JP3030093B2 - 割出装置及び同装置の割出駆動方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 この発明は、基台に対して所定の回転中心を中心にし
て回転盤が割出回転する構造を備えた割出装置及び同装
置の割出駆動方法に関し、例えば、施盤に使用されるタ
レット刃物台へ適用するのに好適な割出装置および同装
置の割出駆動方法に関する。

背景技術 工作機械、特に施盤は、加工作業の自動化，高速化を
実現するとともに、多品種少量生産に対応するため、近
年、タレット刃物台を備えたNC施盤の需要が増大してき
ている。

タレット刃物台は、基台（工具送り台）に設けられた
タレットと呼ぼれる通常５〜12個の割出位置を有する回
転盤が割出回転する構成となっているう。タレットの外
周又は端面には、工具装着部が形成されており、この工
具装着部にそれぞれバイト，ドリル等の各種工具を装着
し、加工内容に応じて適切な工具を選択して加工作業位
置に割出回転するように構成されている。

さて、タレット等の割出装置においては、選択された
工具を所定の割出位置に割出回転させるとともに、割出
位置に配置した工具を該位置に位置決め固定しておくた
めに、係脱可能な一対の位置決め係止部材を備えてい
る。

これら一対の位置決め係止部材は、基台とタレットの
相互間に設けられており、該位置決め係止部材を係脱す
ることによってタレットを割出回転自在としたり、また
所定の割出位置に位置決め固定したりする。

NC施盤のタレット刃物台では、この位置決め係止部材
としてカービックカップリング等のクラウン歯車を相互
に噛み合せる形式のカップリングが一般に用いられてい
る。この種の位置決め係止部材は、通常、基台側のカッ
プリングに対しタレット側のカップリングを軸方向に移
動させることによってカップリングの係脱動作が行なわ
れる。

従来、この位置決め係止部材の係脱動作、すなわちタ
レット側のカップリングの軸方向への駆動は、油圧又は
空圧のアクチュエータを用いて行なっていた。

しかしながら、油圧又は空圧のアクチュエータは、作
動媒体である高圧油や圧縮空気等を必要とし、そのため
にアキュムレータ，ポンプ，タンク等のパワーユニット
が必要となる。一方、近年のNC施盤等の工作機械の各部
駆動源には、高精度で且つ応答の早い制御を実現できる
サーボモータが多く使われており、従来油圧で駆動され
ていたチャックの開閉やタレットの割出回転もサーボモ
ータによって行なわれるものが多くなってきた。

したがって、主としてのカービックカップリング等の
位置決め係止部材の係脱動作用のみに、油圧又は空圧の
アクチュエータを備える従来の割出装置は、パワーユニ
ットや配管等の設備コストがかかり不経済であるばかり
か、パワーユニットのために装置が大形となったり、騒
音の元となる欠点を有していた。

また、油圧又は空圧のアクチュエータを用いて位置決
め係止部材を係止する際、一対の位置決め係止部材を互
いに衝突させるため、衝撃による割れや欠け、あるいは
摩耗による精度の劣化などが生じやすいといった欠点を
有していた。

しかも、位置決め係止部材の係脱動作に油圧又は空圧
のアクチュエータを使用した場合、該アクチュエータの
動作が終了したかどうかを確認するためのセンサが必要
となる。したがって、構造が一層複雑になるとともに、
センサの取付け、調整という煩雑な作業が必要であり、
かつ制御動作にセンサによる検出のための時間が必要と
なり、迅速が制御ができないという欠点も有していた。

この発明は、回転盤を割出回転自在としたり、また所
定の割出位置に位置決め固定したりするための位置決め
係止部材の係脱を、モータの駆動によって実現し、設備
コストの低価格化、装置の小型化を図るとともに、モー
タの回転速度を制御することによって衝撃の少ない動作
と容易かつ迅速な制御を高速で行なうことを可能とする
ことを目的とする。

発明の開示 この発明は、上述の目的を達成するために、基台に対
し所定の回転中心を中心にした割出回転する回転盤を有
する割出装置において、次の構成を備えたことを特徴と
している。

