JP2021037579A - Machine tool - Google Patents

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Abstract

To improve in flexibility in phase-positioning a gear-shaped work.SOLUTION: A machine tool 100 includes a main shaft 1, a work phase-determining member 7, a first drive portion 35 and a second drive portion 37, and a phase setting portion 57. The main shaft 1 supports the work W, and rotates the work W about an axis. The work phase-determining member 7 has a second gear G2 engageable with a first gear G1 formed on an outer peripheral of the work W. The first drive portion 35 and the second drive portion 37 move the work phase-determining member 7 in a tangential direction of a cross-section of the work W supported by the main shaft 1. The phase setting portion 57 controls the first drive portion 35 and the second drive portion 37 to engage the first gear G1 of the work W and the second gar G2 of the work phase-determining member 7, and then move the work phase-determining member 7 in the tangential direction until the engagement of the first gear G1 and the second gear G2 is released, thereby phase-determining in a rotating direction of the work W.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ギヤ形状のワークを加工する工作機械に関する。 The present invention relates to a machine tool that processes a gear-shaped workpiece.

従来、複数の凹凸(歯)が外周に形成されたギヤ形状のワークを加工する工作機械が知られている。この工作機械は、例えば、複数の凹凸のうち1つを基準として、ワークの予め決められた位置に穴開け、溝形成などの加工を施すことができる。このような加工を再現性よく行うためには、加工前のワークの角度を正確に位相決めする必要がある。
ワークの位相決め方法としては、ワークの凸形状に対応する凹形状を有する位相決め部材をワークに押し付け、位相決め部材の凹形状にワークの凸形状を倣わせる方法がある(例えば、特許文献1)。
Conventionally, a machine tool for processing a gear-shaped workpiece having a plurality of irregularities (teeth) formed on the outer circumference is known. This machine tool can, for example, perform processing such as drilling holes and forming grooves at predetermined positions of the work based on one of a plurality of irregularities. In order to perform such machining with good reproducibility, it is necessary to accurately phase the angle of the work before machining.
As a method for phasing the work, there is a method in which a phasing member having a concave shape corresponding to the convex shape of the work is pressed against the work and the convex shape of the work is imitated by the concave shape of the phasing member (for example, Patent Document). 1).

特開2002−301602号公報JP-A-2002-301602

しかしながら、従来の位相決め方法では、位相決め時のワークの回転量を大きくできず、ワークの自由な位相決めが難しい。場合によっては、ワークが全く回転せず、位相決めができないこともある。また、従来法では、位相決め部材で位相決めできるワークの種類が制限される。このように、従来法では、自由度の高い位相決めができなかった。 However, with the conventional phase determination method, the amount of rotation of the work at the time of phase determination cannot be increased, and it is difficult to freely phase the work. In some cases, the work does not rotate at all and the phase cannot be determined. Further, in the conventional method, the types of workpieces that can be phase-determined by the phase-determining member are limited. As described above, the conventional method cannot determine the phase with a high degree of freedom.

本発明の目的は、ギヤ形状のワークの位相決めの自由度を高めることにある。 An object of the present invention is to increase the degree of freedom in phasing a gear-shaped workpiece.

以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。
本発明の一見地に係る工作機械は、複数の歯が外周に形成されたギヤ形状のワークを加工する工作機械である。工作機械は、主軸と、ワーク位相決め部材と、駆動部と、位相設定部と、を備える。
主軸は、ワークを支持し、ワークを軸回りに回転させる。ワーク位相決め部材は、ワークの外周に形成された第1ギヤに噛合可能な第2ギヤを有する。駆動部は、ワーク位相決め部材を、主軸に支持されたワークの断面の接線方向に移動させる。
位相設定部は、駆動部を制御して、まず、ワークの第1ギヤとワーク位相決め部材の第2ギヤとを噛合させ、その後、第1ギヤと第2ギヤの噛合が解除されるまでワーク位相決め部材を接線方向に移動させることで、ワークの回転方向の位相決めを行う。
Hereinafter, a plurality of aspects will be described as means for solving the problem. These aspects can be arbitrarily combined as needed.
The machine tool according to the seemingly present invention is a machine tool that processes a gear-shaped workpiece having a plurality of teeth formed on the outer circumference. The machine tool includes a spindle, a work phase determining member, a driving unit, and a phase setting unit.
The spindle supports the work and rotates the work around the axis. The work phase determining member has a second gear that can be meshed with a first gear formed on the outer periphery of the work. The drive unit moves the work phasing member in the tangential direction of the cross section of the work supported by the spindle.
The phase setting unit controls the drive unit to first mesh the first gear of the work with the second gear of the work phase determining member, and then the work until the first gear and the second gear are disengaged. By moving the phase determining member in the tangential direction, the phase is determined in the rotation direction of the work.

上記の工作機械では、ワークの外周に形成された第1ギヤとワーク位相決め部材の第2ギヤとを噛合させて、ワークを位相決めさせる。つまり、この工作機械では、ワーク位相決め部材の第2ギヤに噛合さえすれば、ワークの第1ギヤの形状に制限されることなく、多種類のワークに対して位相決めを実行できる。 In the above machine tool, the first gear formed on the outer periphery of the work and the second gear of the work phase determining member are meshed with each other to phase the work. That is, in this machine tool, as long as it meshes with the second gear of the work phasing member, phasing can be executed for many types of workpieces without being limited by the shape of the first gear of the work.

また、上記の工作機械では、位相決めに際して、ワークの第1ギヤとワーク位相決め部材の第2ギヤとを噛合させた後、さらに、第1ギヤと第2ギヤの噛合が解除されるまでワーク位相決め部材を接線方向に移動させている。これにより、従来の方法よりも大きな位相角(回転量)にて、ワークの位相決めを実行できる。 Further, in the above machine tool, at the time of phasing, after the first gear of the work and the second gear of the work phasing member are meshed with each other, the work is further performed until the first gear and the second gear are disengaged. The phasing member is moved in the tangential direction. As a result, the phase of the work can be determined with a phase angle (rotation amount) larger than that of the conventional method.

位相設定部は、ワーク位相決め部材を接線方向に移動させる際に駆動部にかかる負荷が所定の大きさを超えたら、ワークの回転方向の位相決めを再度実行してもよい。
これにより、第1ギヤと第2ギヤの噛合が不適切であり、ワークの位相決めが適切に行われなかった場合に、ワークの位相決めを再度実行できる。
When the load applied to the drive unit when the work phase determining member is moved in the tangential direction exceeds a predetermined magnitude, the phase setting unit may perform the phase determination in the rotation direction of the work again.
As a result, when the meshing of the first gear and the second gear is improper and the phasing of the work is not properly performed, the phasing of the work can be executed again.

位相設定部は、ワークの回転方向の位相決めを所定の回数繰り返しても、駆動部にかかる負荷が所定の大きさを超える状態を解消できなければ、警報を発生してもよい。
これにより、ワークの位相決めを所定の回数繰り返して実行しても位置決めが適切に行われない可能性を解消できない場合に警報を発生して、不適切な位相決めが実行されることを回避できる。
The phase setting unit may generate an alarm if the state in which the load applied to the drive unit exceeds a predetermined magnitude cannot be eliminated even if the phase determination in the rotation direction of the work is repeated a predetermined number of times.
As a result, it is possible to prevent the improper phasing by generating an alarm when the possibility that the positioning cannot be performed properly even if the phasing of the work is repeatedly executed a predetermined number of times cannot be eliminated. ..

上記の工作機械は、加工部をさらに備えてもよい。加工部は、位相決めを行ったワークの第1ギヤの歯間の所定位置を加工する。
これにより、位相決めを行った状態を基準として、ワークの第1ギヤの歯間に所望の加工を施すことができる。
The above machine tool may further include a machining section. The processing section processes a predetermined position between the teeth of the first gear of the work whose phase has been determined.
As a result, desired machining can be performed between the teeth of the first gear of the work based on the state in which the phase is determined.

