が図４及び図５Ａのアンクランプ完了位置に到達する。
このようにして、タレット２４がクランプ完了位置から実質的にアンクランプ完了位置に至るまでの間、回転抑止手段によりタレット２４の自由回転が抑止され、両カップリング部材６６、６８の回転方向への位置ずれ、及び両クラッチ片７２、７４の回転方向への位置ずれが防止される。その結果、カップリング部材６６、６８及びクラッチ片７２、７４の歯の摩滅、破損が効果的に防止される。
このような回転抑止手段の作用効果は、タレット２４がアンクランプ完了位置からクランプ完了位置に至るまでの間も、実質的同様にして奏される。ただしこの場合、クラッチユニット７６の両クラッチ片７２、７４が相互に離脱し始めてから、プランジャ８４の先端が皿穴９０に嵌入されるまでの僅かな時間に、両クラッチ片７２、７４の対向歯間の隙間に相当する角度だけタレット２４が微小に自由回転する可能性がある。その場合、プランジャ８４の先端が皿穴９０に嵌入されることにより、そのような微小な回転方向の位置ずれが修正され、その結果、両カップリング部材６６、６８が正確に噛み合うことになる。
上記説明から判るように、回転抑止手段によっても、ばねプランジャユニット８０のプランジャ８４の先端８４ａが皿穴９０から脱離し始めてから、アンクランプ完了位置に至るまでの、ごく僅かな距離及び時間に渡るタレット２４の軸線方向移動の間、タレット２４の僅かな自由回転が許容される状態が生じる。しかし、このようなごく僅かな時間に生じ得る自由回転は、例えばタレット２４の頭部２４ｂと基台２２に固定した軸受取付部材５６との間に、塵埃の侵入防止用に設置されたシール部材９２が発揮する摩擦力によって、可及的に低減し得るものである。
以上の構成を有するタレット刃物台１４は、本発明の範囲内で様々な修正、変形を施すことが可能である。例えば、ばねプランジャユニット８０のプランジャ８４の代わりに、コイルばね８６の付勢を受ける剛性球体を採用することもできる。また、コイルばね８６の代わりに、皿ばね等の他のばねを採用することもできる。
ボールねじ４４とナット５２とから構成されるねじ送り機構５４は、上記した構成とは反対に、ナット５２を駆動側に配置してボールねじ４４を従動側に配置することもできる。この場合には、ボールねじ４４をタレット２４に固定し、軸線方向に移動不能で回転のみ可能に構成されたナット５２をカップリングモータ５０に連結する。そして、ナット５２の回転によりボールねじ４４が直線移動し、ボールねじ４４と一体にタレット２４が回転軸線Ｏに沿って移動することになる。
また、ねじ送り機構５４に低摩擦構造や送り精度が要求されない場合は、ボールねじ４４に代えて通常のねじを使用することもできる。この場合、従動側のタレット２４がカップリングモータ５０の回転力に連れて回転しないようにするためにも、前述した回転抑止手段が有効に機能する。
さらに、カップリングユニット７０として、前述したカービックカップリングと称される構造の代わりに、例えばハースカップリングと称される構造等を適用できる。また、３つの係合要素を有した周知のカップリング構造を採用することもできる。さらに、カップリング部材６６、６８に代えて、十分な制動力を有する摩擦継手（ブレーキ）やショットピンによる位置決め構造を採用することもできる。
図７Ａは、図２Ａのタレット刃物台１４の変形例を断面図で示す。なお、図２Ａ〜図６に示したタレット刃物台１４の各構成要素と同一又は類似の構成要素は、同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
図７Ａに示すタレット刃物台は、タレット２４が基台２２に対し軸線方向へは移動せず、回転軸線Ｏを中心とした割出回転のみを行うようになっている点で、前述したタレット刃物台１４と異なるものである。このような構成を実現するために、ねじ送り機構５４のナット５２は、タレット２４の基部２４ａを貫通してさらに軸線方向前方（図で左方）へ延長され、ナット５２の前端領域がカップリングユニット７０のタレット側カップリング部材６８に径方向へ重畳可能な位置に配置される。
ナット５２の前端領域には、径方向外方へ延びる複数（図では２本）の駆動ピン９４が固定される。駆動ピン９４は、図７Ｂに示すように、タレット２４の基部２４ａに貫通形成した長孔９６を通って径方向外方へ突出し、タレット側カップリング部材６８に固定的に連結される。
カップリング部材６８は、その内周面に形成したスプライン９８により、タレット２４の基部２４ａに軸線方向摺動自在かつ回転不能に連結される。なお、カップリング部材６８の前端面には、先の実施形態と同様にクラッチ片７２が形成される。
上記構成のタレット刃物台では、カップリングモータ５０（図２Ａ参照）の回転駆動力によりボールねじ４４が回転すると、ボールねじ４４に螺合するナット５２が回転軸線Ｏに沿って直線移動する。このナット５２の直線移動は、駆動ピン９４を介してカップリング部材６８に伝えられるので、カップリング部材６８がナット５２と一体に、かつタレット２４から独立して回転軸線Ｏに沿って直線移動する。