（ａ）基台と回転盤との間に係脱自在に設けられ、相互
に係合して回転盤の回転を阻止する一対の位置決め係止
部材 （ｂ）回転盤の回転中心上に設けられたねじ及び該ねじ
に螺合するナットからなり、ねじ又はナットの一方の回
転によりねじに沿って相対的に他方を直線移動させ、該
直線移動に伴い位置決め係止部材を係脱するねじ送り機
構 （ｃ）ねじ又はナットの一方を回転駆動する第１のモー
タ （ｄ）回転盤を割出回転させる第２のモータ （ｅ）回転盤を割出回転させるために第２のモータを駆
動する際、該第２のモータの回転に対し第１のモータを
所定の回転数比で所定の回転方向に回転させる制御手段 上記構成の発明は、回転盤を割出回転自在としたり、
また所定の割出位置に位置決め固定したりするための位
置決め係止部材の係脱を、第１のモータによって行な
う。

すなわち、第１のモータを回転させると、この回転駆
動力はねじ送り機構のねじ（又はナット）に伝えられ、
同機構によってねじ（又はナット）の回転がナット（又
はねじ）の直線移動に変換される。

このナット（又はねじ）の直線移動に伴い一対の位置
決め係止部材間に軸方向の相対移動が生じ、同部材間の
係脱動作が行なわれ、回転盤が割出回転自在となった
り、また所定の割出位置に位置決め固定される。

このように、第１のモータの駆動力をねじ送り機構を
介して位置決め係止部材に伝えることによって、同部材
の係脱を行なうので、油圧又は空圧のアクチュエータを
駆動源とする従来の割出装置に比べ、設備コストが安価
で且つ小形となり、また衝撃の少ない滑らかな係止を実
現することができる。

しかも、第１のモータの位置又は駆動力の制御によっ
て、位置決め係止部材の係脱を判別することができるの
で、別途センサを設ける必要がなくなる。

一方、回転盤は、第１のモータとは別個に設けた第２
のモータからの回転駆動力によって割出回転する。この
割出回転時、第２のモータから回転盤に伝えられた回転
力は、回転盤を介してねじ送り機構に相対的な回転を与
えることになる。すなわち、ナット（又はねじ）が第２
のモータからの回転力によって回転し、第１のモータに
連結されたねじ（又はナット）との間で相対的に回転
し、回転盤側の位置決め係止部材を直線移動させること
になる。

このように回転盤側の位置決め係止部材が軸方向に直
線移動した場合、離脱している筈の位置決め係止部材が
相互に噛み合って、タレットの割出回転がロックされた
り、あるいは基台に対して回転盤が更に大きく離れて浮
き上がってしまい、工具が周囲の構造物と干渉するおそ
れが生じる。

そこで、この発明では、回転盤を割出回転させるため
に第２のモータを駆動する際、制御手段によって第２の
モータの回転に対し第１のモータを所定の回転数比で所
定の回転方向（すなわち、ねじ送り機構のねじとナット
の間に相対的な回転が生じない回転数比）で所定の回転
方向に回転させるようにして、ねじ送り機構のねじとナ
ットとの間の相対回転をゼロとし、ねじ送り機構による
位置決め係止部材の直線移動を防止するようにしてい
る。

またこの発明は、第２のモータと回転盤との間にクラ
ッチ部材を備えた構成としてもよい。このクラッチ部材
は、位置決め係止部材の係脱に機械的に又は制御の上で
連動して、位置決め係止部材の相互間が離脱したとき、
第２のモータと回転盤とを係合する。一方、位置決め係
止部材が相互に係合したとき、第２のモータと回転盤と
を離脱する。

このようなクラッチ部材を備えることにより、回転盤
を任意の割出位置で位置決め固定している間は、第２の
モータが回転したとしても、その回転力が回転盤に伝る
ことを防止することができる。その結果、回転盤の割出
回転以外の用途、例えば、ドリル等の回転工具の回転駆
動に第２のモータを使用することができる。

さらにこの発明は、基台と、該基台に対し所定の回転
中心を中心にして割出回転する回転盤と、基台と回転盤
との間に係脱自在に設けられ、相互に係合して回転盤の
回転を阻止する一対の位置決め係止部材と、回転盤の回
転中心上に設けらたねじ及び該ねじに螺合するナットか
らなり、位置決め係止部材を係脱するねじ送り機構と、
該ねじ送り機構を駆動する第１のモータと、回転盤を割
出回転させる第２のモータとを備えた割出装置の割出駆
動方法を提供する。

