JP2002166325A - タッピングユニットおよびこのタッピングユニットを用いたタッピング加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軽負荷ワークでのコストパフォーマンスを改
善することができるタッピングユニットおよびこのタッ
ピングユニットを用いたタッピング加工装置を得るこ
と。 【解決手段】 モータによって回転されるタップホルダ
を備えるタッピングユニットであって、軸方向に伸縮可
能に構成され、モータ１とタップホルダ９との間に介在
されてモータ１の回転力をタップホルダ９に伝える伸縮
機構付軸継手６と、伸縮機構付軸継手６を縮退方向に付
勢する弾性部材１３と、伸縮機構付軸継手６を弾性部材
１３に抗して伸張方向に付勢する加圧用励磁コイル１４
と、を備え、伸縮機構付軸継手６の伸張によってタップ
ホルダ９をワーク側に移動して、タップホルダ９に装着
されたタップをワークに押し付けるようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ロボットや数値
制御（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ；以下、Ｎ
Ｃという）装置等に組み合わされるタップ加工装置およ
びこれに用いるタッピングユニットおよびこのタッピン
グユニットを用いたタッピング加工装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】ＮＣ工作機械を用いて自動的にタップ立
てを行う際には、ワークの一連の所望位置にドリルで下
穴を加工するステップと、これらの下穴の位置へ順次工
具を位置決めして該工具をタッピング動作させるステッ
プとが繰り返えされる。

【０００３】この時のタッピング制御には、汎用のタッ
プビットの回転および送りを制御する同期タップ制御
と、フローティングタッパを用いて大まかな送りを制御
する非同期タップ制御の２種がある。

【０００４】前記同期タップ制御は、汎用のタップビッ
トを用いるので、装置の機構そのものが簡単且つ安価に
製作できるという利点があるものの、タップビットのリ
ードと回転数に合わせた送り制御を必要とするため、主
軸および送り軸のサーボ制御が複雑で高価になるという
問題がある。

【０００５】一方、前記非同期タップ制御は、送り軸を
大まかに制御するだけでよいので、制御の内容が簡単に
なるが、反面、フローティングタッパが高価であるとい
う問題がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記のような従来のタ
ッピング加工は、高精度または高負荷加工を対象とした
ものであるから、下穴付のアルミダイキャストの様な比
較的軽負荷のワークが対象であっても、これに見合う加
工機械や簡易なタッピングユニットが無く、このため、
高価な工作機械やフローティングタッパを使わなければ
ならない。

【０００７】これらの問題点を解決するための手段とし
て、実開平６−５３０２７号公報、特開平７−１１２３
２４号公報、特表平８−５００７８０号公報に示される
ような技術が提案されている。

【０００８】実開平６−５３０２７号公報に開示されて
いる技術（第１の技術）では、タッピングユニットと、
該タッピングユニットを固定するエアシリンダ付可動機
構を有した取り付け部材とが使用され、前記タッピング
ユニットを取り付けた取り付け部材をロボットハンドに
保持させてプログラムされた位置に位置決めした後、既
にタップ加工されたねじ穴に異物が残らないよう、再度
タップ立てが行なわれる。

【０００９】この技術の特徴は、ロボットが位置決めと
モータおよびエアシリンダのオン・オフ制御を行うとと
もに、取り付け部材がタップ立て時のタップユニットの
移動を行い、更にタップユニットがモータ軸とスピンド
ル軸のずれおよび／または交叉角をオルダム継手と緩衝
部材で吸収する働きをする点にある。これによって、下
穴とタップがずれても、または下穴に対してタップが斜
めになっても、正しくタップ立てを行うことができる。

【００１０】特開平７−１１２３２４号公報に開示され
ている技術（第２の技術）は、前記第１の先行技術にお
ける取り付け部材とタップユニットに置き換えられるも
のである。この技術においては、モータの回転力をタッ
プに伝えながら、該タップの食い込みによる軸方向移動
をタップユニットの内部で吸収するため、円筒体の軸線
方向に長いスリットを設け、このスリットに挿通するピ
ンを有する駆動軸を組み合わせて連結部とすること（こ
れはコッタ継手の嵌合を緩くしたものと同等である）に
よって、前記目的を達成している。更に、前記連結部を
エアシリンダによって前後移動可能とし、且つ光センサ
によって該連結部の移動位置をチェックすることができ
る移動機構を構成している。