図７Ａに示す状態では、カップリングユニット７０が完全係合状態にあり、タレット２４はクランプ完了位置に置かれている。この状態から、カップリングモータ５０の駆動によりカップリング部材６８が図７Ａの左方向に直線移動すると、カップリング部材６８が基台側カップリング部材６６から離脱するとともに、カップリング部材６８の前面に形成したクラッチ片７２が、環状歯車６０の後端縁に形成したクラッチ片７４と噛み合う。
このようにしてタレット２４をアンクランプ完了位置に配置した後、インデックスモータ６２の回転駆動力により環状歯車６０を回転させると、その回転力がクラッチ片７２、７４、カップリング部材６８、及びスプライン９８を介してタレット２４に伝えられるので、タレット２４を割出回転することができる。
さらに、アンクランプ完了位置から、カップリングモータ５０の駆動によりカップリング部材６８を図７Ａの右方向に直線移動すると、クラッチ片７２がクラッチ片７４から離脱するとともに、カップリング部材６８が基台側カップリング部材６６と噛み合う。それにより、タレット２４が所定の割出位置で基台２２に強固に固定される。
このような構成によれば、タレット２４の割出回転作業において、クランプ／アンクランプ動作の際にもタレット２４は軸線方向へ移動しないので、タレット２４及び工具の周辺近傍にワークや主軸１６等の他の物体が存在しても、相互に干渉するおそれがない。しかも、タレット２４が基台２２に対し軸線方向移動しない結果、基台２２とタレット２４との間に形成された中空部の容積変化及び空気の流動が実質的に排除され、中空部内に塵埃が侵入するおそれが低減される。
上記構成のタレット刃物台においても、前述した回転抑止手段が効果的に作用する。この場合、ばねプランジャユニット８０は、カップリングユニット７０のクランプ／アンクランプ動作に係わらず、プランジャ８４の先端８４ａが軸受取付部材５６の所望の皿穴９０に受容された状態を維持する。それにより、クランプ／アンクランプ動作の間のタレット２４の自由回転が抑止され、両カップリング部材６６、６８の回転方向への位置ずれ、及びクラッチユニット７６の両クラッチ片７２、７４の回転方向への位置ずれが防止される。
タレット２４が割出回転する際には、回転力によりプランジャ８４の先端８４ａが皿穴９０から強制的に脱離して、プランジャ８４がコイルばね８６の力に抗してスリーブ８２内に押込まれる。そして、プランジャ８４の先端８４ａを軸受取付部材５６の前端面上で摺動させつつ、タレット２４が回転する。タレット２４が、選択された割出位置に到達すると、プランジャ８４の先端８４ａが対応の皿穴９０にコイルばね８６の力により自動的に嵌まり込み、再びクランプ／アンクランプ動作の間のタレット２４の自由回転を抑止する。
図８は、上記した本発明に係る割出装置の一実施形態によるタレット刃物台１４を備えた自動旋盤の、主軸台１２、タレット刃物台１４及び工具送り台２０の制御系をブロック図で示す。
図８に示すように、主軸台１２、タレット刃物台１４及び工具送り台２０の制御系は、中央処理装置（ＣＰＵ）１００、ＲＯＭ／ＲＡＭ１０２、データ記憶部１０４、入力部１０６、表示部１０８、主軸駆動制御部１１０、工具送り台駆動制御部１１２、カップリング駆動制御部１１４、インデックス駆動制御部１１６、工具位置検出センサ１１８、カップリングセンサ１２０、クラッチセンサ１２２、割出センサ１２４、カップリングモータ回転角度センサ１２６等を含んでいる。
ＲＯＭ／ＲＡＭ１０２には、主軸台１２、タレット刃物台１４及び工具送り台２０を駆動するための制御プログラムがあらかじめ格納されている。ＣＰＵ１００は、この制御プログラムに基づいて主軸台１２、タレット刃物台１４及び工具送り台２０の各構成部分の動作を制御する。入力部１０６はキーボード等からなり、主軸台１２、タレット刃物台１４及び工具送り台２０の各構成部分の動作を制御するために必要なデータ（工具の選択、加工する部品の形状寸法、主軸回転数、工具の送り速度等）が、入力部１０６から入力される。これらのデータは、対話方式として表示部１０８に表示された表示図面に例えば数値を記入することによって入力することもできる。この場合、上記制御系はＮＣ制御装置を構成する。
入力部１０６から入力されたデータをはじめ、主軸台１２、タレット刃物台１４及び工具送り台２０の駆動制御に必要な各種データは、データ記憶部１０４に格納される。
ＣＰＵ１００は、ＲＯＭ／ＲＡＭ１０２の制御プログラム、及びデータ記憶部１０４に記憶した工具の選択（つまりタレットの割出回転）データや加工データに基づいて、所定の指令を出力する。
主軸駆動制御部１１０は、ＣＰＵ１００の指令に基づき主軸モータ１２８を作動して、主軸台１２の回転主軸１６のチャック１８に把持したワークＷを軸線１２ａの周りで回転させる（図１）。ワークＷは、タレット刃物台１４を固定的に搭載した工具送り台２０が旋盤機台１０上でＺ軸方向及びＸ軸方向へ移動することにより、タレット刃物台１４に装着した切削工具３０、及び必要に応じてインデックスモータ６２により駆動される回転工具３４によって、所望形状に加工される。