ギヤ形状のワークを加工する工作機械において、多種類のワークに対して、かつ、大きな位相範囲で自由度の高いワークの位相決めを実行できる。 In a machine tool that processes a gear-shaped workpiece, it is possible to perform phase determination of a workpiece having a high degree of freedom in a large phase range for many types of workpieces.

第1実施形態に係る工作機械の構成を示す図。The figure which shows the structure of the machine tool which concerns on 1st Embodiment. 制御装置の機能ブロック構成を示す図。The figure which shows the functional block composition of a control device. ワークの加工時における工作機械の動作の概略を示すフローチャート。The flowchart which shows the outline of the operation of the machine tool at the time of processing a work. 位相決め動作を示すフローチャート。A flowchart showing a phase determination operation. ワークが位相決めされる原理を模式的に示す図(その1)。The figure which shows typically the principle that a work is phase-determined (the 1). ワークが位相決めされる原理を模式的に示す図(その2)。The figure which shows typically the principle that a work is phase-determined (the 2). ワークが位相決めされる原理を模式的に示す図(その3)。The figure which shows typically the principle that a work is phase-determined (the 3). ワークが位相決めされる原理を模式的に示す図(その4)。The figure which shows typically the principle that a work is phase-determined (the 4). ワークが位相決めされる原理を模式的に示す図(その5)。The figure which shows typically the principle that a work is phase-determined (No. 5).

1.第1実施形態
(1)工作機械の概要
以下、図1を用いて、第1実施形態に係る工作機械100の構成を説明する。図1は、第1実施形態に係る工作機械の構成を示す図である。第1実施形態に係る工作機械100は、ギヤ形状のワークWを加工する装置である。ギヤ形状のワークWは、外周面に複数の凹凸(歯)が形成されたワークをいう。以下、ワークWの外周面に形成された複数の凹凸を、第1ギヤG1と呼ぶ。
本実施形態のワークWは、先端部分の外周面の全周に第1ギヤG1が形成されている。しかし、これに限られず、軸方向の全体に渡って第1ギヤG1が形成されたワークWも加工できる。また、外周面の全周に渡って第1ギヤG1が形成されているワークWだけでなく、外周面の一部のみに第1ギヤG1が形成されているワークWも加工できる。
1. 1. First Embodiment (1) Outline of Machine Tool Hereinafter, the configuration of the machine tool 100 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a machine tool according to the first embodiment. The machine tool 100 according to the first embodiment is a device for processing a gear-shaped work W. The gear-shaped work W refers to a work in which a plurality of irregularities (teeth) are formed on the outer peripheral surface. Hereinafter, a plurality of irregularities formed on the outer peripheral surface of the work W will be referred to as a first gear G1.
In the work W of the present embodiment, the first gear G1 is formed on the entire circumference of the outer peripheral surface of the tip portion. However, the work W is not limited to this, and the work W in which the first gear G1 is formed can be machined over the entire axial direction. Further, not only the work W in which the first gear G1 is formed over the entire circumference of the outer peripheral surface but also the work W in which the first gear G1 is formed only on a part of the outer peripheral surface can be processed.

なお、ここで、「ギヤ」との語は、一般的な「ギヤ」に限定されず、「スプライン」など、複数の凹凸が円周面に形成された構造の総称と定義される。 Here, the term "gear" is not limited to the general "gear", but is defined as a general term for structures such as "splines" in which a plurality of irregularities are formed on the circumferential surface.

(2)工作機械の構成
(2−1)概略
次に、第1実施形態に係る工作機械100の構成を説明する。図1に示すように、工作機械100は、主軸1と、刃物台3と、制御装置5と、を主に備える。なお、図1においては、紙面内の一方向をZ方向(Z軸)と定義し、紙面内でZ方向に垂直な方向をX方向(X軸)と定義する。また、紙面に垂直な方向をY方向(Y軸)と定義する。
(2) Outline of Machine Tool Configuration (2-1) Next, the configuration of the machine tool 100 according to the first embodiment will be described. As shown in FIG. 1, the machine tool 100 mainly includes a spindle 1, a tool post 3, and a control device 5. In FIG. 1, one direction in the paper surface is defined as the Z direction (Z axis), and the direction perpendicular to the Z direction in the paper surface is defined as the X direction (X axis). Further, the direction perpendicular to the paper surface is defined as the Y direction (Y axis).

(2−2)主軸
主軸1は、加工対象のワークWを支持し、支持したワークWを軸回りに回転させる。図1に示すように、主軸1は、第1主軸11と、第2主軸13と、を有する。
第1主軸11は、第1主軸チャック11aによりワークWの第1ギヤG1が形成された側の先端をチャックすることで、ワークWを支持する。第1主軸11は、主軸モータ11bの出力回転軸に接続され、この出力回転軸の回転によりZ軸回りに回転可能となっている。また、主軸モータ11bの出力回転軸には、第1主軸11の回転角を検出する主軸回転角検出器11cが取り付けられている。主軸回転角検出器11cは、例えば、エンコーダなどの角度検出センサである。
(2-2) Spindle The spindle 1 supports the work W to be machined and rotates the supported work W about the axis. As shown in FIG. 1, the spindle 1 has a first spindle 11 and a second spindle 13.
The first spindle 11 supports the work W by chucking the tip of the work W on the side where the first gear G1 is formed by the first spindle chuck 11a. The first spindle 11 is connected to the output rotation shaft of the spindle motor 11b, and can rotate around the Z axis by the rotation of the output rotation shaft. Further, a spindle rotation angle detector 11c for detecting the rotation angle of the first spindle 11 is attached to the output rotation shaft of the spindle motor 11b. The spindle rotation angle detector 11c is, for example, an angle detection sensor such as an encoder.

第2主軸13は、Z方向において、第1主軸11と正対して配置される。すなわち、第1主軸11と第2主軸13は、Z方向に並んで配置される。図1に示すように、第2主軸13は、第2主軸チャック13aにチャックされた中心出し部材13bを介して、ワークWを支持する。具体的には、中心出し部材13bの先端に形成された尖頭部分が、ワークWの第1ギヤG1とは反対側の先端部に形成された円錐形状の穴Hに嵌合することで、第2主軸13においてワークWが支持される。なお、ワークWが軸回りに回転するとき、中心出し部材13bは回転せず、ワークWが穴Hにおいて中心出し部材13bの尖頭部分で滑る。 The second spindle 13 is arranged to face the first spindle 11 in the Z direction. That is, the first spindle 11 and the second spindle 13 are arranged side by side in the Z direction. As shown in FIG. 1, the second spindle 13 supports the work W via a centering member 13b chucked by the second spindle chuck 13a. Specifically, the pointed portion formed at the tip of the centering member 13b is fitted into the conical hole H formed at the tip opposite to the first gear G1 of the work W. The work W is supported by the second spindle 13. When the work W rotates about the axis, the centering member 13b does not rotate, and the work W slides at the pointed portion of the centering member 13b in the hole H.

このように、本実施形態の工作機械100では、第1主軸11と第2主軸13が、ワークWを軸方向(Z方向)の両側から支持している。これにより、第1主軸11と第2主軸13は、ワークWを一定の位置において支持できる。 As described above, in the machine tool 100 of the present embodiment, the first spindle 11 and the second spindle 13 support the work W from both sides in the axial direction (Z direction). As a result, the first spindle 11 and the second spindle 13 can support the work W at a fixed position.

第2主軸13は、第1主軸11と同様の工作機械の主軸としての機能を有していてもよいし、その機能を有していなくてもよい。工作機械の主軸としての機能を有している第2主軸13は、第1主軸11と同様に、ワークWの位相決めの実行時に回転可能とされ、ワークWを位相決めする機能を有する。
その一方で、工作機械の主軸としての機能を有さない第2主軸13は、ワークWの位相決めの実行時に回転せず、ワークWを安定して支持する機能のみを有する。
The second spindle 13 may or may not have the same function as the spindle of the machine tool as the first spindle 11. Like the first spindle 11, the second spindle 13 having a function as the spindle of the machine tool is rotatable at the time of executing the phase determination of the work W, and has a function of phasing the work W.
On the other hand, the second spindle 13 which does not have a function as the spindle of the machine tool does not rotate at the time of executing the phase determination of the work W, and has only the function of stably supporting the work W.