【００１１】この技術では、タップユニットの位置決め
後、エアシリンダでタップを押し出し、タップが正常に
ワークに達したとき、モータ（タップ）を回転させて食
い込み移動させる。そして、タップ抜き後は、エアシリ
ンダで移動機構を元の位置に戻す。

【００１２】特表平８−５００７８０号公報に開示され
ている技術（第３の技術）もタッピングユニットの構造
に関するものである。そのタッピングユニットでは、駆
動側回転体と負荷側回転体の各々に相対しかつ所定の間
隔をなして軸方向に延びる平面を設けるとともに、これ
らの平面間にケージを介して直線状コロを軸方向に対し
直角に配設し、軸方向移動を転がり軸受を介して行うと
ともに、円周方向には直線状コロの線面で回転トルクを
伝えるように作用する伸縮可能な軸継手を構成してい
る。但し、このタッピングユニットは、内部に軸方向駆
動機構を有しないので、これを保持するロボットを使用
するか、または機械側でタッピングユニット全体の位置
制御を行う必要がある。

【００１３】これらを簡単にまとめると、第１の技術
は、ロボットハンドにタッピングユニットを保持させ
て、該タッピングユニットをばねで軸方向に押圧し、こ
の状態でタップを正／逆回転させてタップ立てを行った
後、エアシリンダによってタッピングユニットをワーク
から離脱させるものである。

【００１４】また、第２の技術は、タッピングユニット
内にコッタ継手風の伸縮軸継手を設けて、この継手をエ
アシリンダで軸方向に押圧し、この状態でタップを正／
逆回転させてタップ立てを行った後、エアシリンダによ
って上記継手をワークから離脱させるものである。

【００１５】更に第３の技術は、伸縮軸継手を直線状コ
ロを用いて構成したタップユニット構造を開示したもの
である。

【００１６】前記三つの技術を利用すれば、汎用のタッ
プビットを用いた非同期のタッピングユニットを構成し
て、これをロボットに保持させてタップ立てを行うこと
ができる。しかし、これらの技術は、エアシリンダを用
いてタップの突き出しを制御するため、構造が複雑にな
り、しかもエア配管や電磁弁なども必要になるので、全
体として高価なものになってしまうという問題がある。

【００１７】この発明は、上記に鑑みてなされたもので
あり、軽負荷ワークでのコストパフォーマンスを改善す
ることができるタッピングユニットおよびこのタッピン
グユニットを用いたタッピング加工装置を得ることを目
的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明にかかるタッピングユニットは、モータに
よって回転されるタップホルダを備えるタッピングユニ
ットであって、軸方向に伸縮可能に構成され、前記モー
タとタップホルダとの間に介在されて前記モータの回転
力を前記タップホルダに伝える軸継手と、前記軸継手を
縮退方向に付勢する弾性部材と、前記軸継手を前記バネ
に抗して伸張方向に付勢する加圧用励磁コイルと、を備
え、前記軸継手の伸張によって前記タップホルダをワー
ク側に移動して、該タップホルダに装着されたタップを
前記ワークに押し付けるようにしたことを特徴とする。

【００１９】この発明によれば、モータの回転力をタッ
プホルダに伝える軸継手を軸方向に伸縮可能に構成し、
この軸継手を弾性部材によって縮退方向に付勢するとと
もに、加圧用励磁コイルによって伸張方向に付勢してい
る。したがって、タッピングユニット単体でのタップの
確実な切り込み動作が実現されて、軽負荷のタッピング
加工における生産効率が向上すると共に、構造が簡単で
安価なタッピングユニットを提供することができる。

【００２０】つぎの発明にかかるタッピングユニット
は、モータによって回転されるタップホルダを備えるタ
ッピングユニットであって、前記モータの回転運動を直
線運動に変換する運動変換機構を設け、前記直線運動に
よって前記タップホルダをワークに対して近接離反させ
るようにしたことを特徴とする。

【００２１】この発明によれば、前記モータの回転運動
を直線運動に変換し、この直線運動によって前記タップ
ホルダをワークに対して近接離反させるので、タッピン
グユニット単体でのタップの確実な切り込み動作が可能
となって、軽負荷のタッピング加工における生産効率が
向上すると共に、構造が簡単で安価なタッピングユニッ
トを実現することができる。

