JP2015139842A - タレットの割り出し位置を検出する機能を有する工具交換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】制御装置が認識するタレットの位相と、実際のタレットの位相との間に差が生じた場合に、容易に両者の位相を合わせることができる工具交換装置を提供する。
【解決手段】工具交換装置において、タレットが旋回することにより周期的に発生する変動を検出する変動検出手段と変動検出手段による検出結果に基づいて、タレットの工具割り出しの基準の位相を設定するタレット位相検出手段とを有する。これにより、工作機械の制御装置が認識するタレットの位相と実際のタレットの位相との間に差が生じても、タレットの旋回動作を行うことで、タレットの旋回中に、予め決められた位相で周期的に発生する変動を検出することで、タレットの割り出し基準となる位相を検出できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、工具交換装置に関し、特にタレットの旋回により工具割出を行う工具交換装置に関する。

工作機械の主軸に取り付けられる工具を自動的に交換する工具交換装置が従来から用いられている。この工具交換装置には、作業に必要な複数の工具が予めセットされており、工作機械の主軸に取り付ける工具を、加工状態に応じて指定された工具に自動的に交換するように構成されている。
このような、工具を自動的に交換する自動工具交換装置を備えた工作機械として、特許文献１に開示されているような、工具を把持する複数のグリップを有するタレットを具備するものがある。

特許文献１に開示されているような、従来の自動工具交換装置を備えた工作機械においては、工作機械の制御装置はタレット駆動源の位置や位相のみを認識しており、タレットの実際の位置を直接認識しないものが一般的であった。

特開２０１０−９９７６６号公報

特許文献１に開示されているような、従来の自動工具交換装置を備えた工作機械においては、実際のタレットではなく、タレット駆動源の位置や位相のみを認識しており、タレットの実際の位置を認識していない。ここで、タレット駆動源からタレットへ動力を伝達する機構部に切粉を噛み込んだりすると、タレット駆動源の動力の一部がタレットに伝達されないことがある。その場合、工作機械の制御装置が、タレットを所定量駆動するためにタレット駆動源に指令を与えても、タレット駆動源からの動力の一部がタレットの旋回動作に使われず、タレット駆動源とタレットとの間にずれが生じ、工作機械の制御装置がタレット駆動源の位置に基づいて認識するタレットの位相と、実際のタレットの位相との間に差が生じるおそれがあった。

従来の工作機械において、工作機械の制御装置が認識するタレットの位相と、実際のタレットの位相との間に差が生じた場合、両者の差をなくすためには、熟練者がその差をなくすように実際のタレットの位相を変更する作業を行ったり、工作機械が認識している位相が実際のタレットの位相に合うように、工作機械に値を入力し直す必要があった。そのため、両者の間に差が生じた場合には、適切な作業を行うことのできる熟練者が、両者の位相を合わせる作業を終えるまで、他の者が工作機械のタレットを正常に旋回動作させることができなかった。また、作業に熟練した熟練者でないと、作業の復旧に時間がかかって、作業を適切に進めることができない場合があった。

そこで本発明は、制御装置が認識するタレットの位相と、実際のタレットの位相との間に差が生じた場合に、容易に両者の位相を合わせることができる工具交換装置を提供することを目的とする。

本願の請求項１に係る発明では、タレットと、該タレットを旋回させるタレット駆動源と、を備え、該タレット駆動源の出力を伝達することで、前記タレットを旋回させて工具割り出しを行う工具交換装置において、前記タレットが旋回することにより周期的に発生する変動を検出する変動検出手段と、前記変動検出手段による検出結果に基づいて、前記タレットの工具割り出しの基準の位相を設定するタレット位相検出手段と、を有することを特徴とする工具交換装置が提供される。

請求項１に係る発明では、工作機械の制御装置が認識するタレットの位相と実際のタレットの位相との間に差が生じても、タレットの旋回動作を行うことで、タレットの旋回中に、予め決められた位相で周期的に発生する変動を検出することで、タレットの割り出し基準となる位相を検出できる。

本願の請求項２に係る発明では、前記タレット旋回中に、予め定められた位相において、前記タレット駆動源の負荷を変動させる負荷変動機構をさらに備え、前記変動検出手段は、前記負荷変動機構による前記タレット駆動源の負荷を検出する負荷検出手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の工具交換装置が提供される。
請求項２に係る発明では、予め決められた位相で周期的に発生する変動として、タレット駆動源の負荷を変動させる負荷変動機構を備えて、負荷変動機構によるタレット駆動源の負荷を検出した上で、周期的な変動を強制的に発生させて負荷の変動を検出して、より確実にタレットの割り出し基準となる位相を検出できる。

