JP2020116650A

JP2020116650A - 工作機械

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Publication number: JP2020116650A
Application number: JP2019007308A
Authority: JP
Inventors: 絢子北風; Ayako Kitakaze
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 2019-01-18
Filing date: 2019-01-18
Publication date: 2020-08-06
Anticipated expiration: 2039-01-18
Also published as: TWI809242B; WO2020149372A1; TW202031400A; CN113286677A; CN113286677B; US20220126393A1; EP3912756A1; KR20210113216A; EP3912756B1; JP7195160B2; EP3912756A4; US11707797B2

Abstract

【課題】接合された２本のワークに芯ずれが生じていることを容易に検出することが可能な工作機械を提供する。【解決手段】第１主軸１０と、第２主軸２０と、各主軸１０、２０に把持された各ワークＷ１、Ｗ２の軸方向端部を接合して接合ワークＷ３とする接合手段５１と、を有する工作機械１であって、第１主軸１０を、第１主軸１０の軸線に交差する方向に移動させる電動サーボモータ３３と、電動サーボモータ３３の電流値を検出する電流値検出手段５３と、両主軸１０、２０により接合ワークＷ３を把持した状態で接合ワークＷ３を回転させたときに電流値検出手段５３により検出される電流値に基づいて、接合ワークＷ３における第１ワークＷ１と第２ワークＷ２との芯ずれを検出する芯ずれ検出手段５２と、を有することを特徴とする工作機械１。【選択図】図１

Description

本発明は、２つのワークを接合して１つの接合ワークとすることができる工作機械に関する。

従来、互いに対向する２本の主軸を有する旋盤等の工作機械として、一方の主軸の把持部に把持されたワークの軸方向端部と他方の主軸の把持部に把持されたワークの軸方向端部とを、例えば摩擦圧接や溶接、圧入等の接合手段によって接合することで、これらのワークを１つの接合ワークとするように構成されたものが知られている（特許文献１参照）。

特開平６−３１２２７８号公報

上記従来の工作機械においては、２つのワークを互いに同軸となるように精度よく接合するために、接合前に、両ワークの軸方向端面を、バイト等の工具を用いて接合に適した形状に加工するのが一般的であるが、例えば、工具の摩耗や欠損、加工部に供給される切削油の劣化、工作機械の経年劣化等の種々の要因によって、接合された２本のワークに突発的に芯ずれ（偏心）が生じるおそれがある。

しかし、上記従来の工作機械は、接合された２本のワークに芯ずれが生じても、当該芯ずれを検出することができない。

本発明は、上記課題を鑑みて成されたものであり、その目的は、接合された２本のワークに芯ずれが生じていることを容易に検出することが可能な工作機械を提供することにある。

本発明の工作機械は、第１ワークを把持する第１主軸と、第２ワークを把持する第２主軸と、各主軸に把持された各ワークの軸方向端部を接合して前記第１ワークと前記第２ワークとを１つの接合ワークとする接合手段と、を有する工作機械であって、前記第１主軸を、前記第１主軸の軸線に交差する方向に移動させる電動サーボモータと、前記電動サーボモータの電流値を検出する電流値検出手段と、両主軸により前記接合ワークを把持した状態で、前記第１主軸または前記第２主軸により前記接合ワークを回転させたときに前記電流値検出手段により検出される電流値に基づいて、前記接合ワークにおける前記第１ワークと前記第２ワークとの芯ずれを検出する芯ずれ検出手段と、を有することを特徴とする。

本発明の工作機械は、上記構成において、前記芯ずれ検出手段が、前記電流値検出手段により検出される電流値の振幅が所定値以上となったときに、前記接合ワークにおける前記第１ワークと前記第２ワークとの間の芯ずれを検出するのが好ましい。

本発明の工作機械は、上記構成において、前記第１主軸の所定の回転位置を基準とした回転角度を検出する回転角度検出手段をさらに有し、前記芯ずれ検出手段が、前記回転角度検出手段により検出された前記回転角度と前記電流値検出手段により検出される電流値の変動周期とに基づいて、前記第１ワークに対する前記第２ワークの芯ずれの方向を検出するように構成されているのが好ましい。