【００２２】つぎの発明にかかるタッピングユニット
は、上記の発明において、前記運動変換機構が、前記モ
ータを軸方向に移動し得るように支持する支持手段と、
前記モータと前記タップホルダとの間に介在されて、該
モータの回転力を前記タップホルダに伝える送りネジロ
ッドと、前記送りネジロッドに螺合され、回動および軸
方向への移動が抑止されたナット部材と、を備え、前記
モータの回転運動を前記ネジロッドと前記ナット部材と
によって該ネジロッドの直線運動に変換するように構成
されていることを特徴とする。

【００２３】この発明によれば、モータの回転運動をネ
ジロッドとナット部材とによって直線運動に変換するの
で、運動変換機構の構造が一層、簡素化される。

【００２４】つぎの発明にかかるタッピングユニット
は、上記の発明において、前記タップホルダがタップビ
ットを磁力で保持するように構成されていることを特徴
とする。

【００２５】この発明によれば、タップビットをタップ
ホルダに磁力で保持するので、タップホルダにタップビ
ットを差し込むだけで該タップビットを保持することが
できるとともに、タップビットの交換が簡単になる。

【００２６】つぎの発明にかかるタッピング加工装置
は、上記タッピングユニットを保持して、該タッピング
ユニットを予め教示した位置に自動位置決めする加工機
械としての制御サーボ機構と、タップ開始条件をチェッ
クするタップ開始検出部と、タッピングユニットの動作
制御を行うタップユニット制御部とを備え、前記タップ
開始検出部は、タップ開始条件が揃ったときにタップ開
始信号を出力し、前記タップユニット制御部は、タップ
の送り量、ねじリード、回転速度、回転数の内の少なく
とも一つのデータと、前記タップ開始信号とに基づいて
前記タッピングユニットの作動制御を行う、ことを特徴
とする。

【００２７】この発明によれば、制御サーボ機構によっ
て前記タッピングユニットが予め教示した位置に自動位
置決めされ、タップ開始条件が揃ったときにタップ開始
検出部がタップ開始信号を出力し、タップの送り量、ね
じリード、回転速度、回転数の内の少なくとも一つのデ
ータと、前記タップ開始信号とに基づいてタップユニッ
ト制御部がタッピングユニットの作動制御を行う。した
がって、予め教示した位置でのタッピング加工を効率良
く実行することができるとともに、構造が簡単で安価な
タッピング加工装置を実現することができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、この
発明にかかるタッピングユニットの好適な実施の形態に
ついて詳細に説明する。

【００２９】実施の形態１．図１は、この発明の実施の
形態１であるタッピングユニットの構成を示す断面図で
ある。また、図２、図３および図４は、それぞれ図１の
Ａ１−Ａ１断面図、Ａ２−Ａ２断面図およびＡ３−Ａ３
断面図である。図１において、モータ１は、モータ側ケ
ース２ａに内接して組み込まれ、軸方向および円周方向
に動かないように固定されている（図２参照）。タップ
側ケース３ａは、ねじ部４ａを介してモータ側ケース２
ａにねじ込み結合され、その内部に伸縮機構付軸継手６
を収容している。

【００３０】上記伸縮機構付軸継手６は、検出器付モー
タ１の出力軸に軸継手５を介して連結された断面四角状
の入力軸７ａと、この入力軸７ａが挿入された出力軸７
ｂとを備えている。図３に示すように、出力軸７ｂはそ
の長手軸線に沿う角穴を備え、この角穴の中に上記入力
軸７ａが挿入されている。

【００３１】入力軸７ａの各側面と上記出力軸７ｂの角
穴の対応する内面との間には、それぞれローラ状のコロ
８が図示しない保持器を介して組み込まれている。した
がって、入力軸７ａの回転は、上記コロ８を介して出力
軸７ｂに伝達され、また出力軸７ｂは、上記コロ８を介
して軸方向に移動することができる。

【００３２】上記出力軸７ｂにおけるモータ１とは反対
の側の端部には、タップホルダ９が設けられている。こ
のタップホルダ９は、タップビット１０を差し込むため
に、図４に示すような角穴９ａをその軸線に沿って形成
してある。