本願の請求項３に係る発明では、前記タレット旋回中に、予め定められた位相において振動を変動させる振動変動機構をさらに備え、前記変動検出手段は、前記振動変動機構による振動を検出する振動検出手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の工具交換装置が提供される。
請求項３に係る発明では、予め決められた位相で周期的に振動を変動させる振動変動機構を備えて、振動変動機構による振動を検出することによって、より確実にタレットの割り出し基準となる位相を検出できる。

本願の請求項４に係る発明では、前記タレット駆動源の動作を制御する制御装置と、前記制御装置が認識するタレットの位相と、実際のタレットの位相に差がない状態において、前記タレットが工具割り出しの基準となる時の前記タレット駆動源の位相を記憶するタレット駆動源基準位相記憶手段と、前記タレット位相検出手段で検出したタレットの工具割り出しの基準の位相における前記タレット駆動源の位相と前記タレット駆動源の基準位相との位相差を算出するタレット駆動源位相差算出手段と、前記タレットを所定位相に割り出す際に、前記位相差を前記タレット駆動源の目標位置に対して補正する補正手段と、を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の工具交換装置が提供される。

請求項４に係る発明では、工作機械が認識するタレットの位相と実際のタレットの位相に差がない状態で、タレットが割り出し基準の位相となる時のタレット駆動源の位相と、差が生じた後にタレットの割り出し基準の位相が検出されたときのタレット駆動源の位相の差分を算出でき、タレットを任意の位相へ割り出すときのタレット駆動源の目標値に対し、その差分を補正することにより、工作機械が認識するタレットの位相と実際のタレットの位相を、工作機械により自動で合わせることができる。

本願の請求項５に係る発明では、前記タレット駆動源の動作を制御する制御装置と、前記制御装置が認識するタレットの位相と、実際のタレットの位相に差がない状態において、前記タレットが工具割り出しの基準となる時の前記タレット駆動源の位相を記憶するタレット駆動源基準位相記憶手段と、前記タレット位相検出手段で検出したタレットの工具割り出しの基準の位相における前記タレット駆動源の位相と前記タレット駆動源の基準位相との位相差を算出するタレット駆動源位相差算出手段と、前記タレット駆動源から前記タレットへの出力の伝達を停止する出力停止手段と、前記出力停止手段によって、前記タレット駆動源から前記タレットへの出力の伝達を停止した状態で、前記タレット駆動源を前記位相差分回転させる調整手段と、を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の工具交換装置が提供される。

請求項５に係る発明では、工作機械が認識するタレットの位相と実際のタレットの位相に差がない状態で、タレットが割り出し基準の位相となる時のタレット駆動源の位相と、差が生じた後にタレットの割り出し基準の位相が検出されたときのタレット駆動源の位相の差分を算出でき、その差分をタレット駆動源によりタレットの旋回のために加えた後、タレット駆動源の出力がタレットの旋回の動力として伝わらないようにして、タレット駆動源の位相を、位相の差分を加える前の位相とすることで、タレットに生じたずれを元に戻し、工作機械により、自動で工作機械が認識するタレットの位相と実際のタレットの位相を合わせることができる。

本願の請求項６に係る発明では、前記タレット駆動源の動作を制御する制御装置と、前記制御装置が認識するタレットの位相と、実際のタレットの位相に差がない状態において、前記タレットが工具割り出しの基準となる時の前記タレット駆動源の位相を記憶するタレット駆動源基準位相記憶手段と、前記タレット駆動源から前記タレットへの出力の伝達を停止する出力停止手段と、前記タレットの位相が工具割り出しの基準となる位相となったときに前記タレット駆動源を停止させ、前記出力停止手段により前記タレットへの出力の伝達を停止した状態で、前記タレット駆動源を前記タレットが工具割り出しの基準となる時の位相に割り出すことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の工具交換装置が提供される。

請求項６に係る発明では、工作機械が認識するタレットの位相と実際のタレットの位相に差がない状態で、タレットが割り出し基準の位相となる時のタレット駆動源の基準位相を記憶でき、実際のタレットの位相を割り出し基準の位相に割り出した後に、タレット駆動源の出力がタレットの旋回の動力として伝わらないようにして、タレット駆動源の位相をタレット駆動源の基準位相へ割り出すことで、工作機械により、自動で工作機械が認識するタレットの位相と実際のタレットの位相を合わせることができる。

本発明により、制御装置が認識するタレットの位相と、実際のタレットの位相との間に差が生じた場合に、容易に両者の位相を合わせることができる工具交換装置を提供することができる。