本発明の工作機械は、上記構成において、前記接合手段が、前記第１主軸に把持された前記第１ワークの軸方向端部と前記第２主軸に把持された前記第２ワークの軸方向端部とを摩擦圧接するように構成されているのが好ましい。

本発明によれば、接合された２本のワークに芯ずれが生じていることを容易に検出することが可能な工作機械を提供することができる。

本発明の一実施の形態である工作機械の構成を概略で示す説明図である。図１に示す工作機械により、２つのワークを摩擦圧接している状態を示す説明図である。摩擦圧接により接合された２本のワークに芯ずれが生じた状態を示す説明図である。図１に示す工作機械により、接合ワークの芯ずれを検出している状態を示す説明図である。接合ワークの芯ずれを検出する際に電流値検出手段により検出される電流値の変動の一例を示す線図である。電動サーボモータの電流値の振幅と芯ずれの偏心量との相関関係を示す線図である。芯ずれの方向を検出する方法を説明するための説明図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施の形態である工作機械１について詳細に例示説明する。

図１に示す工作機械１は、例えばＣＮＣ旋盤等の旋盤として構成されたものであり、基台２に搭載される第１主軸１０と第２主軸２０とを有している。

第１主軸１０と第２主軸２０は、第１主軸１０の軸線と第２主軸２０の軸線とが互いに平行となるとともに軸線の方向に互いに離れるように対向配置されている。以下、第１主軸１０と第２主軸２０の軸線に平行な方向をＺ軸方向とし、Ｚ軸方向に直交する方向をＸ軸方向とし、Ｚ軸方向及びＸ軸方向に直交する方向をＹ軸方向とする。

第１主軸１０は第１主軸台１１に回転自在に支持され、第１主軸モータによって回転駆動される。第１主軸モータとしては、例えば、第１主軸台１１の内部において第１主軸台１１と第１主軸１０との間に構成されるビルトインモータを採用することができる。第１主軸１０の先端には第１チャック１０ａが設けられ、第１主軸１０は第１チャック１０ａにより第１ワークＷ_１を把持することができる。第１チャック１０ａにより第１ワークＷ_１を把持した状態で第１主軸１０を第１主軸モータによって回転駆動することで、第１ワークＷ_１を回転させることができる。

第２主軸２０は第２主軸台２１に回転自在に支持され、第２主軸モータによって回転駆動される。第２主軸モータとしては、例えば、第２主軸台２１の内部において第２主軸台２１と第２主軸２０との間に構成されるビルトインモータを採用することができる。第２主軸２０の第１主軸１０の側を向く先端には第２チャック２０ａが設けられている。第２主軸２０は第２チャック２０ａにより第２ワークＷ_２を把持することができる。第２チャック２０ａにより第２ワークＷ_２を把持した状態で第２主軸２０を第２主軸モータにより回転駆動することで、第２ワークＷ_２を回転させることができる。

基台２と第１主軸台１１との間には、第１主軸１０をＸ軸方向に移動させるＸ軸移動機構３０と、第１主軸１０をＺ軸方向に移動させるＺ軸移動機構４０とが設けられている。

Ｘ軸移動機構３０は基台２に固定されてＸ軸方向に沿って延びるＸ軸ガイドレール３１を備えており、Ｘ軸ガイドレール３１にＺ軸移動機構４０がスライド自在に装着されている。Ｘ軸ガイドレール３１とＺ軸移動機構４０との間にはボールネジ機構３２が設けられている。ボールネジ機構３２には電動サーボモータ３３が接続されており、電動サーボモータ３３によってボールネジ機構３２を回転駆動することにより、Ｚ軸移動機構４０とともに第１主軸１０をＸ軸ガイドレール３１に沿ってＸ軸方向に移動させることができる。また、電動サーボモータ３３は、第１主軸１０のＸ軸方向の位置を保持するように作動することもできる。

第１主軸１０を、第１主軸１０の軸線に直交するＸ軸方向に移動させる電動サーボモータ３３としては、例えばＡＣサーボモータ、ＤＣサーボモータ等の、第１主軸１０をＸ軸方向に移動させることができるとともに第１主軸１０をＸ軸方向の任意の位置に保持可能な種々の構成のものを採用することができる。