【００３３】角穴９ａは、タップビット１０の交換を容
易にするため、その穴底に配設した磁石１１の吸着力で
該タップビット１０を吸着保持する。なお、角穴９ａの
側面に板バネやスチールボールを配設し、これらの押圧
力によってタップビット１０の脱落を防止するようにし
ても良い。

【００３４】タップホルダ９は、軸方向に進退し得るよ
うにラジアル軸受け１２を介して該タップ側ケース３ａ
に支持されている。タップホルダ９とラジアル軸受け１
２は、必ずしも密着している必要はなく、穴位置のズレ
を吸収できるように両者間に隙間があってもよい。

【００３５】上記ラジアル軸受け１２と伸縮機構付軸継
手６の出力軸端面間にはコイルバネ１３が組み込まれて
いる。このコイルバネ１３は、出力軸７ｂをモータ１側
に付勢するので、タッピングユニットが垂直に保持され
た場合でも、出力軸７ｂおよびタップホルダ９が自重で
落下することが防止される。

【００３６】タップ側ケース３ａの内面には、加圧用励
磁コイル１４が設けられている。この加圧用励磁コイル
１４は、磁性体からなる伸縮機構付軸継手６の出力軸７
ｂをその軸線方向に付勢するものである。

【００３７】以下、この実施の形態１にかかるタッピン
グユニットの動作について説明する。上記加圧用励磁コ
イル１４に電流を流すと、伸縮機構付軸継手６の出力軸
７ｂがコイルバネ１３に抗して図１における右方向に付
勢されるので、タップが図示していないワークに押し当
てられる。

【００３８】この状態でモータ信号線１５に所定の駆動
電圧が印加されてモータ１が正回転駆動される。モータ
１の動力は、継手５，６を介してタップを正転させるの
で、該タップによるねじ立てが開始される。

【００３９】ねじ立てが開始されると、上記加圧用励磁
コイル１４に流れていた電流が遮断され、その後、モー
タ１の回転とタップのねじリードとによる推進力でタッ
プ加工が行われる。所定深さまでタップ加工が進行する
と、モータ１が逆転駆動されてタップビット１０が後退
する。そして、ワークからタップビット１０が抜け出る
と、コイルバネ１３の反発力によって伸縮機構付軸継手
６がモータ１側に押し戻される。タップビット１０がワ
ークから離れると、タッピングユニットは教示プログラ
ムに従って次のタップ位置まで移動されて位置決めされ
る。

【００４０】実施の形態２．図５は、実施の形態２にか
かるタッピングユニットの構成を示す断面図であり、図
６は、図５のＡ４−Ａ４断面図である。この実施の形態
２にかかるタッピングユニットのモータ１は、方形のモ
ータホルダ１８ｂに嵌合固定されている。モータホルダ
１８ｂは、断面四角状のモータ側ケース２ｂに挿入され
ており、その各外側面には、ケース２ｂの対応する内側
面に接するコロ１９が設けられている。したがって、モ
ータ１は、モータホルダー１８ｂと共にケース２ｂの軸
線方向に移動可能である。

【００４１】モータ側ケース２ｂには、タップ側ケース
３ｂが接合部４ｂで填め込み結合され、かつねじで固定
されている。タップ側ケース３ｂ内には、送りねじ１６
が設けられている。この送りねじ１６は、固定軸継手５
を介してモータ１の出力軸に連結され、かつ、回転直動
変換板１７を貫通している。

【００４２】回転／直動変換板１７は、タップ側ケース
３ｂに固定され、かつ、送りねじ１６に螺合している。
したがって、モータ１が回転すると、送りねじ１６が該
モータ１およびモータホルダ１８ｂと共に軸方向に移動
する。この時、方形のモータホルダ１８ｂは、円周方向
の動きが拘束されるので、コロ１９を介して軸方向にの
み移動することになる。

【００４３】送りねじ１６の先端部には、図１において
説明したタップホルダ９が結合されている。このタップ
ホルダ９には、タップビット１０を吸着保持する前記磁
石１１が設けられている。

【００４４】このような構造を有するこの実施の形態２
にかかるタッピングユニットは、モータの正回転に伴っ
てタップが図示していないワークに向かって前進する。
ワークの下穴に食い込んだタップは、その後、モータ１
の回転と該タップのねじリードとによる推力でタップ加
工を行う。そして、加工が終了する位置まで前進する
と、モータ１の逆方向回転によって後退してワークから
離脱し、その後、初期位置まで戻される。なお、このタ
ッピングユニットでは、前記回転／直動変換板１７に加
工された雌ねじのリードとタップのリードとを一致させ
ておく必要がある。