(2−3)刃物台
刃物台3は、正面形状が多角形のタレットからなり、タレット軸33を介して送り台31に設置されている。送り台31は、第1駆動部35により、Z方向に移動可能となっている。また、タレット軸33は、送り台31に設けられた第2駆動部37により、送り台31に対してX方向及びY方向に移動可能となっている。この構成により、刃物台3は、3軸方向(X方向、Y方向、Z方向)に自在に移動できる。
(2-3) Tool post The tool post 3 is composed of a turret having a polygonal front shape, and is installed on a feed table 31 via a turret shaft 33. The feed base 31 can be moved in the Z direction by the first drive unit 35. Further, the turret shaft 33 can be moved in the X direction and the Y direction with respect to the feed base 31 by the second drive unit 37 provided on the feed base 31. With this configuration, the tool post 3 can be freely moved in three axial directions (X direction, Y direction, Z direction).

第1駆動部35は、送り台31をZ方向に移動させる駆動機構である。第1駆動部35は、例えば、Z方向に延び送り台31に螺合した第1ボールネジ35aと、第1ボールネジ35aをZ軸回りに回転させて送り台31をZ方向に移動させる第1駆動モータ35bと、を有する機構により実現できる。また、第1駆動モータ35bの出力回転軸には、第1ボールネジ35aの回転角を測定する第1回転角検出器35cが取り付けられている。第1回転角検出器35cにて検出された回転角は、刃物台3のZ方向の位置を算出するために用いられる。第1回転角検出器35cは、例えば、エンコーダなどの角度検出センサである。
なお、第1駆動部35は、送り台31をZ方向に移動できれば、他の構成を有する駆動機構とできる。
The first drive unit 35 is a drive mechanism that moves the feed base 31 in the Z direction. The first drive unit 35 is, for example, a first drive in which the first ball screw 35a extending in the Z direction and screwed into the feed base 31 and the first ball screw 35a are rotated around the Z axis to move the feed base 31 in the Z direction. This can be realized by a mechanism having a motor 35b. Further, a first rotation angle detector 35c for measuring the rotation angle of the first ball screw 35a is attached to the output rotation shaft of the first drive motor 35b. The rotation angle detected by the first rotation angle detector 35c is used to calculate the position of the tool post 3 in the Z direction. The first rotation angle detector 35c is, for example, an angle detection sensor such as an encoder.
The first drive unit 35 can be a drive mechanism having another configuration as long as the feed base 31 can be moved in the Z direction.

第2駆動部37は、刃物台3を送り台31に対してX方向及びY方向の2軸方向に移動させる駆動機構である。第2駆動部37は、例えば、刃物台3の移動方向(X方向、Y方向)毎に、第1駆動部35と同様の構成、すなわち、第2ボールネジ37aと、第2駆動モータ37bと、第2回転角検出器37cと、を有する機構によって実現できる。なお、第2駆動部37は、刃物台3を送り台31に対してX方向及びY方向の2軸方向に移動できれば、他の構成を有する駆動機構とできる。 The second drive unit 37 is a drive mechanism that moves the tool post 3 in the two axial directions of the X direction and the Y direction with respect to the feed base 31. For example, the second drive unit 37 has the same configuration as the first drive unit 35 for each movement direction (X direction, Y direction) of the tool post 3, that is, the second ball screw 37a, the second drive motor 37b, and the like. It can be realized by a mechanism having a second rotation angle detector 37c. The second drive unit 37 can be a drive mechanism having another configuration as long as the tool post 3 can be moved in the biaxial directions of the X direction and the Y direction with respect to the feed base 31.

また、タレット軸33は、送り台31に設けられた割出回転モータ39により、Z軸回りに回転可能となっている。これにより、刃物台3も、タレット軸33回り(Z軸回り)に回転可能となっている。 Further, the turret shaft 33 can be rotated around the Z axis by the indexing rotation motor 39 provided on the feed base 31. As a result, the tool post 3 can also rotate around the turret shaft 33 (Z-axis).

刃物台3の外周面の各角間の平面部には、ワーク位相決め部材7と、工具9(加工部の一例)とが取付けられている。ワーク位相決め部材7は、ワークWの第1ギヤG1に噛合可能な第2ギヤG2を有する部材である。第1ギヤG1と第2ギヤG2とは噛合可能であればよく、第1ギヤG1と第2ギヤG2の形状は同じであってもよいし、異なっていてもよい。 ワーク位相決め部材7は、第1駆動部35及び第2駆動部37により刃物台3を移動させることにより、3軸方向に自在に移動できる。その一方、ワーク位相決め部材7は、取付部材71を介して、刃物台3に固定されており、軸回りに回転しない。後述するように、ワーク位相決め部材7は、加工前のワークWの位相決めを行う際に用いられる。 A work phase determining member 7 and a tool 9 (an example of a machined portion) are attached to a flat surface portion between each corner of the outer peripheral surface of the tool post 3. The work phase determining member 7 is a member having a second gear G2 that can mesh with the first gear G1 of the work W. The first gear G1 and the second gear G2 may be meshed with each other, and the shapes of the first gear G1 and the second gear G2 may be the same or different. The work phase determining member 7 can be freely moved in the three axial directions by moving the tool post 3 by the first drive unit 35 and the second drive unit 37. On the other hand, the work phase determining member 7 is fixed to the tool post 3 via the mounting member 71 and does not rotate about the axis. As will be described later, the work phase determining member 7 is used when phasing the work W before machining.

工具9は、位相決めしたワークWの第1ギヤG1の歯間の所定位置を加工する工具である。具体的には、工具9は、例えば、第1ギヤG1の歯間の所定位置に溝を形成するチップ91を先端に取り付けた工具である。なお、図1では、工具9は1つしか図示されていないが、刃物台3に歯間に溝を形成する工具のみでない複数種類の工具9を取り付けてもよい。 The tool 9 is a tool for machining a predetermined position between the teeth of the first gear G1 of the phase-determined work W. Specifically, the tool 9 is, for example, a tool having a tip 91 that forms a groove at a predetermined position between the teeth of the first gear G1 attached to the tip thereof. Although only one tool 9 is shown in FIG. 1, a plurality of types of tools 9 other than those for forming grooves between teeth may be attached to the tool post 3.

(2−4)制御装置
制御装置5は、CPU、記憶装置(例えば、RAM、ROMなど)、各種インターフェースなどを備えるコンピュータシステムである。制御装置5は、工作機械100の各構成要素を制御する。具体的には、制御装置5は、主軸モータ11b、第1駆動モータ35b、第2駆動モータ37b、及び、割出回転モータ39を制御する。また、制御装置5は、主軸回転角検出器11c、第1回転角検出器35c、第2回転角検出器37cによる回転角の検出結果を入力し、その検出結果に基づいて制御を実行する。
制御装置5の上記制御は、図2に示すような機能ブロック構成により実現される。図2に示す機能ブロックによる機能の一部又は全部は、制御装置5の記憶装置に記憶されたプログラムにより実現される。図2は、制御装置の機能ブロック構成を示す図である。
(2-4) Control device The control device 5 is a computer system including a CPU, a storage device (for example, RAM, ROM, etc.), various interfaces, and the like. The control device 5 controls each component of the machine tool 100. Specifically, the control device 5 controls the spindle motor 11b, the first drive motor 35b, the second drive motor 37b, and the indexing rotation motor 39. Further, the control device 5 inputs the rotation angle detection results of the spindle rotation angle detector 11c, the first rotation angle detector 35c, and the second rotation angle detector 37c, and executes control based on the detection results.
The control of the control device 5 is realized by the functional block configuration as shown in FIG. Part or all of the functions of the functional blocks shown in FIG. 2 are realized by a program stored in the storage device of the control device 5. FIG. 2 is a diagram showing a functional block configuration of the control device.