第１の実施形態におけるタレット駆動源とタレットとの関係を示した図である。 第１の実施形態におけるタレット旋回中におけるタレット駆動源の負荷の変動例を示した図である。 第１の実施形態におけるタレット旋回中のタレット駆動源の負荷の変動を検出し、タレットの割り出し基準となる位相を検出する流れを示すフローチャートである。 第２の実施形態におけるタレット旋回中のタレット駆動源の負荷の変動を検出し、タレットの割り出し基準となる位相を検出する流れを示すフローチャートである。 第３の実施形態におけるタレットとタレット駆動源との関係を示した図である。 第３の実施形態におけるタレットとタレット駆動源との関係を示した図である。 第４の実施形態におけるタレット旋回中のタレット駆動源の負荷の変動を検出し、タレットの割り出し基準となる位相を検出する流れを示すフローチャートである。 第５の実施形態におけるタレット駆動源とタレットとの関係を示した図である。 第５の実施形態におけるタレット旋回中におけるタレット駆動源の負荷の変動例を示した図である。

（第１の実施形態）
以下、図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態におけるタレット駆動源とタレットとの関係を示した図であり、図１（ａ）は側面図、図１（ｂ）はタレットをタレット駆動源側の矢印Ａ側から見た正面図である。図１において、１はタレットであり、２はタレット１を駆動するタレット駆動源であり、タレット１とは固定部４をはさんで伝達機構を介して接続されている。

タレット１は、旋回中心８を中心に右方向、左方向のいずれにも回転可能であり、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３・・・は、主軸とタレット１との間で工具を受け渡し可能となる位相を表している。また、１５はタレット１を割り出したい位相を示している。

タレット１のタレット駆動源２側の面には、端部を固定部４に固定されたばね５によって、ボール６が押し付けられている。ボール６は位置としてはタレット１の同一箇所に押し付けられているが、タレット１が回転することにより、タレット１の点線で囲まれた二重の円周の間を、タレット１を押圧しながら移動することとなる。また、タレット１上の、ボール６が移動する円周経路を８等分するように、８つの溝３が設けられている。

タレット駆動源２の動力によりタレット１の旋回動作が行われると、ボール６は円周経路をタレット１を押圧しながら移動し、その際に溝３上を通過する。ボール６が溝３以外の箇所を移動しているときには、ボール６とタレット１との間に働く摩擦力により、一定の負荷がタレット駆動源２にかかる。

ボール６が溝３上を通過する際には、最初、溝３へボール６が入り込んでばね５が伸びるように変化する。ボール６が溝３に重なっているときには、溝３の形状に合わせてボール６が移動し、ばね５が伸びるように変化した後に、ばね５が縮むように変化する。溝３からボールが出るときには、ばね５が縮むように変化する。この一連の移動において、ばね５が伸びる際には、ボール６はタレット１に対して、その旋回方向と同じ向きに力を働かせる形となり、タレット駆動源２にかかる負荷は低下する。逆にばね５が縮む際には、ばね５を縮めるための力がタレット１からボール６を介してばね５に加えられるため、その反作用としての力がタレット１の旋回に対して抵抗となる向きに働くため、タレット駆動源２にかかる負荷は増加する。

これにより、タレット駆動源２によりタレット１を旋回させると、図２に示したように、ボール６が溝３と重なる位置において、タレット駆動源２の負荷が変動することとなる。このタレット駆動源２の負荷の変動を検出することによって、実際のタレット１の位置を検出することができる。ここで、ボール６と溝３とが重なる位置であるタレットの割り出し基準の位相１０と、タレット駆動源２で認識しているタレット１を割り出したい位相１５との間の差異（１６）を検出することができる。

次に、タレット駆動源２の負荷を変動させる機構によるタレット駆動源２の負荷の変動を検出し、タレットの割り出し基準の位相１０を検出する方法を説明する。

タレット駆動源２は、予め工作機械の制御装置に設定された、決められた速度でタレット１を旋回させるように、出力する動力が工作機械の制御装置によって制御されている。例えば、決められた速度より旋回が遅くなる場合には出力が大きくなり、決められた速度より旋回が速くなる場合には、出力を抑えるように制御されることで、タレット１の旋回速度が決められた速度となるように制御する。

このため、タレット１の旋回動作に対する抵抗が小さくなる場合には、タレット駆動源２の出力は小さくなり、抵抗が大きくなる場合にはタレット駆動源２の出力は大きくなる。

図１に示された機構の場合、タレット１の旋回動作中によってボール６が溝３へ出たり入ったりすることにより、タレット１の旋回動作中におけるタレット駆動源２への負荷が変動するため、この変動に従い、工作機械の制御装置からタレット駆動源２への指令値が変化し、タレット駆動源２に供給される電流値も変化する。この指令値や、タレット駆動源２に入力される電流値の変化を検出することにより、溝３によりタレット駆動源２の負荷がある値を超えた際の位相９を、タレットの割り出し基準の位相１０として検出することができる。