工具送り台駆動制御部１１２は、ＣＰＵ１００からの指令に基づきＺ軸送りモータ１２８及びＸ軸送りモータ１３０を作動して、工具送り台２０を旋盤機台１０上でＺ軸及びＸ軸の各方向へ移動させる。
カップリング駆動制御部１１４は、ＣＰＵ１００からの指令に基づきカップリングモータ５０を作動して、基台２２上でタレット２４を所望の割出位置に位置決め固定するためのカップリングユニット７０のカップリング部材６６、６８を係脱動作させるとともに、タレット２４をインデックスモータ６２に作用的に連結するためのクラッチユニット７６のクラッチ片７２、７４を係脱動作させる。
インデックス駆動制御部１１６は、ＣＰＵ１００からの指令に基づきインデックスモータ６２を作動して、タレット２４の割出回転又は回転工具３４の回転駆動を遂行させる。ここで、回転工具３４の回転駆動は、ワークＷの加工に際して行なわれ、一方、タレット２４の割出回転は、各種工具によるワークＷの加工段階の合間での工具選択に際して行なわれる。
工具位置検出センサ１１８は、タレット２４の割出回転段階に際し、タレット刃物台１４を工具選択可能な位置（すなわち、タレット２４がワークＷや主軸台１２に干渉せずに割出回転可能な、工具送り台２０の所定の後退位置；工具原点位置とも称する）に置くことが必要な場合、タレット刃物台１４がそのような位置にあるか否かを検出する。好ましくは、タレット刃物台１４の位置を、工具送り台２０の現在位置の座標から検出する。
カップリングセンサ１２０は、カップリングユニット７０のカップリング部材６６、６８の係脱動作を監視し、それらカップリング部材６６、６８の噛み合いが完了したことを検出する。詳しくは、カップリング部材６６、６８の噛み合いが完了したときに、カップリングモータ５０の回転トルクが増大することを検出して、カップリング完了信号をＣＰＵ１００へ出力する。
クラッチセンサ１２２は、クラッチユニット７６のクラッチ片７２、７４の係脱動作を監視し、それらクラッチ片７２、７４の噛み合いが完了したことを検出する。詳しくは、クラッチ片７２、７４の噛み合いが完了したときに、カップリングモータ５０の回転トルクが増大することを検出して、クラッチ完了信号をＣＰＵ１００へ出力する。
割出センサ１２４は、タレット２４の割出回転の回転角度を監視し、指令された角度までの割出回転動作が完了したときに、ＣＰＵ１００へ割出完了信号を出力する。
カップリングモータ回転角度センサ１２６は、カップリングユニット７０がクランプ完了位置にある間に、カップリングモータ５０の出力軸の回転を監視する。それにより、例えばワーク加工中に工具に加わる切削抵抗に起因して、タレット２４が回転方向に負荷を受けたときに、カップリングユニット７０の両カップリング部材６６、６８の間に強制的に生ずる位置ずれを検出する。
上記したように、図８に示した制御系では、工具位置検出センサ１１８、カップリングセンサ１２０、クラッチセンサ１２２、割出センサ１２４、カップリングモータ回転角度センサ１２６の各検出センサとして、サーボモータの回転位置又は回転トルクの変動を検出することによって信号を出力する構成を採用したので、構造的に独立した周知の位置検出センサは設けられていない。しかし、勿論そのような位置検出センサを採用することもでき、その場合に、割出センサ１２４及びカップリングモータ回転角度センサ１２６以外のセンサを省略することもできる。但し、自動旋盤の作動上の安全性を考慮する場合には、上記した全てのセンサを設置することが好ましい。
ここで、互いに係合した一対のカップリング部材６６、６８の歯６６ａ、６８ａの傾斜側面６６ｂ、６８ｂの間に作用する力の関係を、図９Ａ及び図９Ｂを参照して説明する。例えばワーク加工中に工具に加わる切削抵抗に起因して、タレット２４が回転方向に負荷を受けたときに、図５Ｂに示すように互いに噛み合っているカップリング部材６６、６８の歯６６ａ、６８ａの傾斜側面６６ｂ、６８ｂには、図９Ａ又は図９Ｂに示すように、カップリング部材６６、６８の回転方向への負荷Ｆが作用する。
また、カップリング部材６６、６８の互いに噛み合っている歯６６ａ、６８ａの傾斜側面６６ｂ、６８ｂの間には、周方向の負荷Ｆに加えて、ねじ送り機構５４を介してカップリングモータ５０から受ける回転軸線Ｏ方向の押圧力Ｐと、両傾斜側面６６ｂ、６８ｂの間の摩擦力Ｗとが作用する。
ここで、図９Ａに示すように回転方向への負荷Ｆが小さく、負荷Ｆの傾斜側面６６ｂ、６８ｂに沿った方向の分力Ｆａと摩擦力Ｗとの和が、押圧力Ｐの傾斜側面６６ｂ、６８ｂに沿った方向の分力Ｐａよりも小さくなるときは、押圧力Ｐの分力Ｐａによってタレット側カップリング部材６８の歯６８ａが、両傾斜側面６６ｂ、６８ｂに沿って基台側カップリング部材６６の歯６６ａの間にさらに深く入り込もうとする。その結果、両カップリング部材６６、６８の間の噛み合い状態が強固に保持される。