制御装置5は、機能ブロックとして、各軸制御部51と、主軸制御部53と、加工指令部55と、位相設定部57と、を有する。
各軸制御部51は、第1駆動部35及び第2駆動部37を制御して、刃物台3の各軸方向の移動を制御する。具体的には、各軸制御部51は、第1回転角検出器35cにより検出された回転角から刃物台3のZ方向の位置(座標値)を算出し、その算出結果に基づいて第1駆動モータ35bの回転を制御することで、刃物台3のZ方向の移動を制御する。
また、第2回転角検出器37cにより検出された回転角から刃物台3のX方向及びY方向の位置(座標値)を算出し、その算出結果に基づいて第2駆動モータ37bの回転を制御することで、刃物台3のX方向及びY方向の移動を制御する。
The control device 5 has each axis control unit 51, a spindle control unit 53, a machining command unit 55, and a phase setting unit 57 as functional blocks.
Each axis control unit 51 controls the first drive unit 35 and the second drive unit 37 to control the movement of the tool post 3 in each axial direction. Specifically, each axis control unit 51 calculates the position (coordinate value) of the tool post 3 in the Z direction from the rotation angle detected by the first rotation angle detector 35c, and the first is based on the calculation result. By controlling the rotation of the drive motor 35b, the movement of the tool post 3 in the Z direction is controlled.
Further, the positions (coordinate values) of the tool post 3 in the X direction and the Y direction are calculated from the rotation angle detected by the second rotation angle detector 37c, and the rotation of the second drive motor 37b is controlled based on the calculation result. By doing so, the movement of the tool post 3 in the X direction and the Y direction is controlled.

主軸制御部53は、主軸回転角検出器11cにより検出された回転角から主軸1の位相角を算出し、その算出結果に基づいて主軸モータ11bの回転を制御して、主軸1(第1主軸11)の位相角を制御する。 The spindle control unit 53 calculates the phase angle of the spindle 1 from the rotation angle detected by the spindle rotation angle detector 11c, controls the rotation of the spindle motor 11b based on the calculation result, and controls the spindle 1 (first spindle). 11) Control the phase angle.

加工指令部55は、ユーザにより設定された加工プログラムに従った制御を実行する。具体的には、加工指令部55は、割出回転モータ39を所定の角度に回転させて、ワークWに施す加工に用いる工具9を選択する。また、ワークWの位相決めを実行する際には、ワーク位相決め部材7を選択する。
工具9を選択後、加工指令部55は、加工プログラムに従って、各軸制御部51に制御指令を出力して刃物台3の移動を制御し、主軸制御部53に制御指令を出力して主軸1の位相角を制御することで、ワークWに加工を施す。
The machining command unit 55 executes control according to a machining program set by the user. Specifically, the machining command unit 55 rotates the indexing rotation motor 39 at a predetermined angle and selects a tool 9 to be used for machining the work W. Further, when executing the phase determination of the work W, the work phase determination member 7 is selected.
After selecting the tool 9, the machining command unit 55 outputs a control command to each axis control unit 51 to control the movement of the tool post 3 according to the machining program, and outputs a control command to the spindle control unit 53 to output the control command to the spindle 1. By controlling the phase angle of, the work W is machined.

位相設定部57は、加工前のワークWの位相決めを実行する。詳細は後ほど説明するが、位相設定部57は、各軸制御部51に制御指令を出力してワーク位相決め部材7をワークの接線方向に移動させつつ、ワーク位相決め部材7の第2ギヤG2をワークWの第1ギヤG1に噛合させて、ワークWの位相決めを実行する。 The phase setting unit 57 executes the phase determination of the work W before machining. The details will be described later, but the phase setting unit 57 outputs a control command to each axis control unit 51 to move the work phase determining member 7 in the tangential direction of the work, and the second gear G2 of the work phase determining member 7. Is meshed with the first gear G1 of the work W to perform phase determination of the work W.

また、位相設定部57は、ワークWの位相決めのためにワーク位相決め部材7(刃物台3)を移動させる際に、第1駆動部35及び第2駆動部37にかかる負荷を監視する。具体的には、位相設定部57は、ワークWの位相決めのためにワーク位相決め部材7(刃物台3)を移動させる際に、第1駆動モータ35b及び第2駆動モータ37bに出力される電流を、駆動部の負荷として監視する。
位相設定部57は、ワークを移動中の駆動部の負荷(モータへの電流)が所定の大きさを超えた場合には、ワークWを任意の角度に回転させた上で、ワークWの位相決めを再度実行する。また、ワークWの位相決めを所定の回数繰り返しても負荷が過大である状態を解消できない場合には、位相設定部57は、ワークWの位相決めが適切に行われないことを示す警報を発生する。
Further, the phase setting unit 57 monitors the load applied to the first drive unit 35 and the second drive unit 37 when the work phase determination member 7 (cutting base 3) is moved to determine the phase of the work W. Specifically, the phase setting unit 57 outputs the output to the first drive motor 35b and the second drive motor 37b when the work phase determination member 7 (cutting tool base 3) is moved to determine the phase of the work W. The current is monitored as a load on the drive unit.
When the load (current to the motor) of the drive unit moving the work exceeds a predetermined size, the phase setting unit 57 rotates the work W to an arbitrary angle and then phases the work W. Re-execute the decision. Further, if the state in which the load is excessive cannot be resolved even after repeating the phase determination of the work W a predetermined number of times, the phase setting unit 57 issues an alarm indicating that the phase determination of the work W is not properly performed. To do.

(3)工作機械の動作
(3−1)動作の概略
以下、上記の構成を有する工作機械100によりワークWを加工する際の動作を説明する。まず、図3を用いて、ワークWの加工時における工作機械100の動作の概略を説明する。図3は、ワークの加工時における工作機械の動作の概略を示すフローチャートである。
まず、ステップS1において、加工対象となるワークWを主軸1に支持する。具体的には、第1主軸チャック11aによりワークWを保持させて、第1主軸11にてワークWを支持する。また、中心出し部材13bの尖頭部分をワークWの円錐形状の穴Hに嵌合させて、第2主軸13にてワークWを支持する。
(3) Machine Tool Operation (3-1) Outline of Operation The operation when the work W is machined by the machine tool 100 having the above configuration will be described below. First, the outline of the operation of the machine tool 100 at the time of machining the work W will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart showing an outline of the operation of the machine tool during machining of the workpiece.
First, in step S1, the work W to be machined is supported on the spindle 1. Specifically, the work W is held by the first spindle chuck 11a, and the work W is supported by the first spindle 11. Further, the pointed portion of the centering member 13b is fitted into the conical hole H of the work W, and the work W is supported by the second main shaft 13.

ワークWを主軸1にて支持し、工作機械100において必要に応じて各種調整を行った後、加工指令部55が刃物台3を回転させて、ワーク位相決め部材7を位相決め可能な位置に配置する。その後、ステップS2において、ワーク位相決め部材7を用いたワークWの回転方向の位相決めが実行される。ステップS2の位相決め時の動作は、後ほど詳しく説明する。 After the work W is supported by the spindle 1 and various adjustments are made as necessary in the machine tool 100, the machining command unit 55 rotates the tool post 3 to position the work phase determining member 7 in a position where the phase can be determined. Deploy. After that, in step S2, the phase determination in the rotation direction of the work W using the work phase determining member 7 is executed. The operation at the time of phase determination in step S2 will be described in detail later.

ワークWの位相決めを実行後、ステップS3において、位相決めされたワークWを加工する。具体的には、ワークWの位相決めを実行後、加工指令部55が、加工プログラムに従って、加工に使用する工具9を選択する。その後、刃物台3を回転させて、選択した工具9をワークW側に配置する。さらにその後、加工指令部55が、加工プログラムに従って、各軸制御部51及び主軸制御部53に制御指令を出力することで、加工プログラムに示された加工がワークWに施される。 After executing the phase determination of the work W, the phase-determined work W is processed in step S3. Specifically, after executing the phase determination of the work W, the machining command unit 55 selects the tool 9 to be used for machining according to the machining program. After that, the tool post 3 is rotated to arrange the selected tool 9 on the work W side. After that, the machining command unit 55 outputs a control command to each axis control unit 51 and the spindle control unit 53 according to the machining program, so that the machining indicated in the machining program is performed on the work W.