次に、図３のフローチャートに基づいて、ステップごとに説明する。
・（ステップＳＡ１）タレットの旋回動作を行う。
・（ステップＳＡ２）タレット駆動源の負荷変動を検出したかどうかを判定する。検出した場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＡ３に進み、検出しない場合（ＮＯ）は、ステップＳＡ１に戻る。
・（ステップＳＡ３）タレットの割り出し基準の位相を検出する。

なお、図１で示された溝３のつけ方は一例にすぎず、必ずしも円周上に等間隔で溝をつける必要はなく、異なった間隔でつけることも可能である。また、図１においては、溝３の深さや形状はいずれも同一としているが、溝３ごとに深さや形状を変更することもできる。さらに、溝３の部分の摩擦係数を他の部分と異なる値とするように、溝３の部分の面の粗さを変えたり、溝３部分と他の部分との素材を変更したり、溝３部分と他の部分との表面処理を変えることによって、タレット駆動源２にかかる負荷の変動の様子を変えることもできる。

なお、溝３に代えて、山型のような凸形状を設けて、タレット駆動源２の負荷を変動させることもできる。また、ボール６に代えてローラーを使用したり、ばね５とボール６を用いる代わりに、固定部側に支持端を持った片持ち梁を同心円上部分に押しつけるなどの方法によって、タレット駆動源２の負荷を変動させるようにすることもできる。

（第２の実施形態）
本実施形態においては、第１の実施形態において検出されたタレットの割り出し基準の位相を記憶しておくことを特徴とする。
まず、タレットの割り出し基準の位相１０を検出する。検出方法としては、図１に示されている機構により生じるタレット駆動源２の負荷変動を検出する。図１に示されているような機構により生じるタレット駆動源２の負荷変動は、タレット１の位相に対して毎回ほぼ同じ位相で生じるため、その位相をタレット１の割り出しの基準として用いることができる。

工作機械の制御装置に、工作機械が認識するタレットの位相と実際のタレットの位相に差がない状態で、タレット１の割り出し基準の位相に実際のタレットの位相が合うときのタレット駆動源の位相αと、図１の機構で検出されたタレットの割り出し基準の位相に、実際のタレット１の位相が合うときのタレット駆動源２の位相α’とを記憶する。
また、タレット１を任意の位相θに割り出すときのタレット駆動源２の位相の目標値がβとなる場合に、工作機械の制御装置により、タレット駆動源２に、
β−α＋α’
の目標値を指令するようにすることで、工作機械の制御装置が認識するタレット１の位相と実際のタレット１の位相を工作機械により自動で合わせられる。

さらに詳細に説明すると、工作機械が認識するタレット１の位相と実際のタレット１の位相に差がない状態のときに、
α＝α’
となるため、工作機械の制御装置は、タレット駆動源２に、
β
の目標値を指令する。

工作機械の制御装置が認識するタレット１の位相と、実際のタレット１の位相がずれた後に、図１の機構で検出されたタレットの割り出し基準の位相に、実際のタレット１の位相が合うときのタレット駆動源２の位相α’を検出すると、αとα’は等しくなくなるため、工作機械の制御装置はタレット駆動源２に
β−α＋α’
の目標値を指令する。−α＋α’の項により、工作機械が認識するタレットの位相と、実際のタレットの位相の差分が補正されるため、工作機械の制御装置により、自動で工作機械が認識するタレット１の位相と、実際のタレット１の位相を合わせることができる。

次に、図４のフローチャートに基づいて、ステップ毎に説明する。
・（ステップＳＢ１）タレットの割り出し基準の位相を検出する。
・（ステップＳＢ２）タレットが割り出し基準の位相となる時の、タレット駆動源の位相α’を記憶する。
・（ステップＳＢ３）工作機械の制御装置のデータ格納部に予め記憶させておいた、工作機械が認識するタレットの位相と実際のタレットの位相に差がない状態で、タレットが割り出し基準の位相となるときのタレット駆動源の位相αと、タレットが割り出し基準の位相となる時のタレット駆動源の位相α’を用いて、タレットを任意の位相βへ割り出す場合のタレット駆動源の目標値を
β−α＋α’
としてタレット駆動源の制御を行う。
なお、位相の記憶については、工作機械の制御装置に記憶することに代えて、工具交換装置において記憶するようにすることも可能である。