逆に、図９Ｂに示すように回転方向への負荷Ｆが大きく、負荷Ｆの傾斜側面６６ｂ、６８ｂに沿った方向の分力Ｆａが、押圧力Ｐの傾斜側面６６ｂ、６８ｂに沿った方向の分力Ｐａと摩擦力Ｗとの和よりも大きくなるときは、負荷Ｆの分力Ｆａにより両歯６６ａ、６８ａが傾斜側面６６ｂ、６８ｂに沿って摺動し、タレット側カップリング部材６８が回転を生じつつ基台側カップリング部材６６から軸線方向へ浮き上がる。その結果、タレット２４が基台２２から軸線方向へ浮き上がるとともに、ねじ送り機構５４を介してカップリングモータ５０が逆転する。
そこで、ねじ送り機構５４を介してカップリングモータ５０が逆転することによって生じる出力軸の回転角偏差θを、回転角度センサ１２６で検出することにより、カップリングユニット７０の両カップリング部材６６、６８の間に生じる位置ずれを検出することができる。
すなわち、タレット２４に固定されたカップリング部材６８が周方向の大きな負荷を受け、両カップリング部材６６、６８の歯６６ａ、６８ａの傾斜側面６６ｂ、６８ｂの間に滑りを生じると、タレット２４とともにナット５２が回転軸線Ｏ方向に直線移動し、ナット５２に螺合するボールねじ４４が回転する。この回転は動力伝達歯車４８を介してカップリングモータ５０に伝えられ、カップリングモータ５０の出力軸に回転角偏差θが生じる。この回転角偏差θを回転角度センサ１２６で検出する。
なお、カップリング部材６６、６８の歯６６ａ、６８ａの傾斜側面６６ｂ、６８ｂの圧力角は、好ましくは２０°程度であるが、これに限定されず、本発明の割出装置の適用に応じてカップリング部材６６、６８に要求される機能を考慮して、適宜調整することができる。例えば、圧力角を２０°を超えて形成した場合には、図９Ｂに示す負荷Ｆの分力Ｆａが増加するので、両カップリング部材６６、６８の位置ずれが生じ易くなる。
図１０は、図８に示した制御系におけるＣＰＵ１００のさらに詳細な構成を示すブロック図であり、図１０を参照して、上記した位置ずれの検出及びその補正方法を説明する。
図１０に示すように、ＣＰＵ１００は、制御系の各構成要素に前述したように指令を送る中央制御部１３４と、以下に説明する比較部１３６、負荷制御部１３８及び押圧力制御部１４０とを備える。
図８に示したデータ記憶部１０４には、一対のカップリング部材６６、６８の間に生じる位置ずれに関する適正値及び許容限界値、具体的には位置ずれをカップリングモータ５０の回転角偏差θに換算して、回転角偏差θの適正値θ０及び許容限界値θｍａｘを予め格納できる。
ＣＰＵ１００内の比較部１３６は、この適正値θ０及び許容限界値θｍａｘと、回転角度センサ１２６で検出した回転角偏差θ（位置ずれ量）とを比較する機能を有する。負荷制御部１３８は、比較部１３６による比較結果に基づいて、回転角偏差θと適正値θ０との差を求め、この差に応じて、カップリングモータ５０から一対のカップリング部材６６、６８に加えられる押圧力を増減する制御指令を、中央制御部１３４を介して押圧力制御部１４０に出力する。或いは負荷制御部１３８は、比較部１３６による比較結果に基づいて、回転角偏差θが許容限界値θｍａｘを超えた場合には中央制御部１３４に過負荷信号を出力し、これに基づき中央制御部１３４が工具送り台駆動制御部１１２に負荷減少指令を出力する。
工具送り台駆動制御部１１２は、負荷減少指令により負荷発生源である切削工具３０の送り速度を遅くしたり、ワークの切込み深さを浅くしたりして切削抵抗を低減し、タレット２４に作用する回転方向の負荷を減少させる。ただし許容限界値θｍａｘが、これを超えると危険域に入る閾値に設定されている場合は、直ちに切削工具３０をワークから離してタレット２４に作用する回転方向の負荷を取り除くことが好ましい。
押圧力制御部１４０は、負荷制御部１３８からの押圧力増減の制御指令に応じて、カップリングモータ５０の出力トルクを増減する指令を中央制御部１３４及びカップリング駆動制御部１１４を介してカップリングモータ５０に出力する。或いは押圧力制御部１４０は、回転角度センサ１２６で継続的に検出されるカップリングモータ５０の出力軸の回転角度の変化から、カップリング部材６６、６８の間に生じる位置ずれ（すなわちカップリングモータ５０の回転角偏差θ）に関する経時的な変化率ｄθを算出し、この変化率ｄθから位置ずれが増加傾向にあるか減少傾向にあるかを判別し、それぞれの傾向に応じた制御指令を、中央制御部１３４及びカップリング駆動制御部１１４を介してカップリングモータ５０に出力することもできる。
なお、カップリングモータ５０の駆動電流Ｉについては、その許容最大値Ｉｍａｘ（カップリングモータ５０の最大出力）と許容最小値Ｉｍｉｎ（同最小出力）とを予めデータ記憶部１０４に記憶しておき、ＩｍａｘとＩｍｉｎとの間の許容範囲内でカップリングモータ５０を制御することが好ましい。
図１１は、前述した実施形態に関する図８の制御系によって、タレット２４の割出回転及び位置決め固定、並びに回転工具３４の回転駆動を実行するための制御動作をフローチャートで示す。なお、この制御動作は、主としてＣＰＵ１００からの指令によって実行される。したがって、以下の制御動作は、ＣＰＵ１００からの指令を主体に説明する。