後述するように、ステップS2の位相決めを実行することで、同一形状の第1ギヤG1を有するワークWについては、第1ギヤG1の凸部及び凹部の向きを常に同じにした状態で、再現性よくワークWを位相決めできる。
そのため、ステップS2にて位相決めを実行後にワークWの加工を実行することで、位相決めを行った状態を基準として、ワークWに所望の加工を施すことができる。例えば、ワークWの第1ギヤG1の歯間の決まった位置に溝を形成する、第1ギヤG1の凸部の決められた1つを切削するといった加工を再現性よく実行できる。
As will be described later, by executing the phase determination in step S2, the work W having the first gear G1 having the same shape is reproduced with the directions of the convex portions and the concave portions of the first gear G1 always being the same. The work W can be phased well.
Therefore, by executing the machining of the work W after executing the phase determination in step S2, the work W can be subjected to the desired machining based on the state in which the phase determination has been performed. For example, machining such as forming a groove at a fixed position between the teeth of the first gear G1 of the work W and cutting a fixed convex portion of the first gear G1 can be performed with good reproducibility.

(3−2)位相決め動作
次に、図4を用いて、ステップS2において実行される位相決めの具体的な動作を説明する。図4は、位相決め動作を示すフローチャートである。位相決め動作を開始する前に、主軸1を「フリー状態」とする。具体的には、フリー状態とは、弱い回転力を加えただけでも主軸1が軸回りに回転する状態である。また、以下の接線方向への移動を開始する位置(移動開始位置Psと呼ぶ)の座標値と、当該移動を終了する位置(移動終了位置Peと呼ぶ)の座標値と、を設定する。なお、本実施形態では、第1主軸11をフリー状態とし、第2主軸13はフリー状態としない。
上記の位相決め動作の準備を完了後、ステップS21において、位相設定部57が、各軸制御部51に制御指令を出力して刃物台3を移動させて、ワーク位相決め部材7を移動開始位置Psに移動させる。
(3-2) Phase Determination Operation Next, a specific operation of phase determination executed in step S2 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart showing the phase determination operation. Before starting the phase determination operation, the spindle 1 is set to the "free state". Specifically, the free state is a state in which the spindle 1 rotates about an axis even when a weak rotational force is applied. Further, the coordinate values of the positions where the movement in the tangential direction is started (referred to as the movement start position Ps) and the coordinate values of the positions where the movement is ended (referred to as the movement end position Pe) are set. In the present embodiment, the first spindle 11 is in the free state, and the second spindle 13 is not in the free state.
After completing the preparation for the above phase determining operation, in step S21, the phase setting unit 57 outputs a control command to each axis control unit 51 to move the tool post 3, and the work phase determining member 7 is moved to the start position. Move to Ps.

その後、ステップS22において、位相設定部57が、各軸制御部51に制御指令を出力して刃物台3を移動させて、ワーク位相決め部材7を、移動開始位置Psから移動終了位置Peに向けて移動させる。これにより、ワーク位相決め部材7は、ワークW(第1ギヤG1)の断面の接線方向に移動する。
後述するように、接線方向への移動の間に、ワーク位相決め部材7の第2ギヤG2が第1ギヤG1に噛合し、噛合した状態でさらにワーク位相決め部材7が移動後、第1ギヤG1と第2ギヤG2が噛合した状態が解除される。
After that, in step S22, the phase setting unit 57 outputs a control command to each axis control unit 51 to move the tool post 3, and directs the work phase determining member 7 from the movement start position Ps to the movement end position Pe. To move. As a result, the work phase determining member 7 moves in the tangential direction of the cross section of the work W (first gear G1).
As will be described later, the second gear G2 of the work phasing member 7 meshes with the first gear G1 during the movement in the tangential direction, and after the work phasing member 7 further moves in the meshed state, the first gear The meshed state of G1 and the second gear G2 is released.

上記接線方向への移動の間、ステップS23において、位相設定部57は、第1駆動部35及び/又は第2駆動部37にかかる負荷の状態を監視する。具体的には、位相設定部57は、第1駆動モータ35b及び/又は第2駆動モータ37bに過大な電流が供給されているか否かを監視して、第1駆動部35及び/又は第2駆動部37にかかる負荷が過大となっているか否かを監視する。 During the movement in the tangential direction, in step S23, the phase setting unit 57 monitors the state of the load applied to the first drive unit 35 and / or the second drive unit 37. Specifically, the phase setting unit 57 monitors whether or not an excessive current is supplied to the first drive motor 35b and / or the second drive motor 37b, and monitors the first drive unit 35 and / or the second. It monitors whether or not the load applied to the drive unit 37 is excessive.

第1駆動モータ35b及び/又は第2駆動モータ37bに過大な電流が供給されておらず(電流が定常値であり)、第1駆動部35及び/又は第2駆動部37にかかる負荷が正常であると判定された場合(ステップS23で「正常」)、ステップS24において、位相設定部57は、ワーク位相決め部材7が、設定した上記移動終了位置Peに到達したか否かを判定する。
ワーク位相決め部材7が移動終了位置Peに到達していないと判定された場合(ステップS24で「No」)、位相決め動作はステップS23に戻り、ワーク位相決め部材7の接線方向への移動を継続する。
An excessive current is not supplied to the first drive motor 35b and / or the second drive motor 37b (the current is a steady value), and the load applied to the first drive unit 35 and / or the second drive unit 37 is normal. (“Normal” in step S23), in step S24, the phase setting unit 57 determines whether or not the work phase determining member 7 has reached the set movement end position Pe.
When it is determined that the work phasing member 7 has not reached the movement end position Pe (“No” in step S24), the phasing operation returns to step S23, and the work phasing member 7 is moved in the tangential direction. continue.

一方、ワーク位相決め部材7が移動終了位置Peに到達したと判定した場合(ステップS24で「Yes」)、位相設定部57は、ステップS25において、ワーク位相決め部材7の移動を停止し、ワーク位相決め部材7が移動終了位置Peに到達したタイミングにおける主軸1の位相角を、その後に続く加工のための基準の位相角とする。例えば、上記タイミングにおいて主軸回転角検出器11cにて検出された回転角を、基準の位相角(例えば、位相角=0)に設定する。その後、位相決め動作を終了する。 On the other hand, when it is determined that the work phasing member 7 has reached the movement end position Pe (“Yes” in step S24), the phase setting unit 57 stops the movement of the work phasing member 7 in step S25 and works. The phase angle of the spindle 1 at the timing when the phase determining member 7 reaches the movement end position Pe is set as the reference phase angle for subsequent machining. For example, the rotation angle detected by the spindle rotation angle detector 11c at the above timing is set to a reference phase angle (for example, phase angle = 0). After that, the phase determination operation is terminated.

後述するように、同一形状の第1ギヤG1については、ワーク位相決め部材7が移動終了位置Peに到達した時点において、ワークWの第1ギヤG1の凸部及び凹部は、常に同一の向きを向く。従って、ワーク位相決め部材7が移動終了位置Peに到達した時点における主軸1の位相角を基準とすることで、同一形状の第1ギヤG1を有するワークWに対しては、再現性よく位相決めすることができる。 As will be described later, for the first gear G1 having the same shape, when the work phase determining member 7 reaches the movement end position Pe, the convex portion and the concave portion of the first gear G1 of the work W always have the same orientation. Turn to. Therefore, by using the phase angle of the spindle 1 at the time when the work phase determining member 7 reaches the movement end position Pe as a reference, the phase is determined with good reproducibility for the work W having the first gear G1 having the same shape. can do.