（第３の実施形態）
本実施形態においては、工作機械が認識するタレットの位相と実際のタレットの位相に差がない状態で、タレットが割り出し基準の位相となるときのタレット駆動源の位相と、タレットが割り出し基準の位相となる時のタレット駆動源の位相に差があるときに、タレット駆動源からタレットへの出力を停止して、タレット駆動源を位相差分回転させることを特徴とする。

まず、タレットの割り出し基準の位相１０を検出する。検出方法としては、図１に示されている機構により生じるタレット駆動源２の負荷変動を検出する。図１に示されているような機構により生じるタレット駆動源２の負荷変動は、タレット１の位相に対して毎回ほぼ同じ位相で生じるため、その位相をタレット１の割り出しの基準として用いることができる。

工作機械の制御装置に、工作機械が認識するタレットの位相と実際のタレットの位相に差がない状態で、タレット１の割り出し基準の位相に実際のタレットの位相が合うときのタレット駆動源の位相αと、図１の機構で検出されたタレットの割り出し基準の位相に、実際のタレット１の位相が合うときのタレット駆動源２の位相α’とを記憶する。

その後、実際のタレットの位相と、工作機械の制御装置が認識するタレットの位相がずれた場合に、図１の機構で検出されたタレットの割り出し基準の位相に、実際のタレット１の位相が合うときのタレット駆動源２の位相α’を工作機械の制御装置に記憶する。

そして、タレット１の出力がタレットの旋回の動力として伝達しない状態として、−（α’−α）だけタレット１の駆動源を変化させた後、タレット駆動源２の出力がタレット１の旋回の動力として伝達する状態とすることで、工作機械の制御装置により自動で、工作機械の制御装置が認識するタレットの位相と実際のタレットの位相を合わせることができる。

次に、本実施形態の具体的な機構について説明する。図５及び図６は、本実施形態におけるタレットとタレット駆動源との関係を示す図であり、図５はタレット駆動源の動力がタレットに伝達可能な状態であり、図６はタレット駆動源の動力がタレットに伝達されない状態である。図５及び図６において、１８はタレット駆動源２に設けられた歯車、１９はタレット１に設けられた歯車であり、２１はタレット駆動源２を駆動するボールねじ、１７はボールねじ２１を駆動する駆動源である。その他の構成については、図１と同様であるので説明を省略する。

図５に示された状態においては、駆動源１７により、タレット１の歯車１９と、タレット駆動源２の歯車１８とが噛み合う位置に移動されており、タレット駆動源２の動力がタレット１に伝達されて、タレット１が旋回を行う。

その後、駆動源１７により、タレット駆動源２の歯車を、タレット１の歯車１９と噛み合わない位置まで移動させて、タレット１の出力がタレットの旋回の動力として伝達しない状態として、−（α’−α）だけタレット１の駆動源を変化させた後、再度駆動源１７によって、タレット駆動源２の歯車を、タレット１の歯車１９と噛み合う位置まで移動させて、タレット駆動源２の出力がタレット１の旋回の動力として伝達する状態とする。

なお、図５及び図６で示された機構は一例であり、動力伝達機構として歯車の代わりに摩擦車で動力を伝達したり、ベルトにより動力を伝達することも可能である。また、歯車列の構成についても、図５及び図６に示されているようなタレット１の内周で噛み合う構成に限られたものではなく、歯車列の構成については、どのような構成でも適用可能である。

なお、歯車の形状についても、平歯車どうしである必要はなく、はずば歯車どうしや、かさ歯車どうしなど、噛み合わせ可能な歯車であれば、その種類はどのような種類のものを用いることも可能である。また、タレット駆動源２を移動させる機構についても、軸と平行な方向に限ったものではなく、軸に対して角度を有する方向に移動させるものでもよい。さらに、移動させる対象についても、タレット駆動源２を移動させることに代えて、タレット１側を移動させることによって、歯車どうしを噛み合わせたり、噛み合わせを外したりしてもよい。
なお、本実施形態においても、位相の記憶については、工作機械の制御装置に記憶することに代えて、工具交換装置において記憶するようにすることも可能である。

（第４の実施形態）
本実施形態においては、工作機械が認識するタレットの位相と実際のタレットの位相に差がない状態で、タレット駆動源からタレットへの出力を停止して、タレット駆動源をタレット駆動源基準位相に割り出すことを特徴とする。ここで、タレット駆動源からタレットへの出力を伝達するかしないかを切り換える機構としては、第３の実施形態と同様の機構を用いることができる。