Ｚ軸移動機構４０はＺ軸方向に沿って延びるＺ軸ガイドレール４１を備えている。Ｚ軸ガイドレール４１には第１主軸台１１がスライド自在に装着されている。Ｚ軸ガイドレール４１と第１主軸台１１との間にはボールネジ機構４２が設けられている。ボールネジ機構４２には電動サーボモータ４３が接続されており、電動サーボモータ４３によってボールネジ機構４２を回転駆動することにより、第１主軸１０を第１主軸台１１とともにＺ軸ガイドレール４１に沿ってＺ軸方向に移動させることができる。

第１主軸１０を、Ｚ軸方向に移動させる電動サーボモータ４３としては、例えばＡＣサーボモータ、ＤＣサーボモータ等の、第１主軸１０をＺ軸方向に移動させることができるとともに第１主軸１０をＺ軸方向の任意の位置に保持可能な種々の構成のものを採用することができる。

工作機械１は、切削加工のための工具を備えた構成とすることもできる。この場合、第１主軸１０の第１チャック１０ａに把持された第１ワークＷ_１ないし第２主軸２０の第２チャック２０ａに把持された第２ワークＷ_２を工具により切削加工することが可能な構成とすることができる。

工作機械１は制御部５０を有している。制御部５０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）やメモリ等の記憶手段を備えたマイクロコンピュータとしての機能を有し、第１主軸１０の主軸モータ、第２主軸２０の主軸モータ、電動サーボモータ３３及び電動サーボモータ４３に接続されている。

制御部５０は、第１主軸１０の主軸モータ、第２主軸２０の主軸モータ、電動サーボモータ３３、電動サーボモータ４３及び工具の作動を統合制御することにより、第１主軸１０の第１チャック１０ａに把持された第１ワークＷ_１ないし第２主軸２０の第２チャック２０ａに把持された第２ワークＷ_２を工具により加工することができる。

また、制御部５０は、第１主軸１０の主軸モータ、第２主軸２０の主軸モータ、電動サーボモータ３３及び電動サーボモータ４３の作動を統合制御することにより、第１主軸１０の第１チャック１０ａにより把持された第１ワークＷ_１の軸方向端部と第２主軸２０の第２チャック２０ａにより把持された第２ワークＷ_２の軸方向端部とを摩擦圧接して１つの接合ワークＷ_３とすることができる。すなわち、制御部５０は、第１主軸１０の第１チャック１０ａにより把持された第１ワークＷ_１の軸方向端部と第２主軸２０の第２チャック２０ａにより把持された第２ワークＷ_２の軸方向端部とを摩擦圧接して１つの接合ワークＷ_３とする接合手段５１としての機能を有する構成となっている。

以下に、制御部５０の接合手段５１としての機能により、工作機械１が第１ワークＷ_１の軸方向端部と第２ワークＷ_２の軸方向端部とを摩擦圧接する手順ないし方法について説明する。

まず、図１に示すように、第１主軸１０に第１チャック１０ａを用いて第１ワークＷ_１を把持させ、第２主軸２０に第２チャック２０ａを用いて第２ワークＷ_２を把持させるとともに、第１主軸１０と第２主軸２０とを同軸に並べて配置して第１ワークＷ_１の軸方向端部と第２ワークＷ_２の軸方向端部とを対向させる。

第１ワークＷ_１及び第２ワークＷ_２としては、例えば鋼材製の丸棒を用いることができるが、他の金属材料製のものや他の形状のものを用いることもできる。第１ワークＷ_１及び第２ワークＷ_２は、摩擦圧接される前に、例えば上記した工具を用いて摩擦圧接に適した形状に加工されるのが好ましい。

次に、第１主軸１０の回転を停止させたまま第２主軸２０を所定の回転速度で回転させて第１主軸１０に把持された第１ワークＷ_１と第２主軸２０に把持された第２ワークＷ_２とを所定の回転速度差で互いに相対回転させる。

なお、本実施の形態では、第１主軸１０の回転を停止させたまま第２主軸２０のみを所定の回転速度で回転させて第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２とを相対回転させるようにしているが、第２主軸２０の回転を停止させたまま第１主軸１０のみを所定の回転速度で回転させて第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２とを相対回転させるようにしてもよく、第１主軸１０と第２主軸２０とを異なる回転速度で同一方向に回転させて第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２とを相対回転させるようにしてもよく、第１主軸１０と第２主軸２０とを異なる回転速度または同一の回転速度で互いに逆方向に回転させて第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２とを相対回転させるようにしてもよい。