再度、ワーク位相決め部材7を接線方向へ移動中の動作の説明に戻る。ワーク位相決め部材7を接線方向へ移動中に、第1駆動モータ35b及び/又は第2駆動モータ37bに過大な電流が供給され、第1駆動部35及び/又は第2駆動部37にかかる負荷の状態がエラー状態と判定された場合、すなわち、第1駆動部35及び/又は第2駆動部37にかかる負荷が所定の大きさを超えていると判定された場合(ステップS23で「エラー」)、このエラー状態を解消するために、ワークWの位相決めを再度実行するか否かを決定する。具体的には、ステップS26において、位相設定部57は、上記のワークWの位相決めを所定の回数繰り返して実行したか否かを判定する。 Returning to the description of the operation while moving the work phase determining member 7 in the tangential direction again. While the work phase determining member 7 is moving in the tangential direction, an excessive current is supplied to the first drive motor 35b and / or the second drive motor 37b, and the load applied to the first drive unit 35 and / or the second drive unit 37. When it is determined that the state of is an error state, that is, when it is determined that the load applied to the first drive unit 35 and / or the second drive unit 37 exceeds a predetermined magnitude (“error” in step S23”. ), In order to eliminate this error state, it is determined whether or not to execute the phase determination of the work W again. Specifically, in step S26, the phase setting unit 57 determines whether or not the phase determination of the work W has been repeated a predetermined number of times.

ワークWの位相決めを所定の回数より少ない回数しか実行していない場合(ステップS26で「No」)、第1ギヤG1(ワークW)を任意の角度だけ回転した後に、位置決め動作は、ステップS21に戻る。つまり、第1ギヤG1(ワークW)を任意の角度だけ回転した後に、ワークWの位相決めを再度実行する。
一方、すでにワークWの位相決めを所定の回数繰り返して実行した場合(ステップS26で「Yes」)、ワークWの位相決めを所定の回数繰り返しても負荷が過大である状態を解消できないとして、位相設定部57は、ステップS28において、ワークWの位相決めが適切に行われないことを示す警報を発生する。例えば、位相設定部57は、工作機械100に設けられた警報ランプ等を点灯させる、スピーカーから音を発生させるなどして、警報を発生する。その後、ワークWの位相決め動作を終了する。
When the phase determination of the work W is executed less than a predetermined number of times (“No” in step S26), after rotating the first gear G1 (work W) by an arbitrary angle, the positioning operation is performed in step S21. Return to. That is, after rotating the first gear G1 (work W) by an arbitrary angle, the phase determination of the work W is executed again.
On the other hand, when the phase determination of the work W has already been repeated a predetermined number of times (“Yes” in step S26), it is assumed that the state where the load is excessive cannot be resolved even if the phase determination of the work W is repeated a predetermined number of times, and the phase In step S28, the setting unit 57 generates an alarm indicating that the phase determination of the work W is not properly performed. For example, the phase setting unit 57 generates an alarm by turning on an alarm lamp or the like provided on the machine tool 100, generating a sound from a speaker, or the like. After that, the phase determination operation of the work W is completed.

ワーク位相決め部材7を接線方向へ移動中に第1駆動部35及び/又は第2駆動部37に過大な負荷がかかっている場合、第1ギヤG1と第2ギヤG2との噛合状態は不適切となっている。噛合状態が不適切な場合とは、例えば、第1ギヤG1と第2ギヤG2とが適切に噛み合わせられていない場合、第1ギヤG1と第2ギヤG2とが互いを過剰な力で押している場合などがある。 If an excessive load is applied to the first drive unit 35 and / or the second drive unit 37 while the work phase determining member 7 is moving in the tangential direction, the meshing state of the first gear G1 and the second gear G2 is not correct. It is appropriate. When the meshing state is inappropriate, for example, when the first gear G1 and the second gear G2 are not properly meshed, the first gear G1 and the second gear G2 push each other with an excessive force. There are cases where there is.

上記のように第1ギヤG1と第2ギヤG2との噛合状態が不適切であると、ワークWの位相決めが適切に行われない可能性がある。従って、第1駆動部35及び/又は第2駆動部37にかかる負荷が過大である場合には、第1ギヤG1を任意の角度だけ回転した後に、ワークWの位相決めを再度実行する。第1ギヤG1を任意の角度だけ回転して第2ギヤG2の凹凸と噛合する第1ギヤG1の凹凸を変更することで、第1ギヤG1と第2ギヤG2の噛合を適切にして、再度のワークの位相決めを適切に実行できる可能性を高くできる。 If the meshing state of the first gear G1 and the second gear G2 is improper as described above, the phase of the work W may not be properly determined. Therefore, when the load applied to the first drive unit 35 and / or the second drive unit 37 is excessive, the phase determination of the work W is executed again after rotating the first gear G1 by an arbitrary angle. By rotating the first gear G1 by an arbitrary angle and changing the unevenness of the first gear G1 that meshes with the unevenness of the second gear G2, the meshing of the first gear G1 and the second gear G2 is made appropriate and again. It is possible to increase the possibility that the phase determination of the work of the above can be performed properly.

また、ワークWの位相決めを所定の回数だけ繰り返しても、第1駆動部35及び/又は第2駆動部37にかかる負荷が過大である状態を解消できないときに警報を発生することで、負荷が過大である状態のまま不適切な位相決めが実行されることを回避できる。 Further, even if the phase determination of the work W is repeated a predetermined number of times, an alarm is generated when the state in which the load applied to the first drive unit 35 and / or the second drive unit 37 is excessive cannot be resolved, thereby causing a load. It is possible to prevent improper phasing from being executed while the value is excessive.

(3−3)位相決めの原理
次に、図5A〜図5Eを用いて、上記のステップS21〜S26を実行することによりワークWが位相決めされる原理を説明する。図5A〜図5Eは、ワークが位相決めされる原理を模式的に示す図である。
図5A〜図5Eでは、ワークWのY方向の接線に沿って、ワーク位相決め部材7を移動させる場合を例にとって説明する。すなわち、図5A〜図5Eに示す例では、ワーク位相決め部材7は、Y方向に移動する。
(3-3) Principle of Phase Determination Next, the principle of phase determination of the work W by executing the above steps S21 to S26 will be described with reference to FIGS. 5A to 5E. 5A to 5E are diagrams schematically showing the principle of phasing the workpiece.
In FIGS. 5A to 5E, a case where the work phase determining member 7 is moved along the tangent line of the work W in the Y direction will be described as an example. That is, in the examples shown in FIGS. 5A to 5E, the work phase determining member 7 moves in the Y direction.

ワーク位相決め部材7が移動開始位置Psに位置する場合、すなわち、ワーク位相決め部材7の移動開始時において、ワークWの第1ギヤG1と、ワーク位相決め部材7の第2ギヤG2とは噛合されていない(図5A)。移動開始位置PsからY方向(矢印方向)にワーク位相決め部材7が移動し、第1位置P1に到達すると、第1ギヤG1と第2ギヤG2とが噛合を開始する(図5B)。 When the work phasing member 7 is located at the movement start position Ps, that is, when the work phasing member 7 starts moving, the first gear G1 of the work W and the second gear G2 of the work phasing member 7 mesh with each other. Not done (Fig. 5A). When the work phase determining member 7 moves from the movement start position Ps in the Y direction (arrow direction) and reaches the first position P1, the first gear G1 and the second gear G2 start meshing (FIG. 5B).

第1ギヤG1と第2ギヤG2とが噛合した状態で、ワーク位相決め部材7が第1位置P1からY方向にさら移動すると、ワーク位相決め部材7の第2ギヤG2がワークWに対して回転力を与え、主軸1及びワークWがZ軸回りに回転する(図5C)。
図5Cに示す状態からY方向にさら移動して、ワーク位相決め部材7が第1ギヤG1と第2ギヤG2との噛合状態が解除される第2位置P2まで移動すると、主軸1及びワークWは、第1ギヤG1と第2ギヤG2とが噛合を開始する前の状態から、角度θだけ回転する(図5D)。
その後、ワーク位相決め部材7が第2位置P2から移動終了位置Peまで移動する間、第1ギヤG1と第2ギヤG2とは噛合していないので、主軸1及びワークWは回転せず図5Dに示した状態のまま維持される(図5E)。
When the work phase determining member 7 further moves in the Y direction from the first position P1 in a state where the first gear G1 and the second gear G2 are meshed with each other, the second gear G2 of the work phase determining member 7 moves with respect to the work W. A rotational force is applied, and the spindle 1 and the work W rotate around the Z axis (FIG. 5C).
When the work phase determining member 7 moves further in the Y direction from the state shown in FIG. 5C to the second position P2 where the meshing state of the first gear G1 and the second gear G2 is released, the spindle 1 and the work W Is rotated by an angle θ from the state before the first gear G1 and the second gear G2 start meshing (FIG. 5D).
After that, while the work phase determining member 7 moves from the second position P2 to the movement end position Pe, the first gear G1 and the second gear G2 are not meshed with each other, so that the spindle 1 and the work W do not rotate and FIG. 5D. It is maintained in the state shown in (Fig. 5E).