まず、タレットの割り出し基準の位相１０を検出する。検出方法としては、図１に示されている機構により生じるタレット駆動源２の負荷変動を検出する。図１に示されているような機構により生じるタレット駆動源２の負荷変動は、タレット１の位相に対して毎回ほぼ同じ位相で生じるため、その位相をタレット１の割り出しの基準として用いることができる。

工作機械の制御装置に、工作機械が認識するタレットの位相と実際のタレットの位相に差がない状態で、タレット１の割り出し基準の位相に実際のタレットの位相が合うときのタレット駆動源の位相αを記憶する。

その後、実際のタレットの位相と、工作機械の制御装置が認識するタレットの位相がずれた場合に、図１の機構で検出されたタレットの割り出し基準の位相を検出し、その位相が検出される箇所において、タレット駆動源の動作を停止させる。

そして、タレット１の出力がタレットの旋回の動力として伝達しない状態として、タレット駆動源２を記憶しておいた位相αに変化させた後、タレット駆動源２の出力がタレット１の旋回の動力として伝達する状態とすることで、工作機械の制御装置により自動で、工作機械の制御装置が認識するタレット１の位相と実際のタレットの位相とを合わせることができる。
なお、本実施形態においても、位相の記憶については、工作機械の制御装置に記憶することに代えて、工具交換装置において記憶するようにすることも可能である。

次に、図７のフローチャートに基づいて、ステップ毎に説明する。
・（ステップＳＣ１）タレットの割り出し基準の位相を検出する。
・（ステップＳＣ２）タレットが割り出し基準の位相となる位置で、タレット駆動源を停止させる。
・（ステップＳＣ３）タレット駆動源の出力が、タレットの旋回の動力として伝わらないようにする。
・（ステップＳＣ４）工作機械の制御装置のデータ格納部に記憶させておいた、工作機械が認識するタレットの位相と実際のタレットの位相に差がない状態において、タレットが割り出し基準の位相となるときのタレット駆動源の位相αへタレット駆動源の位相を変化させる。
・（ステップＳＣ５）タレット駆動源の出力がタレットの旋回の動力として伝わるようにする。

（第５の実施形態）
図８は、本実施形態におけるタレット駆動源とタレットとの関係を示した図である。図１に示した機構との相違点は、円周経路に設けられている溝の数が、場所に応じて変えられている点である。これにより、図９に示されているように、ボール６が溝３と重なる位置において、タレット駆動源２の負荷が変動し、負荷の変動回数が溝３に応じて異なってくる。負荷変動をさせる位相が複数ある場合に、それぞれの位相を区別して検出することが可能となる。

（第６の実施形態）
これまでの実施形態では、周期的に発生する変動を発生させる機構として、溝３とボール６により、タレット駆動源２の負荷を変動させて行ってきたが、タレット駆動源２の負荷を変動させる代わりに、予め決められた位相で振動を発生させるようにした点が異なっている。検出後の位相の補正等については、これまでの実施形態と同様である。振動発生機構としては、何らかの振動を発生させる機構を別途設けることもできるし、工具交換装置が有している自然の凹凸などにより発生する振動を用いることも可能である。

具体的な振動の検出方法としては、工具交換装置に別途振動計を取り付け、計測結果を工作機械の制御装置に伝えることにより、検知した振動が所定値を超えた時のタレットの位相を検出する。また別の方法としては、工具交換装置に別途騒音計を取り付け、振動によって生じた音を計測して、その結果を工作機械の制御装置に伝えることにより、検知した振動が所定値を超えた時のタレットの位相を検出する。

さらに別の方法としては、工具交換装置によって発生する振動による、工作機械の制御装置の指令値や、工作機械の制御装置の、駆動源へ供給する電流値の変動の検出により、振動の検出値が所定値を超えた時のタレットの位相を検出することもできる。

１ タレット
２ タレット駆動源
３ 溝
４ 固定部
５ ばね
６ ボール
８ 旋回中心
９ タレット駆動源の負荷が所定値を超える位相
１０ タレットの割り出し基準の位相
１１ 主軸とタレットとの間で工具の受け渡しが可能となる位相
１２ 負荷の変動
１４ タレット駆動源の振動の検出値が所定値を超える位相
１５ タレットを割り出したい位相
１６ 実際のタレットの位相とタレットを割り出したい位相との差
１７ タレット駆動源を移動する駆動源
１８ タレット駆動源の歯車
１９ タレットの歯車
２１ ボールねじ