タレット刃物台１４において、インデックスモータ６２は、タレット２４の割出回転駆動と回転工具３４の高速回転駆動とを実行するための駆動源である。駆動対象がタレット２４であるか回転工具３４であるかに応じて、インデックスモータ６２の回転速度や回転方向が異なるので、インデックスモータ６２の制御については、タレット２４を割出回転するときのモード（Ｔ／Ｉモード）と、回転工具３４を高速回転するときのモード（Ｔ／Ｓモード）とに分け、それぞれのモードに対応した制御プログラムがＲＯＭ／ＲＡＭ１０２に格納されている。
まず、ある工具による切削加工段階が終了して、次の工具を選択するためにタレット２４の割出回転作業を実行する際は、切削加工段階が終了したことを確認した後、インデックスモータ６２の制御プログラムをＴ／Ｉモードに切り替える（Ｓ１）。
続いて、工具位置検出センサ１１８からの検出信号により、その時点でタレット刃物台１４が割出回転による工具選択可能な工具原点位置にあるか否かを確認する（Ｓ２）。そして工具原点位置にない場合は、工具送り台駆動制御部１１２に工具原点位置への移動指令信号を出力し（Ｓ３）、タレット刃物台１４を支持した工具送り台４を工具原点位置に移動させる。
タレット刃物台１４が工具原点位置にあることを確認した後、カップリング駆動制御部１１４に作動指令を発し、カップリングモータ５０を正方向に回転させる（Ｓ４）。なおここでは、ねじ送り機構５４のナット５２を軸線方向前方（図２の左方）へ移動させるカップリングモータ５０の回転方向を「正方向」とする。
カップリングモータ５０の正方向の回転駆動力は、動力伝達歯車４８を介してねじ送り機構５４のボールねじ４４に伝達され、ボールねじ４４が正回転する。そしてボールねじ４４の正回転に伴い、ナット５２が回転軸線Ｏに沿って前方（図２の左方）へ直線移動する。
同時に、ナット５２に固定されたタレット２４も、ナット５２と一体に基台２２に対して軸線方向前方へ直線移動する。その結果、基台２２とタレット２４の間に設けられたカップリングユニット７０の一対のカップリング部材６６、６８が相互に離脱するとともに、クラッチユニット７６の一対のクラッチ片７２、７４が相互に係合して、タレット２４が割出回転可能となる。
カップリングモータ５０の正方向への回転をさらに継続すると、タレット刃物台１４に設けたクラッチユニット７６の両クラッチ片７２、７４が相互に完全に噛み合い、タレット２４が図４に示すアンクランプ完了位置に置かれる。このようにしてクラッチ片７２、７４の噛み合いが完了すると、カップリングモータ５０の負荷が急激に増加して、クラッチセンサ１２２からクラッチ完了信号が出力される（Ｓ５）。
ここで、タレット２４と基台２２との間の回転軸線Ｏに沿った相対移動により、両カップリング部材６６、６８が相互に離脱し始めてから、両クラッチ片７２、７４の噛み合いが完了するまでの間、両カップリング部材６６、６８の歯６６ａ、６８ａ同士、及び両クラッチ片７２、７４の歯同士の間には必然的に隙間が形成される。このとき本発明によれば、前述した回転抑止手段により、タレット２４は回転を生じることなく、回転軸線Ｏに沿って図２で左方向へ直線移動し、両クラッチ片７２、７４の歯の傾斜側面の間に摺動や衝突を生じることなく、アンクランプ完了位置に到達することができる。
ＣＰＵ１００にはタイマ機能が備わっており、カップリング駆動制御部１１４に作動指令を発した時点からの時間を計測する（Ｓ６）。そして、所定時間が経過してもクラッチ完了信号が入力しなかったときは、装置の異常と判断して、カップリングモータ５０及びＺ軸送りモータ１２８の作動を停止させ、アラームを表示する（Ｓ７）。
一方、所定時間内にクラッチ完了信号が入力したときは、カップリングモータ５０による回転駆動を停止して、タレット２４の直線移動を終了させる。続いて、インデックス駆動制御部１１６に作動指令を発し（Ｓ８）、インデックスモータ６２の出力軸を、加工段階を終了した作業位置にある工具のタレット２４上の工具装着部２６と次に選択された工具の工具装着部２６との位置関係で定まる回転方向と回転角度だけ回転させる。インデックスモータ６２の回転駆動力は、歯車列７７、環状歯車６０、及びクラッチユニット７６の両クラッチ片７２、７４を介してタレット２４に伝えられる。この回転駆動力により、タレット２４は、次に選択された工具を作業位置まで移動すべく割出回転する。
ここで、インデックスモータ６２の回転駆動力によりタレット２４が割出回転すると、タレット２４に固定してあるねじ送り機構５４のナット５２も同時に回転する。そして、ナット５２とボールねじ４４との間に相対的な回転が生じると、ボールねじ４４が回転軸線Ｏに沿って直線移動することになる。しかしボールねじ４４は、転がり軸受４６によって回転軸線Ｏ方向の移動が阻止されているので、ナット５２がタレット２４と共に回転軸線Ｏ方向への直線移動を生じてしまう。