次に、図２に示すように、第１主軸１０に把持された第１ワークＷ_１と第２主軸２０に把持された第２ワークＷ_２とを所定の回転速度差で互いに相対回転させた状態で、Ｚ軸移動機構４０の電動サーボモータ４３を作動させて第１主軸１０を第２主軸２０に接近するようにＺ軸方向に移動させ、第１ワークＷ_１の軸方向端部（軸方向端面）を第２ワークＷ_２の軸方向端部（軸方向端面）に接触させる。第１ワークＷ_１の軸方向端部が第２ワークＷ_２の軸方向端部に接触すると、第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２との所定の回転速度差での相対回転によって第１ワークＷ_１の軸方向端部と第２ワークＷ_２の軸方向端部との間に摩擦熱が生じ、第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２とが摩擦加熱される。

相対回転する第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２との間の回転速度差は、第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２との摩擦圧接に必要な摩擦熱を生じさせ得る回転速度差であればよい。

摩擦加熱により第１ワークＷ_１の軸方向端部と第２ワークＷ_２の軸方向端部とが所定の温度に至ると、第２主軸２０の回転を停止して第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２との間の相対回転を停止させた後、第１主軸１０を第２主軸２０に接近するようにさらにＺ軸方向に移動させる。これにより、第２ワークＷ_２の軸方向端部を第１ワークＷ_１の軸方向端部に所定の圧力（アプセット圧）でＺ軸方向に沿う方向に押し付けて、第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２とを互いの軸方向端部を接合面として摩擦圧接して１つの接合ワークＷ_３とすることができる。

なお、接合手段５１による摩擦圧接の手順は、上記に限らず、第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２とを摩擦圧接により接合することができれば、種々変更可能である。

工作機械１は、接合手段５１としての機能により第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２とを接合してなる接合ワークＷ_３の第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２との間に、互いの軸線がずれる芯ずれ（偏心）が生じたときに、当該芯ずれを検出する芯ずれ検出手段５２を有している。芯ずれ検出手段５２は、制御部５０の機能として構成されている。すなわち、制御部５０は、接合手段５１により第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２とを接合してなる接合ワークＷ_３における第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２との芯ずれを検出する芯ずれ検出手段５２としての機能を有する構成となっている。

また、制御部５０には電流値検出手段としての電流計５３が設けられている。電流計５１は電動サーボモータ３３に接続されており、制御部５０から電動サーボモータ３３に供給される電流の電流値（電動サーボモータ３３の電流値）を検出することができる。

図３に示すように、工作機械１により第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２とを接合した接合ワークＷ_３には、例えば工具の摩耗や欠損、加工部に供給される切削油の劣化、工作機械１の経年劣化等の種々の要因によって、接合された第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２に突発的に芯ずれが生じるおそれがある。本実施の形態の工作機械１は、当該芯ずれを芯ずれ検出手段５２により検出することができる。

以下に、芯ずれ検出手段５２により、接合ワークＷ_３における第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２との芯ずれを検出する手順ないし方法について説明する。

まず、図４に示すように、工作機械１の接合手段５１により第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２とを接合して接合ワークＷ_３とした後、接合ワークＷ_３が第１チャック１０ａと第２チャック２０ａとにより把持された状態で、第２主軸２０のみを作動させて接合ワークＷ_３を回転させる。このとき、第１主軸１０のＸ軸方向の位置は、制御部５０によって制御される電動サーボモータ３３によって保持されている。第２主軸２０が作動して接合ワークＷ_３が回転すると、第２主軸２０の回転が接合ワークＷ_３を介して第１主軸１０に伝達されて第１主軸１０も第２主軸２０に駆動されて回転する。