本願の請求項１に係る発明では、タレットと、該タレットを旋回させるタレット駆動源と、を備え、該タレット駆動源の出力を伝達することで、前記タレットを旋回させて工具割り出しを行う工具交換装置において、前記タレット旋回中に、予め定められた位相において、前記タレット駆動源の負荷を変動させる負荷変動機構と、前記負荷変動機構による前記タレット駆動源の負荷を検出する負荷検出手段を備えた変動検出手段と、前記変動検出手段による検出結果に基づいて、前記タレットの工具割り出しの基準の位相を設定するタレット位相検出手段と、を有することを特徴とする工具交換装置が提供される。

請求項１に係る発明では、工作機械の制御装置が認識するタレットの位相と実際のタレットの位相との間に差が生じても、タレットの旋回動作を行うことで、タレットの旋回中に、予め決められた位相で周期的に発生する変動を検出することで、タレットの割り出し基準となる位相を検出できる。また、予め決められた位相で周期的に発生する変動として、タレット駆動源の負荷を変動させる負荷変動機構を備えて、負荷変動機構によるタレット駆動源の負荷を検出した上で、周期的な変動を強制的に発生させて負荷の変動を検出して、より確実にタレットの割り出し基準となる位相を検出できる。

本願の請求項２に係る発明では、タレットと、該タレットを旋回させるタレット駆動源と、を備え、該タレット駆動源の出力を伝達することで、前記タレットを旋回させて工具割り出しを行う工具交換装置において、前記タレット旋回中に、予め定められた位相において振動を変動させる振動変動機構と、前記振動変動機構による振動を検出する振動検出手段を備えた変動検出手段と、前記変動検出手段による検出結果に基づいて、前記タレットの工具割り出しの基準の位相を設定するタレット位相検出手段と、を有することを特徴とする工具交換装置が提供される。
請求項２に係る発明では、工作機械の制御装置が認識するタレットの位相と実際のタレットの位相との間に差が生じても、タレットの旋回動作を行うことで、タレットの旋回中に、予め決められた位相で周期的に発生する変動を検出することで、タレットの割り出し基準となる位相を検出できる。また、予め決められた位相で周期的に振動を変動させる振動変動機構を備えて、振動変動機構による振動を検出することによって、より確実にタレットの割り出し基準となる位相を検出できる。

本願の請求項３に係る発明では、前記タレット駆動源の動作を制御する制御装置と、前記制御装置が認識するタレットの位相と、実際のタレットの位相に差がない状態において、前記タレットが工具割り出しの基準となる時の前記タレット駆動源の位相を記憶するタレット駆動源基準位相記憶手段と、前記タレット位相検出手段で検出したタレットの工具割り出しの基準の位相における前記タレット駆動源の位相と前記タレット駆動源の基準位相との位相差を算出するタレット駆動源位相差算出手段と、前記タレットを所定位相に割り出す際に、前記位相差を前記タレット駆動源の目標位置に対して補正する補正手段と、を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の工具交換装置が提供される。

請求項３に係る発明では、工作機械が認識するタレットの位相と実際のタレットの位相に差がない状態で、タレットが割り出し基準の位相となる時のタレット駆動源の位相と、差が生じた後にタレットの割り出し基準の位相が検出されたときのタレット駆動源の位相の差分を算出でき、タレットを任意の位相へ割り出すときのタレット駆動源の目標値に対し、その差分を補正することにより、工作機械が認識するタレットの位相と実際のタレットの位相を、工作機械により自動で合わせることができる。

本願の請求項４に係る発明では、前記タレット駆動源の動作を制御する制御装置と、前記制御装置が認識するタレットの位相と、実際のタレットの位相に差がない状態において、前記タレットが工具割り出しの基準となる時の前記タレット駆動源の位相を記憶するタレット駆動源基準位相記憶手段と、前記タレット位相検出手段で検出したタレットの工具割り出しの基準の位相における前記タレット駆動源の位相と前記タレット駆動源の基準位相との位相差を算出するタレット駆動源位相差算出手段と、前記タレット駆動源から前記タレットへの出力の伝達を停止する出力停止手段と、前記出力停止手段によって、前記タレット駆動源から前記タレットへの出力の伝達を停止した状態で、前記タレット駆動源を前記位相差分回転させる調整手段と、を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の工具交換装置が提供される。

請求項４に係る発明では、工作機械が認識するタレットの位相と実際のタレットの位相に差がない状態で、タレットが割り出し基準の位相となる時のタレット駆動源の位相と、差が生じた後にタレットの割り出し基準の位相が検出されたときのタレット駆動源の位相の差分を算出でき、その差分をタレット駆動源によりタレットの旋回のために加えた後、タレット駆動源の出力がタレットの旋回の動力として伝わらないようにして、タレット駆動源の位相を、位相の差分を加える前の位相とすることで、タレットに生じたずれを元に戻し、工作機械により、自動で工作機械が認識するタレットの位相と実際のタレットの位相を合わせることができる。