上記にて説明したように、ワーク位相決め部材7は、取付部材71を介して刃物台3に固定されており、移動開始位置Psから移動終了位置Peまで移動する間に回転しない。そのため、ワーク位相決め部材7の第2ギヤG2の凸部及び凹部の向きは、移動開始位置Psから移動終了位置Peまで移動中変化しない。 As described above, the work phasing member 7 is fixed to the tool post 3 via the mounting member 71, and does not rotate while moving from the movement start position Ps to the movement end position Pe. Therefore, the directions of the convex portions and the concave portions of the second gear G2 of the work phase determining member 7 do not change during the movement from the movement start position Ps to the movement end position Pe.

そのため、第1ギヤG1と第2ギヤG2とが噛合を開始するタイミング、すなわち、ワーク位相決め部材7が第1位置P1に到達したときの第1ギヤG1の凸部及び凹部の向きは、同一形状の第1ギヤG1に対しては常に同じとなる。
同様に、第1ギヤG1と第2ギヤG2との噛合が解除されるタイミング、すなわち、ワーク位相決め部材7が第2位置P2に到達したときの第1ギヤG1の凸部及び凹部の向きは、同一形状の第1ギヤG1に対しては常に同じとなる。
Therefore, the timing at which the first gear G1 and the second gear G2 start meshing, that is, the directions of the convex portions and the concave portions of the first gear G1 when the work phase determining member 7 reaches the first position P1 are the same. It is always the same for the first gear G1 of the shape.
Similarly, the timing at which the engagement between the first gear G1 and the second gear G2 is released, that is, the orientation of the convex portion and the concave portion of the first gear G1 when the work phase determining member 7 reaches the second position P2 , It is always the same for the first gear G1 having the same shape.

以上の結果、同一形状の第1ギヤG1を有するワークWについては、ワーク位相決め部材7を移動開始位置Psから移動終了位置Peまで移動させることにより、第1ギヤG1の凸部及び凹部の向きを常に同じにした状態で、再現性よくワークWを位相決めできる。 As a result of the above, for the work W having the first gear G1 having the same shape, by moving the work phase determining member 7 from the movement start position Ps to the movement end position Pe, the orientation of the convex portion and the concave portion of the first gear G1. The work W can be phased with good reproducibility while keeping the same value.

また、上記にて説明した位相決めの原理は、ワークWの第1ギヤG1がワーク位相決め部材7の第2ギヤG2に噛合さえすれば、同様に発生する。すなわち、本実施形態の位相決め方法は、ワークWの第1ギヤG1の形状に制限されず、多種類のワークWに対して適用できる。
本実施形態の位相決め方法において、第1ギヤG1の形状に依存するのは、位相決めされた後の第1ギヤG1の凸部及び凹部の向きと、位相決め前後のワークW及び主軸1の回転量である。
Further, the principle of phasing described above is similarly generated as long as the first gear G1 of the work W meshes with the second gear G2 of the work phasing member 7. That is, the phase determination method of the present embodiment is not limited to the shape of the first gear G1 of the work W, and can be applied to many types of work W.
In the phase determination method of the present embodiment, the shape of the first gear G1 depends on the orientation of the convex portion and the concave portion of the first gear G1 after the phase determination, and the work W and the spindle 1 before and after the phase determination. The amount of rotation.

また、本実施形態の位相決め方法では、ワークWの第1ギヤG1とワーク位相決め部材7の第2ギヤG2とを噛合させた後、さらに、第1ギヤG1と第2ギヤG2の噛合が解除されるまでワーク位相決め部材7を接線方向に移動させている。これにより、従来の方法よりも大きな位相角(回転量)にて、ワークWの位相決めを実行できる。 Further, in the phase determining method of the present embodiment, after the first gear G1 of the work W and the second gear G2 of the work phase determining member 7 are meshed, the meshing of the first gear G1 and the second gear G2 is further performed. The work phase determining member 7 is moved in the tangential direction until it is released. As a result, the phase determination of the work W can be executed with a phase angle (rotation amount) larger than that of the conventional method.

以上のように、本実施形態の位相決め方法は、ワークWの第1ギヤG1の形状に制限されず使用でき、かつ、比較的大きな位相角(回転量)にて位相決めできるので、自由度の高い位相決めを実現できる。 As described above, the phase determination method of the present embodiment can be used without being limited to the shape of the first gear G1 of the work W, and the phase can be determined with a relatively large phase angle (rotation amount), so that the degree of freedom is high. High phase determination can be realized.

2.実施形態の特徴
前記実施形態は下記のようにも説明できる。
工作機械(例えば、工作機械100)は、主軸(例えば、主軸1)と、ワーク位相決め部材(例えば、ワーク位相決め部材7)と、駆動部(例えば、第1駆動部35、第2駆動部37)と、位相設定部(例えば、位相設定部57)と、を備える。
主軸は、ワーク(例えば、ワークW)を支持し、ワークを軸回りに回転させる。ワーク位相決め部材は、ワークの外周に形成された第1ギヤ(例えば、第1ギヤG1)に噛合可能な第2ギヤ(例えば、第2ギヤG2)を有する。駆動部は、ワーク位相決め部材を、主軸に支持されたワークの断面の接線方向に移動させる。
位相設定部は、駆動部を制御して、まず、ワークの第1ギヤとワーク位相決め部材の第2ギヤとを噛合させ、その後、第1ギヤと第2ギヤの噛合が解除されるまでワーク位相決め部材を接線方向に移動させることで、ワークの回転方向の位相決めを行う。
2. Features of the Embodiment The embodiment can also be described as follows.
The machine tool (for example, machine tool 100) includes a spindle (for example, spindle 1), a work phasing member (for example, a work phasing member 7), and a drive unit (for example, a first drive unit 35 and a second drive unit). 37) and a phase setting unit (for example, a phase setting unit 57) are provided.
The spindle supports the work (for example, the work W) and rotates the work about the axis. The work phase determining member has a second gear (for example, a second gear G2) that can mesh with a first gear (for example, the first gear G1) formed on the outer periphery of the work. The drive unit moves the work phasing member in the tangential direction of the cross section of the work supported by the spindle.
The phase setting unit controls the drive unit to first mesh the first gear of the work with the second gear of the work phase determining member, and then the work until the first gear and the second gear are disengaged. By moving the phase determining member in the tangential direction, the phase is determined in the rotation direction of the work.

上記の工作機械では、ワークの第1ギヤとワーク位相決め部材の第2ギヤとを噛合させて、ワークを位相決めさせる。つまり、この工作機械では、ワーク位相決め部材の第2ギヤに噛合さえすれば、ワークの第1ギヤの形状に制限されることなく、多種類のワークに対して位相決めを実行できる。 In the above machine tool, the first gear of the work and the second gear of the work phase determining member are meshed with each other to phase the work. That is, in this machine tool, as long as it meshes with the second gear of the work phasing member, phasing can be executed for many types of workpieces without being limited by the shape of the first gear of the work.

また、上記の工作機械では、位相決めに際して、ワークの第1ギヤとワーク位相決め部材の第2ギヤとを噛合させた後、さらに、第1ギヤと第2ギヤの噛合が解除されるまでワーク位相決め部材を接線方向に移動させている。これにより、従来の方法よりも大きな位相角(回転量)にて、ワークの位相決めを実行できる。 Further, in the above machine tool, at the time of phasing, after the first gear of the work and the second gear of the work phasing member are meshed with each other, the work is further performed until the first gear and the second gear are disengaged. The phasing member is moved in the tangential direction. As a result, the phase of the work can be determined with a phase angle (rotation amount) larger than that of the conventional method.