なお、第２主軸２０に替えて第１主軸１０を作動させて接合ワークＷ_３を回転させてもよい。

第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２とが芯ずれを生じた状態の接合ワークＷ_３が、第１チャック１０ａと第２チャック２０ａとにより把持された状態で回転すると、図４に示すように、基台２に固定されてＸ軸方向に移動することができない第２主軸２０の軸線を中心として、第１主軸１０に第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２との芯ずれ量（偏心距離）ａの２倍の振幅でＸ軸方向の振動が生じる。そして、当該振動がボールネジ機構３２を介して電動サーボモータ３３に加えられることにより、電動サーボモータ３３には第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２との芯ずれに対応した負荷が、第１主軸１０の回転角度に応じた所定の周期で加えられることになる。

このとき、Ｘ軸移動機構３０の電動サーボモータ３３は、制御部５０によって第１主軸１０のＸ軸方向の位置を保持するように制御されているため、当該負荷に抗する反力を第１主軸１０に生じさせて第１主軸１０のＸ軸方向の位置を保持するために、制御部５０から電動サーボモータ３３に供給される電流の電流値は、第１主軸１０の回転角度に応じて増減することになる。すなわち、電動サーボモータ３３の電流値は、例えば図５に示すように、第１主軸１０の回転角度に応じて増減することになる。電動サーボモータ３３の電流値の増減幅すなわち変動幅は、第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２との芯ずれ量（偏心量）が大きいほど大きくなる。

第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２との芯ずれ量（偏心量）と電動サーボモータ３３の電流値の変動幅との相関関係は、工作機械１の構造や制御部５０の構造等によって相違する。そのため、制御部５０の記憶手段には、予め実験等により得た偏心量と電流値の振幅との相関関係が記憶されている。相関関係は、例えば、図６に示すように、偏心量と電流値の振幅との相関関係を示す関数として記憶してもよく、あるいは偏心量と電流値の振幅との相関関係を複数の数値で示す数値テーブル等の他の方式で記憶してもよい。

電動サーボモータ３３の電流値は電流計５３により検出されるので、芯ずれ検出手段５２は、電流計５３により検出される電流値の変動幅に基づいて、接合ワークＷ_３における第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２との芯ずれを検出することができる。本実施の形態では、芯ずれ検出手段５２は、電流計５３により検出される電流値の振幅（変動する電流値の最大値と最小値の差）に基づいて、接合ワークＷ_３における第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２との芯ずれを検出するようにしている。

より具体的には、芯ずれ検出手段５２は、図５に示すように電流計５３により検出される電流値の変動から得られた電流値の振幅を、図６に示す相関関係に当てはめることで、接合ワークＷ_３における第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２との芯ずれ量を検出することができる。そして、芯ずれ検出手段５２は、電流計５３により検出される電流値から得られた電流値の振幅が、予め設定した所定値すなわち所定の閾値以上となったときに、接合ワークＷ_３における第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２との間に芯ずれが生じていると判断し、当該芯ずれを検出する。

芯ずれの有無を判定するための閾値は、例えば接合ワークＷ_３をさらに加工して製造される製品に求められる寸法公差などを考慮して任意に設定することができる。また、閾値は、予め設定されて制御部５０の記憶手段に格納されるプログラム等に予め入力されている。

なお、偏心量と電流値の振幅との相関関係を用いることなく、電流計５３により検出される電流値の変動から得られた電流値の振幅が予め設定した所定値すなわち所定の閾値以上となったときに、接合ワークＷ_３における第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２との間に芯ずれが生じていると判断し、当該芯ずれを検出する構成とすることもできる。

また、電流計５３により検出される電流値の変動幅であれば、例えば電流値の振幅に替えて、電流値の変動の中心値を基準とした増減量の絶対値等が所定の閾値以上となったときに、接合ワークＷ_３における第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２との間に芯ずれが生じていると判断し、当該芯ずれを検出する構成とすることもできる。

工作機械１は、芯ずれ検出手段５２により、第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２との間に所定の芯ずれ量（偏心量）以上の芯ずれ量の芯ずれが生じていることを検出したときに、接合ワークＷ_３に対してエラー判定をする。工作機械１は、エラー判定をした場合に、作業者等にエラーを通知する構成とすることができる。エラーの通知は、例えば、工作機械１の作動を自動的に停止させる、警報を発する、警告灯を点燈する、モニター等にエラー表示をする等の種々の方法で行うことができる。