そして、このねじ送り機構５４の構造に従って、割出回転に伴いタレット２４が図４の右方向に移動する場合には、タレット側カップリング部材６８が回転しながら基台側カップリング部材６６に干渉し、インデックスモータ６２が回転不能となる。また、割出回転に伴いタレット２４が図４の左方向に移動するときは、すでに完全に噛み合っているクラッチユニット７６のクラッチ片７２がクラッチ片７４に強く押付けられ、やはりインデックスモータ６２が回転不能となる。
そこでこの制御フローでは、タレット２４を割出回転させるためのインデックスモータ６２の回転出力に同期して、タレット２４の割出回転中にねじ送り機構５４のボールねじ４４とナット５２とが相対回転を生じないように、カップリングモータ５０の出力軸を所定回転数で所定回転方向に回転させるようにしている。
このときのインデックスモータ６２とカップリングモータ５０との回転数比及び回転方向は、インデックスモータ６２から環状歯車６０（つまりタレット２４）までの歯車列の歯数比及び回転方向、並びにカップリングモータ５０からボールねじ４４までの歯車列の歯数比及び回転方向によって定まる。したがってこのような制御プログラムを、ＲＯＭ／ＲＡＭ１０２に記憶しておけばよい。
このようにして、タレット２４の割出回転が完了すると、割出センサ１２４がインデックスモータ６２の回転位置を検出して、割出完了信号を出力する（Ｓ９）。
ＣＰＵ１００は、インデックス駆動制御部１１６に作動指令を発した時点からの時間を計測する（Ｓ１０）。そして、所定時間が経過しても割出完了信号を入力しなかったときは、装置異常と判断し、インデックスモータ６２の作動を停止してアラームを表示する（Ｓ７）。
一方、所定時間内に割出完了信号が入力したときは、インデックスモータ６２の回転駆動を終了させ、次いでカップリング駆動制御部１１４に作動指令を発して、カップリングモータ５０を逆方向に回転させる（Ｓ１１）。
カップリングモータ５０の逆方向の回転駆動力は、動力伝達歯車４８を介してねじ送り機構５４のボールねじ４４に伝達され、ボールねじ４４が逆回転する。そしてボールねじ４４の逆回転に伴い、ナット５２及びタレット２４が、基台２２に対して軸線方向後方（図２の右方）へ直線移動する。その結果、クラッチユニット７６の一対のクラッチ片７２、７４が相互に離脱するとともに、カップリングユニット７０の一対のカップリング部材６６、６８が相互に係合する。
カップリングモータ５０の逆方向への回転をさらに継続すると、カップリングユニット７０の両カップリング部材６６、６８が相互に完全に噛み合い、タレット２４が図３に示すクランプ完了位置に置かれる。それにより、タレット２４が基台２２上で所望の割出位置に固定的に位置決めされる。このようにしてカップリング部材６６、６８の噛み合いが完了すると、カップリングモータ５０の負荷が急激に増加して、カップリングセンサ１２０からカップリング完了信号が出力される（Ｓ１１）。
ここで、タレット２４と基台２２との間の回転軸線Ｏに沿った相対移動により、両クラッチ片７２、７４が相互に離脱し始めてから、両カップリング部材６６、６Ｂの噛み合いが完了するまでの間、両クラッチ片７２、７４の歯同士、及び両カップリング部材６６、６８の歯６６ａ、６８ａ同士の間に必然的に隙間が形成される。このとき本発明によれば、前述した回転抑止手段により、タレット２４は本質的に回転を生じることなく、回転軸線Ｏに沿って図で右方向へ直線移動し、両カップリング部材６６、６８の歯６６ａ、６８ａの傾斜側面６６ｂ、６８ｂの間に摺動や衝突を生じることなく、クランプ完了位置に到達することができる。
ＣＰＵ１００は、カップリング駆動制御部１１４に逆回転の作動指令を発した時点からの時間を計測する（Ｓ１３）。そして、所定時間が経過してもカップリング完了信号が入力しなかったときは、装置の異常と判断して、カップリングモータ５０及びＺ軸送りモータ１２８の作動を停止させ、アラームを表示する（Ｓ７）。
一方、所定時間内にカップリング完了信号が入力したときは、カップリングモータ５０による回転駆動を停止して、タレット２４の直線移動を終了させる。このようにして、次の工具の選択が完了する。
続いて、インデックスモータ６２の制御モードを、回転工具３４の回転駆動モード（Ｔ／Ｓモード）に切替えるとともに（Ｓ１４）、カップリングモータ５０の出力トルクを低下させる（Ｓ１５）。
このとき、カップリングモータ５０の出力トルクは、ねじ送り機構５４を介して、カップリングユニット７０の両カップリング部材６６、６８の間に押圧力として作用し、両カップリング部材６６、６８が相互に噛み合った状態を保持する。したがって、両カップリング部材６６、６８の噛み合いを保持するに充分な程度のトルク（保持トルク）まで、カップリングモータ５０の出力トルクを減少させることができる。
上記実施形態では、カップリングユニット７０をいわゆるカービックカップリングから構成し、かつタレット２４をねじ送り機構５４によって直線移動させているので、保持トルクを充分に減少させることができる。
以上の制御フローにより、工具割出しのための一連の動作が終了し、その後、切削加工が実行される。
次に、図１２を参照して、切削工具３０によるワーク切削加工中のタレット刃物台（割出装置）１４の制御動作について説明する。図１２は、タレット刃物台１４の制御動作を示すフローチャートである。