【００４５】実施の形態３．図７に示す実施の形態で
は、円筒状のモータホルダ１８ｃにモータ１を嵌合固定
し、該モータホルダ１８ｃを円筒状のモータ側ケース２
ｃに摺動可能に嵌合させてある。そして、モータホルダ
１８ｃの外周面にその軸線方向に沿った滑りキー２０を
突設するとともに、このキー２０をモータ側ケース２ｃ
の内周面に設けた滑りキー溝２ｄに嵌合してある。

【００４６】この構成によれば、モータ１およびモータ
ホルダ１８ｃの周方向の運動が拘束される一方、それら
の軸方向への一体移動が許容される。したがって、モー
タ１は、その回転力を送りねじ１６に伝えながら軸方向
に前後移動することができる。

【００４７】実施の形態４．次に、図８〜図１０を参照
して、この発明によるタッピング加工装置をロボットを
用いて実現した場合の構成および動作について説明す
る。なお、ここでは、この発明に特徴的な部分について
のみの構成、動作を説明するものとし、ロボット自体の
制御についてはその説明を割愛する。

【００４８】図８は、タッピング加工装置の構成を部分
的に示すブロック図である。なお、説明を簡単にするた
め、この図８では１軸に関しての構成のみを示してあ
る。このタッピング加工装置は、軸駆動部１０１、軸モ
ータ１０２、位置検出器１０３、記憶データ生成部１０
４、プログラム位置記憶部１０５、プログラム実行制御
部１０６、軸指令発生部１０７、タップ開始検出部１０
８、およびタップユニット制御部１０９を備えている。

【００４９】次に、このタッピング装置の制御動作につ
いて説明する。図示していないロボットのティーチング
ボックスの操作によって、運転モードとして教示モード
が選択されると、この教示モードを指示する信号が軸駆
動部１０１に入力される。

【００５０】軸駆動部１０１は、この信号に基づいて、
人為的に発せられる教示指令位置にロボットハンドが移
動するように軸モータ１０２を駆動する。このロボット
ハンドの位置の教示によって、該ロボットハンドの軸に
結合されている位置検出器１０３が対応する位置情報信
号を出力する。この信号は、軸駆動部１０１へフィード
バックして位置・速度制御ループを構成すると共に、後
述する教示位置データの生成のために記憶データ生成部
１０４に入力される。

【００５１】任意点へのロボットハンドの位置決め（教
示）が決定すると、前記ティーチングボックスから教示
信号（位置入力指令信号）が記憶データ生成部１０４に
入力され、これによって、該記憶データ生成部１０４が
教示位置データ（位置検出器１０３の検出位置）と共に
“タッピング有り”信号を生成する。この記憶データ生
成部１０４で生成された教示位置データと“タッピング
有り”信号は、教示順にプログラム位置記憶部１０５に
入力されて、教示順に読み出せるように記憶される。

【００５２】一連の教示作業が終了すると、前記ティー
チングボックスにおいて教示モードを解除するととも
に、プログラム運転モードを選択する。これによって軸
駆動部１０１に入力されていた教示モード信号が消失す
るため、軸駆動部１０１は入力される移動指令情報に基
づいて軸モータ１０２を駆動し得る状態になる。

【００５３】そこで、図示していない自動起動スイッチ
を押して、自動起動信号をプログラム実行制御部１０６
に入力する。これによって、プログラム実行制御部１０
６は、前記プログラム位置記憶部１０５に記憶された教
示位置と“タッピング有り”信号を１点分ずつ読み出し
て、移動量・移動速度を演算し、これらを軸指令発生部
１０７に出力する。軸指令発生部１０７は、前記移動量
・移動速度に加減速処理等を施して位置指令信号を作成
し、これを前記軸駆動部１０１に入力する。

【００５４】タップ開始検出部１０８は、プログラム実
行制御部１０６、軸指令発生部１０７、および軸駆動部
１０１から、それぞれ“タッピング有り”信号、移動指
令完了信号および誤差０信号を入力し、全ての条件が揃
った場合にタップユニット制御部１０９にタップ開始検
出信号を入力する。