このように本実施の形態の工作機械１では、第１チャック１０ａと第２チャック２０ａとにより接合ワークＷ_３を把持した状態で、第１主軸１０または第２主軸２０により接合ワークＷ_３を回転させ、このとき電流計５３により検出される電流値の変動幅に基づいて、接合ワークＷ_３における第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２との芯ずれを容易に検出することができる。

また、予め得た偏心量と電流値の振幅との相関関係に基づいて、接合ワークＷ_３における第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２との芯ずれ量をも容易に検出することができる。

さらに、本実施の形態の工作機械１では、芯ずれ量に応じて変動する電動サーボモータ３３の電流値の変動幅に基づいて接合ワークＷ_３における第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２との芯ずれを検出するようにしているので、第１ワークＷ_１、第２ワークＷ_２ないし接合ワークＷ_３の質量や形状等に拘わらず、芯ずれ量を検出することができる。したがって、質量や形状等が相違する複数種類のワークに対して、それぞれのワークに対応した設定ないし構成の芯ずれ検出手段５２を用いることを不要として、この工作機械１の汎用性を高めることができる。

工作機械１は、第１主軸１０の所定の回転位置を基準とした回転角度を検出する回転角度検出手段５４をさらに有し、芯ずれ検出手段５２が、回転角度検出手段５４により検出された回転角度と電流計５３により検出される電流値の変動周期とに基づいて、第１ワークＷ_１に対する第２ワークＷ_２の芯ずれの方向を検出する構成とすることもできる。

この場合、回転角度検出手段５４として、例えばロータリーエンコーダ等を採用することができる。

芯ずれ検出手段５２は、例えば、第２ワークＷ_２に対する第１ワークＷ_１の芯ずれの方向がＸ軸の正方向に生じていると電流値が正方向に増加し、図７に示すように、回転角度検出手段５４が第１主軸１０のＹ軸方向に沿った上部の主軸角度検出位置を基準として第１主軸１０の回転角度を検出する構成とした場合において、第１主軸１０の回転角度がθのときに電流値が最大値となる場合（図５参照）に、第１主軸１０の回転角度で２７０°＋θの方向に芯ずれが生じていることを検出することができる。

このように、本実施の形態の工作機械１は、第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２との間にＸ軸方向に限らず何れの方向に芯ずれが生じた場合であっても当該芯ずれを検出することができるが、回転角度検出手段５４を備えた構成とすることにより、接合ワークＷ_３において第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２との間に生じた芯ずれの芯ずれ方向をも容易に検出することもできる。

また、本実施の形態の工作機械１は、上記の通り、接合ワークＷ_３において第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２との間に生じた芯ずれの芯ずれ量及び芯ずれ方向を検出することができるので、当該検出結果に基づいて工作機械１を調整することで、芯ずれを容易に防止することができる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

例えば、前記実施の形態においては、電流計５３により検出される電動サーボモータ３３の電流値の振幅が所定値以上となったときに接合ワークＷ_３における第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２との間に芯ずれが生じていると判定するようにしているが、電流計５３により検出される電動サーボモータ３３の電流値に基づく他のパラメータに基づいて接合ワークＷ_３における第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２との間に芯ずれが生じていると判定するようにしてもよい。

また、前記実施の形態においては、芯ずれの判定を行う際に、第１主軸１０を電動サーボモータ３３によって第１主軸１０の軸線に直交する方向に移動させるようにしているが、第１主軸１０の軸線に交差する方向であれば、その方向は種々変更可能である。

例えば、前記実施の形態においては、電流計５３により検出される電動サーボモータ３３の電流値の振幅が所定値以上となったときに接合ワークＷ_３における第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２との間に芯ずれが生じていると判定するようにしているが、電流計５３により検出される電動サーボモータ３３の電流値の変動を、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）を用いて処理し、第１主軸１０の回転数に基づく周波数成分にピーク波形が生じたときに接合ワークＷ_３における第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２との間に芯ずれが生じていると判定するようにしてもよい。また、第１主軸１０の回転時の周波数に基づいたバンドパスフィルタ等の手段を用いて、電流計５３により検出される電動サーボモータ３３の電流値の変動から当該周波数成分のみを抽出し、当該抽出成分に基づいて接合ワークＷ_３における第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２との間に芯ずれが生じていると判定するようにしてもよい。これらの方法によれば、電流計５３により検出される電動サーボモータ３３の電流値の変動幅が微小な場合であっても、精度よく接合ワークＷ_３における第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２との間に芯ずれが生じていることを判定することができる。