まず、図８に示したＣＰＵ１００から主軸駆動制御部１１０に駆動指令を発して、主軸台１２に内蔵された主軸モータ（図示せず）を回転させるとともに、工具送り台駆動制御部１１２に駆動指令を発して、Ｚ軸送りモータ１３０及びＸ軸送りモータ１３２を作動し、工具送り台２０を駆動して切削工具３０によるワークＷの切削を開始する（Ｓ２０）。
ここで図２Ａに示すように切削工具３０をワークＷに当接して切削加工を遂行すると、ワークＷの切込み深さや切削工具３０の送り速度等、種々の切削条件に応じて、切削工具３０及びそれを保持するタレット２４に、ワーク回転方向への負荷が作用する。この回転方向の負荷は、タレット２４に固定したカップリング部材６８に伝わり、相互に噛み合っているカップリング部材６６、６８の間に周方向の負荷Ｆとして作用する（図５Ｂ参照）。
この周方向の負荷Ｆによって、タレット側カップリング部材６８が基台側カップリング部材６６から、それぞれの歯６６ａ、６８ａを傾斜側面６６ｂ、６８ｂに沿って摺動させつつ浮き上がる。その結果、両カップリング部材６６、６８の間に回転方向への位置ずれが生じ、それに伴って基台２２とタレット２４との間に軸線方向への相対移動が生じる。そこで以下の制御を実行する。
すなわち、タレット２４が基台２２上で回転軸線Ｏ方向に移動すると、ねじ送り機構５４及び動力伝達歯車４８を介してカップリング部材モータ５０を回転させる。この回転角偏差θを図８に示した回転角度センサ１２６で検出し（Ｓ２１）、その検出信号をＣＰＵ１００に送出する。
続いて、ＣＰＵ１００内の比較部１３６（図１０参照）が、回転角度センサ１２６で検出した回転角偏差θを、データ記憶部１０４にあらかじめ記憶してある許容限界値θｍａｘと比較し（Ｓ２２）、その比較結果に基づいて、回転角偏差θが許容限界値θｍａｘを超えているか否かを負荷制御部１３８で判別する（Ｓ２３）。
そして、回転角偏差θが許容限界値θｍａｘを超えている場合は、押圧力制御部１４０から中央制御部１３４を介して工具送り台駆動制御部１１２に、工具送り台２０の送り速度を遅くするか又はワークＷの切込み深さを浅くする指令が出力される。それにより、負荷発生源である切削工具３０による切削量を減少させて、タレット２４に作用する負荷を減少させる（Ｓ２４）。
一方、回転角偏差θが許容限界値θｍａｘを超えていない場合は、回転角度センサ１２６で検出した検出信号から、ＣＰＵ１００内にある押圧力制御部１４０で回転角偏差θの経時的な変化率ｄθを算出し（Ｓ２５）、この変化率ｄθから回転角偏差θ、すなわちタレット２４の直線移動量が増加傾向にあるか減少傾向にあるかを判別する。
例えば、変化率ｄθ＝０の場合は（Ｓ２６）、回転角偏差θに経時的な変化がないので、カップリングモータ５０によりカップリングユニット７０の一対のカップリング部材６６、６８に加わる相互接近方向への押圧力と、旋削作業中に切削工具３０がワークＷから受ける切削抵抗によりタレット２４に加わる回転力とが平衡した状態にある。この状態で、自動旋盤は指示通りの旋削加工を実施できる。したがってステップＳ３２に進み、旋削作業が終了するまで図１２の制御フローを続行する。
一方、変化率ｄθ＞０の場合は（Ｓ２７）、回転角偏差θが増加傾向にあると判断し、カップリングモータ５０の駆動電流Ｉが許容最大値Ｉｍａｘを超えないことを条件に（Ｓ２８）、カップリングモータ５０の駆動電流Ｉを増加させて、カップリングモータ５０の逆回転方向（カップリング部材６６、６８同士を接近させる方向）のトルクを上げる（Ｓ２９）。これにより両カップリング部材６６、６８の間に作用する押圧力が大きくなり、位置ずれの増加傾向が解消される。その後、ステップＳ３２に進み、旋削作業が終了するまでこの制御フローを続行する。
回転角偏差θが増加傾向にある場合の制御において、カップリングモータ５０の駆動電流Ｉが許容最大値Ｉｍａｘを超えてしまうような場合は（Ｓ２８）、押圧力制御部１４０から中央制御部１３４を介して工具送り台駆動制御部１１２に、工具送り台２０の送り速度を遅くするか又はワークＷの切込み深さを浅くする指令が出力され、負荷発生源である切削工具３０による切削量を減少させて、タレット２４に作用する負荷を減少させる（Ｓ２４）。その後、ステップＳ３２に進み、旋削作業が終了するまでこの制御フローを続行する。
また、変化率ｄθ＜０場合は（Ｓ２７）、回転角偏差θが減少傾向にあると判断し、カップリングモータ５０の駆動電流Ｉが許容最小値Ｉｍｉｎより低くならない範囲で（Ｓ３０）、カップリングモータ５０の駆動電流Ｉを減少させて、カップリングモータ５０の逆回転方向（カップリング部材６６、６８同士を接近させる方向）のトルクを下げる（Ｓ３１）。これにより両カップリング部材６６、６８の間に過剰に作用する押圧力が低減し、位置ずれの減少傾向が解消される。その後、ステップＳ３２に進み、旋削作業が終了するまでこの制御フローを続行する。