【００５５】タップユニット制御部１０９は、前記タッ
プ開始検出信号以外にタップモータ（図１、図５のモー
タ１）に付設された図示していない位置検出器の出力信
号や回転速度・回転数などのデータを入力し、所定の条
件の下でタップ開始信号のオン／オフやモータ駆動電圧
の出力を行う。また、タッピングが完了した時に、次起
動信号をプログラム実行制御部１０６に出力して、次位
置への移動を実行させる。

【００５６】図９は、前記タップユニット制御部１０９
の詳細構成を示している。このタップユニット制御部１
０９は、回転数演算部１１１、回転数設定部１１２、残
回転数演算部１１３、タップ開始信号出力部１１４、信
号幅調整部１１５、回転速度設定部１１６、速度信号発
生部１１７、回転数変換部１１８、次起動信号生成部１
１９を備えている。

【００５７】図９において、回転数演算部１１１は、図
示していないロボットの設定表示盤において入力・設定
されている教示位置から穴底までの送り量と、加工ねじ
またはタップのリードとを入力し、これら二つの情報か
らタップがねじ底に達するまでに回転する回転数（＝送
り量／リード）を演算して、回転数設定部１１２に出力
する。なお、回転数設定部１１２は、前記演算結果であ
る回転数とは別に直接回転数を入力することもできる。

【００５８】回転数設定部１１２の出力データ（回転
数）は、残回転数演算部１１３に入力される。これによ
って、残回転数演算部１１３は、タップ開始信号出力部
１１４からのタップ開始タイミング信号に基づいて前記
タッピングユニットのタップモータの回転を開始させ、
タップモータからの回転数フィードバックによって残回
転数が０になるまで該モータを回転させる。

【００５９】タップ開始信号出力部１１４は、前記タッ
プ開始条件が揃ったときにタップ開始検出信号を出力す
る。図１に示した構成のタッピングユニットでは、先ず
加圧用励磁コイル１４に電流を流してタップホルダ９を
所定量突き出させ、タップモータ１が回転してタップビ
ット１０が切り込みを開始した時点で前記電流を切って
加圧用励磁コイル１４の励磁を解除する。

【００６０】この一定時間幅の励磁信号を生成するのが
信号幅調整部１１５であり、図１のタッピングユニット
に適用した場合には、該励磁信号が出力されてから所定
時間後に前記タップ開始タイミング信号を発生して、タ
ップモータ１を回転させる。

【００６１】回転速度設定部１１６は、タップモータの
回転数を予め前記ロボットの設定表示盤から入力して記
憶しておくためのものである。速度信号発生部１１７
は、この回転速度設定部１１６に記憶された回転速度に
対応する信号と残回転数演算部１１３の出力信号とに基
づいて実際に必要なモータ駆動電圧を発生し、これをモ
ータ駆動信号としてタップモータ１に印加する。

【００６２】タップモータ１が回転すると、該モータ１
に付属する位置検出器の出力が回転数変換部１１８にフ
ィードバックされるので、該回転数変換部１１８が１回
転完了信号を生成して残回転数演算部１１３に入力す
る。そこで、残回転数演算部１１３は、回転速度設定部
１１６に記憶された回転数から上記１回転完了信号を減
算し、残回転数が０になった時点でタップモータ１を逆
転させるための信号を生成する。

【００６３】タップモータ１の逆転時に於いても、速度
信号発生部１１７は対応するモータ駆動電圧を発生し、
これをモータ駆動信号としてタップモータ１に印加す
る。タップモータ１が逆転してタップがワークから離脱
すると、加圧用励磁コイル１４は既に作動していないの
で、タップホルダ９がコイルバネ１３の反発力でタッピ
ングユニット内に引き込まれ、その結果、タップとワー
クは完全に離れる。

【００６４】次起動信号生成部１１９は、残回転数演算
部１１３および速度信号発生部１１７からそれぞれ回転
数残情報、正転／逆転情報および回転停止情報を入力
し、これらの情報に基づいて回転数残＝０、逆転中、回
転停止の３条件が揃ったときに次起動信号を出力する。
この次起動信号は、次のタッピング位置への移動を開始
するための信号として図８のプログラム実行制御部１０
６に入力される。