また、前記実施の形態においては、接合手段５１は、第１ワークＷ_１の軸方向端部と第２ワークＷ_２の軸方向端部とを摩擦圧接して接合する構成とされているが、これに限らず、例えば第１ワークＷ_１の軸方向端部と第２ワークＷ_２の軸方向端部とをレーザー溶接等の溶接手段によって接合する構成としてもよく、あるいは第１ワークＷ_１の軸方向端部と第２ワークＷ_２の軸方向端部とを、これらに設けた凹凸を圧入、嵌合させることで接合する構成とするなど、その接合の方法は種々変更可能である。

さらに、前記実施の形態においては、第１主軸１０をＺ軸移動機構４０によってＺ軸方向に移動可能な構成としているが、第１主軸１０をＸ軸方向に移動させるＸ軸移動機構３０が設けられていれば、Ｚ軸移動機構４０を第２主軸２０の側に設けてもよく、Ｚ軸移動機構４０を設けない構成としてもよい。

さらに、工作機械１は、第１主軸１０と第２主軸２０との間に、第２主軸２０の第２チャック２０ａにより把持された第２ワークＷ_２を支持するための円環状のガイドブッシュを備えた構成とすることもできる。この場合、芯ずれの有無を判定するための閾値を、接合ワークＷ_３において第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２との間に生じた芯ずれ量が、接合ワークＷ_３がガイドブッシュを通過可能な範囲内となるように設定するのが好ましい。これにより、接合後の接合ワークＷ_３を第２主軸２０に引き込む際に、接合ワークＷ_３の芯ずれによる段差部分がガイドブッシュに噛み込み、ガイドブッシュの分解、修理等が必要になるなどの不具合が生じることを未然に防止することができる。

１工作機械
２基台
１０第１主軸
１０ａ第１チャック
１１第１主軸台
２０第２主軸
２０ａ第２チャック
２１第２主軸台
３０Ｘ軸移動機構
３１Ｘ軸ガイドレール
３２ボールネジ機構
３３電動サーボモータ
４０Ｚ軸移動機構
４１Ｚ軸ガイドレール
４２ボールネジ機構
４３電動サーボモータ
５０制御部
５１接合手段
５２芯ずれ検出手段
５３電流計（電流値検出手段）
５４回転角度検出手段
Ｗ_１第１ワーク
Ｗ_２第２ワーク
Ｗ_３接合ワーク
ａ芯ずれ量

Claims

第１ワークを把持する第１主軸と、
第２ワークを把持する第２主軸と、
各主軸に把持された各ワークの軸方向端部を接合して前記第１ワークと前記第２ワークとを１つの接合ワークとする接合手段と、を有する工作機械であって、
前記第１主軸を、前記第１主軸の軸線に交差する方向に移動させる電動サーボモータと、
前記電動サーボモータの電流値を検出する電流値検出手段と、
両主軸により前記接合ワークを把持した状態で、前記第１主軸または前記第２主軸により前記接合ワークを回転させたときに前記電流値検出手段により検出される電流値に基づいて、前記接合ワークにおける前記第１ワークと前記第２ワークとの芯ずれを検出する芯ずれ検出手段と、を有することを特徴とする工作機械。
前記芯ずれ検出手段が、前記電流値検出手段により検出される電流値の振幅が所定値以上となったときに、前記接合ワークにおける前記第１ワークと前記第２ワークとの間の芯ずれを検出する、請求項１に記載の工作機械。
前記第１主軸の所定の回転位置を基準とした回転角度を検出する回転角度検出手段をさらに有し、
前記芯ずれ検出手段が、前記回転角度検出手段により検出された前記回転角度と前記電流値検出手段により検出される電流値の変動周期とに基づいて、前記第１ワークに対する前記第２ワークの芯ずれの方向を検出するように構成されている、請求項１または２に記載の工作機械。
前記接合手段が、前記第１主軸に把持された前記第１ワークの軸方向端部と前記第２主軸に把持された前記第２ワークの軸方向端部とを摩擦圧接するように構成されている、請求項１〜３の何れか１項に記載の工作機械。