3.他の実施形態
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
また、図3及び図4にて示したフローチャートにおける各ステップの処理内容、及び/又は、各ステップの実行順は、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更できる。
3. 3. Other Embodiments Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the invention. In particular, the plurality of embodiments and modifications described herein can be arbitrarily combined as needed.
Further, the processing content of each step in the flowcharts shown in FIGS. 3 and 4 and / or the execution order of each step can be changed without departing from the gist of the invention.

(A)上記の第1実施形態おいては、ワーク位相決め部材7の断面は円形であった。これに限られず、表面に凹凸が形成された平面部材(例えば、ラックギヤ)を、ワーク位相決め部材7として使用できる。すなわち、ワーク位相決め部材7は、第2ギヤG2としてラックギヤを有する部材であってもよい。 (A) In the above-mentioned first embodiment, the cross section of the work phasing member 7 is circular. Not limited to this, a flat member (for example, a rack gear) having irregularities formed on the surface can be used as the work phase determining member 7. That is, the work phase determining member 7 may be a member having a rack gear as the second gear G2.

(B)上記の第1実施形態にて説明した位相決めは、1つのワークWに対して複数段階実行できる。例えば、ワークWの1つの接線方向へのワーク位相決め部材7の移動と、ワークWの他の接線方向へのワーク位相決め部材7の移動と、を組み合わせて、ワークWを位相決めできる。これにより、より自由度の高い位相決めを実現できる。
この複数段階の位相決めは、例えば、ワーク位相決め部材7の形状を複数段階の位相決めに対応するようにするか、及び/又は、ワーク位相決め部材7をワークWの異なる接線方向に複数回移動させることで実現できる。
(B) The phase determination described in the first embodiment can be executed in a plurality of stages for one work W. For example, the work W can be phase-determined by combining the movement of the work phasing member 7 in one tangential direction of the work W and the movement of the work phasing member 7 in the other tangential direction of the work W. As a result, phase determination with a higher degree of freedom can be realized.
In this multi-step phasing, for example, the shape of the work phasing member 7 is made to correspond to the quadrature phasing, and / or the work phasing member 7 is set a plurality of times in different tangential directions of the work W. It can be realized by moving it.

(C)上記の第1実施形態にて説明した第1駆動部35及び/又は第2駆動部37にかかる負荷の監視を、位相決めできないワークWの検知(異種検知)に使用できる。
上記のように、ワーク位相決め部材7を移動決めのために移動中に、第1駆動部35及び/又は第2駆動部37にかかる負荷が過大となることは、ワークWの第1ギヤG1とワーク位相決め部材7の第2ギヤG2とが適切に噛合しないことを意味する。
この原理を利用して、第2ギヤG2と適切に噛合しない第1ギヤG1を有するワークWは、位相決めに適さない不良ワークであると判断できる。
(C) The monitoring of the load applied to the first drive unit 35 and / or the second drive unit 37 described in the first embodiment can be used for detecting the work W whose phase cannot be determined (different type detection).
As described above, when the work phase determining member 7 is being moved for determining the movement, the load applied to the first drive unit 35 and / or the second drive unit 37 becomes excessive, which means that the first gear G1 of the work W This means that and the second gear G2 of the work phase determining member 7 do not properly mesh with each other.
Using this principle, it can be determined that the work W having the first gear G1 that does not properly mesh with the second gear G2 is a defective work that is not suitable for phase determination.

本発明は、ギヤ形状を有するワークを加工する工作機械に広く適用できる。 The present invention can be widely applied to machine tools that process workpieces having a gear shape.

100 工作機械
1 主軸
11 第1主軸
11a 第1主軸チャック
11b 主軸モータ
11c 主軸回転角検出器
13 第2主軸
13a 第2主軸チャック
13b 中心出し部材
3 刃物台
31 送り台
33 タレット軸
35 第1駆動部
35a 第1ボールネジ
35b 第1駆動モータ
35c 第1回転角検出器
37 第2駆動部
37a 第2ボールネジ
37b 第2駆動モータ
37c 第2回転角検出器
39 割出回転モータ
5 制御装置
51 各軸制御部
53 主軸制御部
55 加工指令部
57 位相設定部
7 ワーク位相決め部材
71 取付部材
G2 第2ギヤ
9 工具
W ワーク
G1 第1ギヤ
P1 第1位置
P2 第2位置
Pe 移動終了位置
Ps 移動開始位置
100 Machine tool 1 Spindle 11 1st spindle 11a 1st spindle chuck 11b Spindle motor 11c Spindle rotation angle detector 13 2nd spindle 13a 2nd spindle chuck 13b Centering member 3 Tool post 31 Feeding platform 33 Turret shaft 35 1st drive unit 35a 1st ball screw 35b 1st drive motor 35c 1st rotation angle detector 37 2nd drive unit 37a 2nd ball screw 37b 2nd drive motor 37c 2nd rotation angle detector 39 Indexing rotation motor 5 Control device 51 Each axis control unit 53 Spindle control unit 55 Machining command unit 57 Phase setting unit 7 Work phase determination member 71 Mounting member G2 2nd gear 9 Tool W work G1 1st gear P1 1st position P2 2nd position Pe Movement end position Ps Movement start position

Claims (4)

複数の歯が外周に形成されたギヤ形状のワークを加工する工作機械であって、
前記ワークを支持し、前記ワークを軸回りに回転させる主軸と、
前記ワークの外周に形成された第1ギヤに噛合可能な第2ギヤを有するワーク位相決め部材と、
前記ワーク位相決め部材を、前記主軸に支持された前記ワークの断面の接線方向に移動させる駆動部と、
前記駆動部を制御して、前記ワークの前記第1ギヤと前記ワーク位相決め部材の前記第2ギヤとを噛合させ、その後、前記第1ギヤと前記第2ギヤの噛合が解除されるまで前記ワーク位相決め部材を前記接線方向に移動させることで、前記ワークの回転方向の位相決めを行う位相設定部と、
を備える、工作機械。
A machine tool that processes gear-shaped workpieces with multiple teeth formed on the outer circumference.
A spindle that supports the work and rotates the work about an axis,
A work phasing member having a second gear that can be meshed with a first gear formed on the outer circumference of the work.
A drive unit that moves the work phasing member in the tangential direction of the cross section of the work supported by the spindle, and
The drive unit is controlled to engage the first gear of the work with the second gear of the work phasing member, and then the first gear and the second gear are disengaged until the engagement is released. A phase setting unit that determines the phase of the work in the rotation direction by moving the work phase determining member in the tangential direction.
A machine tool.
前記位相設定部は、前記ワーク位相決め部材を前記接線方向に移動させる際に前記駆動部にかかる負荷が所定の大きさを超えたら、前記ワークの回転方向の位相決めを再度実行する、請求項1に記載の工作機械。 The claim that the phase setting unit re-executes the phase determination in the rotation direction of the work when the load applied to the drive unit exceeds a predetermined magnitude when the work phase determining member is moved in the tangential direction. The machine tool according to 1. 前記位相設定部は、前記ワークの回転方向の位相決めを所定の回数繰り返しても、前記駆動部にかかる負荷が所定の大きさを超える状態を解消できなければ、警報を発生する、請求項2に記載の工作機械。 2. The phase setting unit generates an alarm if the state in which the load applied to the drive unit exceeds a predetermined magnitude cannot be eliminated even if the phase determination in the rotation direction of the work is repeated a predetermined number of times. Machine tools listed in. 位相決めを行った前記ワークの前記第1ギヤの歯間の所定位置を加工する加工部をさらに備える、請求項1〜3のいずれかに記載の工作機械。 The machine tool according to any one of claims 1 to 3, further comprising a processing portion for processing a predetermined position between the teeth of the first gear of the work whose phase has been determined.
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