回転角偏差θが減少傾向にある場合の制御において、カップリングモータ５０の駆動電流Ｉが許容最小値Ｉｍｉｎより小さくなってしまうような場合は（Ｓ３０）、カップリングモータ５０の駆動電流Ｉを調整することなく、ステップＳ３２に進み、旋削作業が終了するまでこの制御フローを続行する。
なお、前述した実施形態では、割出装置の係合要素であるカップリング部材６６、６８を係合位置と離脱位置との間で移動させる駆動手段、つまり上記制御フローで説明した両カップリング部材６６、６８を相互接近方向へ押圧力を加える手段を、ねじ送り機構５４及びカップリングモータ５０によって構成したが、この駆動手段を油圧シリンダやエアシリンダ等のアクチュエータにより構成することもできる。
また、上記した制御フローでは、回転角偏差θが許容限界値θｍａｘを超えている場合や、カップリングモータ５０の駆動電流Ｉが許容最大値Ｉｍａｘを超えてしまうような場合に、切削工具３０による切削量すなわち切削抵抗を減少させて、タレット２４に作用する負荷を減少させるようにしたが、このような場合に装置の安全性を損なうおそれのあるときは、切削工具３０を直ちにワークから離して、タレット２４に作用する負荷を排除するようにしてもよい。
さらに、上記した制御フローでは、回転角偏差θが許容限界値θｍａｘを超えている場合にタレット２４に作用する負荷を減少させるようにしたが、回転角偏差θが適正値θ０を超える場合に、タレット２４に作用する負荷を減少させてもよい。
上記した制御フローによれば、割出装置の係合要素であるカップリング部材６６、６８に付与する押圧力を、タレット２４に作用する負荷に応じ適正に制御することにより、カップリング部材６６、６８の歯６６ａ、６８ａの摩耗を減少させるとともに、カップリング部材６６、６８に押圧力を付与するための駆動源の発熱を抑制することができる。
また、前述した実施形態のように本発明をタレット刃物台に適用した場合には、工程によって切削負荷が変わり、タレット２４に加わる負荷も変化するが、このような場合にもカップリング部材６６、６８に付与する押圧力を常に適正なものとすることができる。
さらに、タレット刃物台の場合、切削工具３０の切込み量を減少し、或いは切削工具３０の送り速さを遅くすることで、切削作業を停止することなく両カップリング部材６６、６８の間に生じる位置ずれが許容限界値を超えないようにすることができ、稼働率を向上させることができる。
この場合一般には、切削工具３０の送り速さを遅くする方が、加工プログラムで指定した切削工具の移動経路を変更しなくて済むため、制御が簡易となり好ましい。ただし、ねじ切りや複数の加工を同時に処理する場合等においては、切削工具３０の切込み量を減少することが望ましいこともある。
産業上の利用可能性
この発明は、工作機械で使用されるタレット刃物台等の割出装置に適用することにより、回転盤を割出位置に固定的に保持するための複数の係合要素の相互係合が完了するまで、係合要素同士の回転方向の位置ずれを確実に防止できるので、高精度の位置決め機能を要求される係合要素の摩滅、破損を効果的に防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
本発明の上記並びに他の目的、特徴及び利点を、添付図面に示す実施の形態に基づいて説明する。同添付図面において、
図１は、本発明に係る割出装置を適用したタレット刃物台を備える自動旋盤の概略斜視図、
図２Ａは、本発明に係る割出装置の一実施形態としてのタレット刃物台を、自動旋盤の主軸台に装着されたワークと共に示す断面図、
図２Ｂは、図２Ａのタレット刃物台の１つの工具装着部を異なる断面で示す部分拡大断面図、
図３は、図２Ａのタレット刃物台の拡大断面図であって、タレットのクランプ完了位置で示す図、
図４は、図２Ａのタレット刃物台の拡大断面図であって、タレットのアンクランプ完了位置で示す図、
図５Ａは、アンクランプ完了位置にある一対のカップリング部材の歯形状を示す部分拡大断面図、
図５Ｂは、クランプ完了位置にある一対のカップリング部材の歯形状を示す部分拡大断面図、
図６は、図３のクランプ完了位置にあるタレット刃物台の回転抑止手段を示す部分拡大断面図、
図７Ａは、図２Ａのタレット刃物台の変形例を、タレットのクランプ完了位置で示す拡大断面図、
図７Ｂは、図７Ａの線Ｂ−Ｂに沿った部分拡大断面図、
図８は、図２Ａのタレット刃物台を備えた自動旋盤の主軸、工具送り台及びタレット刃物台の制御系を示すブロック図、
図９Ａ及び図９Ｂは、カップリング部材の歯の傾斜側面に作用する力のベクトルを示す図、
図１０は、図８に示した制御系におけるＣＰＵのさらに詳細な構成を示すブロック図、
図１１は、図８に示した制御系による工具送り台及びタレット刃物台の制御動作を示すフローチャート、及び
図１２は、図２Ａのタレット刃物台の、位置ずれによる押圧力の制御動作を示すフローチャートである。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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