【００６５】以上においては、図１の構成のタッピング
ユニットを用いた場合の動作について説明したが、図２
の構成のタッピングユニットを適用した場合にも同様に
動作する。なお、図２の構成のタッピングユニットを用
いる場合には、図１の構成のタッピングユニットにおい
て位置決め完了時に実行される加圧用励磁コイル１４に
よる突き出し制御が不要となるので、その突き出し量分
だけタップホルダ９の送り量が増えることになる。しか
し、タッピング中の制御の内容は、送り量など一部の設
定が変わるだけでほぼ共通する。

【００６６】図１０は、図８および図９に示したタッピ
ング加工装置の動作タイミングチャートである。この図
１０に示すように、タップ開始信号ｄが入力されると、
所定の演算によって必要な回転数が演算出力されるの
で、回転数残（＞０）信号ｃの論理レベルが“１”にな
る。そして同時に、正転／逆転信号ｂの論理レベルが
“１”になるとともに、回転停止信号ｇの論理レベルが
“０”になるので、タップモータ１が回転を始める。

【００６７】タップモータ１が回転すると、これに付属
する位置検出器から回転情報が出力される。すなわち、
１回転する毎に１回転完了信号ｅが出力される。モータ
１が指定回転数回転すると、指定回転完了信号ｆが出力
されて、回転数残（＞０）信号ｃが“０”になり、その
結果、ｉで示したモータ速度が所定の時定数で減速を始
める。

【００６８】モータ速度が０になると、回転停止信号ｇ
が１になり、これは正転／逆転信号ｂを“０”にすると
ともに逆回転（タップ抜き）指令ｈを発生させる。ま
た、これと同時に、所定の演算によって逆転に必要な回
転数が演算されるので、回転数残（＞０）信号ｃが
“１”となる。

【００６９】これによって、再びモータ１が逆回転を始
める（図１０のi.では、便宜上、正転速度と逆転速度に
同一パターンを用いている）。この場合、正転の時と同
様に、所定の回転を実行した時点で指定回転完了信号ｆ
が出力されるとともに、モータ速度が所定の時定数で減
速を始める。そして、モータ速度が０になると、回転停
止信号ｇが“１”になって、正転でないときの回転数残
（＞０）信号ｃが“０”になるので、つまり、回転停止
の条件が揃うので、次起動信号ａが出力されて、次教示
位置へのタップユニットの移動とその位置でのタップ加
工が実行されることになる。

【００７０】上記説明では、タッピングモータ１に直流
モータを用いて、このモータ１の位置フィードバックに
よって回転数を制御しているが、タッピングモータ１と
して交流モータやパルスモータを用いても容易に同様の
制御を行うことができる。また、上記タッピング加工装
置では、ロボットを用いてタッピングユニットの位置決
めを行なっているが、該タッピングユニットをＮＣ装置
を用いて位置決めすることも可能である。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、モータの回転力をタップホルダに伝える軸継手を軸
方向に伸縮可能に構成し、この軸継手を弾性部材によっ
て縮退方向に付勢するとともに、加圧用励磁コイルによ
って伸張方向に付勢している。したがって、タッピング
ユニット単体でのタップの確実な切り込み動作が実現さ
れて、軽負荷のタッピング加工における生産効率が向上
すると共に、構造が簡単で安価なタッピングユニットを
提供することができるという効果を奏する。

【００７２】つぎの発明によれば、前記モータの回転運
動を直線運動に変換し、この直線運動によって前記タッ
プホルダをワークに対して近接離反させるので、タッピ
ングユニット単体でのタップの確実な切り込み動作が実
現されて、軽負荷のタッピング加工における生産効率が
向上すると共に、構造の簡単化を図ることができるとい
う効果を奏する。

【００７３】つぎの発明によれば、モータの回転運動を
ネジロッドとナット部材とによって直線運動に変換する
ので、運動変換機構の構造が一層、簡素化されるという
効果を奏する。

【００７４】つぎの発明によれば、タップビットをタッ
プホルダに磁力で保持するので、タップホルダにタップ
ビットを差し込むだけで該タップビットを保持すること
ができるとともに、タップビットの交換が簡単になると
いう効果を奏する。