本願の請求項５に係る発明では、前記タレット駆動源の動作を制御する制御装置と、前記制御装置が認識するタレットの位相と、実際のタレットの位相に差がない状態において、前記タレットが工具割り出しの基準となる時の前記タレット駆動源の位相を記憶するタレット駆動源基準位相記憶手段と、前記タレット駆動源から前記タレットへの出力の伝達を停止する出力停止手段と、前記タレットの位相が工具割り出しの基準となる位相となったときに前記タレット駆動源を停止させ、前記出力停止手段により前記タレットへの出力の伝達を停止した状態で、前記タレット駆動源を前記タレットが工具割り出しの基準となる時の位相に割り出すことを特徴とする請求項１又は２に記載の工具交換装置が提供される。

請求項５に係る発明では、工作機械が認識するタレットの位相と実際のタレットの位相に差がない状態で、タレットが割り出し基準の位相となる時のタレット駆動源の基準位相を記憶でき、実際のタレットの位相を割り出し基準の位相に割り出した後に、タレット駆動源の出力がタレットの旋回の動力として伝わらないようにして、タレット駆動源の位相をタレット駆動源の基準位相へ割り出すことで、工作機械により、自動で工作機械が認識するタレットの位相と実際のタレットの位相を合わせることができる。

Claims (6)

1. タレットと、
   該タレットを旋回させるタレット駆動源と、を備え、
   該タレット駆動源の出力を伝達することで、前記タレットを旋回させて工具割り出しを行う工具交換装置において、
   前記タレットが旋回することにより周期的に発生する変動を検出する変動検出手段と、
   前記変動検出手段による検出結果に基づいて、前記タレットの工具割り出しの基準の位相を設定するタレット位相検出手段と、
   を有することを特徴とする工具交換装置。
2. 前記タレット旋回中に、予め定められた位相において、前記タレット駆動源の負荷を変動させる負荷変動機構をさらに備え、
   前記変動検出手段は、
   前記負荷変動機構による前記タレット駆動源の負荷を検出する負荷検出手段を備えた
   ことを特徴とする請求項１に記載の工具交換装置。
3. 前記タレット旋回中に、予め定められた位相において振動を変動させる振動変動機構をさらに備え、
   前記変動検出手段は、
   前記振動変動機構による振動を検出する振動検出手段を備えた
   ことを特徴とする請求項１に記載の工具交換装置が提供される。
4. 前記タレット駆動源の動作を制御する制御装置と、
   前記制御装置が認識するタレットの位相と、実際のタレットの位相に差がない状態において、前記タレットが工具割り出しの基準となる時の前記タレット駆動源の位相を記憶するタレット駆動源基準位相記憶手段と、
   前記タレット位相検出手段で検出したタレットの工具割り出しの基準の位相における前記タレット駆動源の位相と前記タレット駆動源の基準位相との位相差を算出するタレット駆動源位相差算出手段と、
   前記タレットを所定位相に割り出す際に、前記位相差を前記タレット駆動源の目標位置に対して補正する補正手段と、を備えた
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の工具交換装置。
5. 前記タレット駆動源の動作を制御する制御装置と、
   前記制御装置が認識するタレットの位相と、実際のタレットの位相に差がない状態において、前記タレットが工具割り出しの基準となる時の前記タレット駆動源の位相を記憶するタレット駆動源基準位相記憶手段と、
   前記タレット位相検出手段で検出したタレットの工具割り出しの基準の位相における前記タレット駆動源の位相と前記タレット駆動源の基準位相との位相差を算出するタレット駆動源位相差算出手段と、
   前記タレット駆動源から前記タレットへの出力の伝達を停止する出力停止手段と、
   前記出力停止手段によって、前記タレット駆動源から前記タレットへの出力の伝達を停止した状態で、前記タレット駆動源を前記位相差分回転させる調整手段と、を備えた
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の工具交換装置。
6. 前記タレット駆動源の動作を制御する制御装置と、
   前記制御装置が認識するタレットの位相と、実際のタレットの位相に差がない状態において、前記タレットが工具割り出しの基準となる時の前記タレット駆動源の位相を記憶するタレット駆動源基準位相記憶手段と、
   前記タレット駆動源から前記タレットへの出力の伝達を停止する出力停止手段と、
   前記タレットの位相が工具割り出しの基準となる位相となったときに前記タレット駆動源を停止させ、前記出力停止手段により前記タレットへの出力の伝達を停止した状態で、前記タレット駆動源を前記タレットが工具割り出しの基準となる時の位相に割り出す
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の工具交換装置。