【００７５】つぎの発明によれば、制御サーボ機構によ
って前記タッピングユニットが予め教示した位置に自動
位置決めされ、タップ開始条件が揃ったときにタップ開
始検出部がタップ開始信号を出力し、タップの送り量、
ねじリード、回転速度、回転数の内の少なくとも一つの
データと、前記タップ開始信号とに基づいてタップユニ
ット制御部がタッピングユニットの作動制御を行う。し
たがって、予め教示した位置でのタッピング加工を効率
良く実行することができるとともに、構造が簡単で安価
なタッピング加工装置を実現することができるという効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１にかかるタッピング
ユニットの縦断面図である。

【図２】 図１のＡ１−Ａ１断面図である。

【図３】 図１のＡ２−Ａ２断面図である。

【図４】 図１のＡ３−Ａ３断面図である。

【図５】 この発明の実施の形態２にかかるタッピング
ユニットの縦断面図である。

【図６】 図５のＡ４−Ａ４断面図である。

【図７】 この発明の実施の形態３にかかるタッピング
ユニットのモータ支持形態を示す断面図である。

【図８】 この発明にかかるタッピング加工装置の構成
を示すブロック図である。

【図９】 図８におけるタップユニット制御部の詳細構
成を示すブロック図である。

【図１０】 タップユニット制御のタイミングチャート
である。

【符号の説明】

１ 検出器付モータ、６ 伸縮機構付軸継手、７ａ 入
力軸、７ｂ 出力軸、８ コロ、９ タップホルダ、１
０ タップビット、１１ 磁石、１４ 加圧用励磁コイ
ル、１７ 回転／直動変換板、 １８ モータホルダ、
１９ コロ、１０３ 位置検出器、１０４ 記憶デー
タ生成部、１０５ プログラム位置記憶部、１０６ プ
ログラム実行制御部、１０７ 軸指令発生部、１０８
タップ開始検出部、１０９ タップユニット制御部、１
１１ 回転数演算部、１１２回転数設定部、１１３ 残
回転数演算部、１１４ タップ開始信号出力部、１１５
信号幅調整部、１１６ 回転速度設定部、１１７ 速
度信号発生部、１１８回転数変換部。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータによって回転されるタップホルダ
   を備えるタッピングユニットであって、 軸方向に伸縮可能に構成され、前記モータとタップホル
   ダとの間に介在されて前記モータの回転力を前記タップ
   ホルダに伝える軸継手と、 前記軸継手を縮退方向に付勢する弾性部材と、 前記軸継手を前記バネに抗して伸張方向に付勢する加圧
   用励磁コイルと、を備え、前記軸継手の伸張によって前
   記タップホルダをワーク側に移動して、該タップホルダ
   に装着されたタップを前記ワークに押し付けるようにし
   たことを特徴とするタッピングユニット。
2. 【請求項２】 モータによって回転されるタップホルダ
   を備えるタッピングユニットであって、 前記モータの回転運動を直線運動に変換する運動変換機
   構を設け、前記直線運動によって前記タップホルダをワ
   ークに対して近接離反させるようにしたことを特徴とす
   るタッピングユニット。
3. 【請求項３】 前記運動変換機構が、 前記モータを軸方向に移動し得るように支持する支持手
   段と、 前記モータと前記タップホルダとの間に介在されて、該
   モータの回転力を前記タップホルダに伝える送りネジロ
   ッドと、 前記送りネジロッドに螺合され、回動および軸方向への
   移動が抑止されたナット部材と、 を備え、前記モータの回転運動を前記ネジロッドと前記
   ナット部材とによって該ネジロッドの直線運動に変換す
   るように構成されていることを特徴とする請求項２に記
   載のタッピングユニット。
4. 【請求項４】 前記タップホルダが、タップビットを磁
   力で保持するように構成されていることを特徴とする請
   求項１〜３のいずれか一つに記載のタッピングユニッ
   ト。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか一つに記載のタ
   ッピングユニットを保持して、該タッピングユニットを
   予め教示した位置に自動位置決めする加工機械としての
   制御サーボ機構と、タップ開始条件をチェックするタッ
   プ開始検出部と、タッピングユニットの動作制御を行う
   タップユニット制御部とを備え、 前記タップ開始検出部は、タップ開始条件が揃ったとき
   にタップ開始信号を出力し、 前記タップユニット制御部は、タップの送り量、ねじリ
   ード、回転速度、回転数の内の少なくとも一つのデータ
   と、前記タップ開始信号とに基づいて前記タッピングユ
   ニットの作動制御を行う、 ことを特徴とするタッピング加工装置。