すなわち、この割出装置の割出駆動方法は、第１のモ
ータの回転によって位置決め係止部材の係合を解除する
方向にねじ送り機構を駆動し、位置決め係止部材の係合
を解除した後、第２のモータを駆動して回転盤を割出回
転し、同時に第２のモータの回転に対して第１のモータ
を、ねじ送り機構のねじ及びナットの相対位置が変わら
ないように所定の回転数比で所定の回転方向に回転させ
ることを特徴としている。

この割出駆動方法により、第１のモータで位置決め係
止部材の係脱を行なえるとともに、第２のモータから回
転盤を介して伝えられた回転力による回転盤側の位置決
め係止部材の軸方向の直線移動を防止することができ
る。

図面の簡単な説明 第１図は、タレット型NC施盤の外観構成を示す斜視図
である。

第２図は、この発明の割出装置を適用したタレット刃
物台を示す平面断面図である。

第３図は、位置決め係止部材が係合し、一方、クラッ
チ片が離脱している状態を拡大して示す平面断面図であ
る。

第４図は、位置決め係止部材が離脱し、一方、クラッ
チ片が係合している状態を拡大して示す平面断面図であ
る。

第５図は、タレット刃物台の制御系を示すブロック図
である。

第６図は、第５図に示した制御系によるタレット刃物
台の制御動作を示すフローチャートである 第7A図は、この発明の実施形態における位置決め係止
部材の歯形形状を拡大して示す断面図である。

第7B図は、同じく噛み合い状態にある位置決め係止部
材の歯形形状を拡大して示す断面図である。

第８図は、この発明の割出装置をタレット型NC施盤の
タレット刃物台に適用した場合の他の実施形態を示す平
面断面図である。

第９図は、第８図のＡ−Ａ線断面図である。

発明を実施するための最良の形態 以下、この発明の割出装置をタレット型NC施盤のタレ
ット刃物台に適用した場合の実施形態について、図面を
参照して詳細に説明する。

第１図は、タレット型NC施盤の外観構成を示す斜視図
である。同図に示すように、タレット型NC施盤は、主軸
台１及びタレット刃物台２を備えている。主軸台１には
ワークを挾持するチャック３が装着してあり、このチャ
ック３に挾持したワークを、内蔵する主軸モータ（図示
せず）によって回転させる機能を有している。

タレット刃物台２には、切削加工に必要な各種工具を
装着でき、これらの工具を適宜選択して、主軸台１のチ
ャック３に挾持したワークを切削加工するタレット11
（図ではワークを挟んで２個）が設けられている。切削
加工は、タレット刃物台２に設けられた工具送り台４
を、主軸中心線（Ｚ軸）方向、及び主軸中心線と直交す
るＸ軸方向へ移動することによって行なわれる。

第２図は、この発明の割出装置を適用したタレット刃
物台を示す平面断面図である。

タレット刃物台２は、工具送り台４に設けられた基台
10及び基台10に回転可能に設けられたタレット（回転
盤）11を備えている。工具送り台４は、図示しない工具
送り台駆動装置により、Ｚ軸,X軸の各方向へ駆動され
る。

タレット11の前端外周縁部には、複数の工具装着部12
が所定の割出角度毎に設けてある。この工具装着部12
は、工具ホルダ15に取り付けたバイト等の切削工具13
や、別の工具ホルダ16に取り付けたドリル等の回転工具
14を、工具ホルダ15,16とともに装着可能となってい
る。

切削工具13の工具ホルダ15は、同ホルダ15に形成した
突部15aを、工具装着部12に形成した装着孔12aに挿入し
て位置決めし、図示しないボルト等の締結具によって強
固に固定される。

また、回転工具14の工具ホルダ16は、ホルダ本体16a
の中心部を貫通して回転可能な工具回転軸17を有してお
り、この工具回転軸17の先端部に回転工具14を把持する
ための工具チャック18が設けてある。さらに、工具回転
軸17の基端部には、工具回転歯車19が設けてある。

回転工具14の工具ホルダ16は、タレット11の工具装着
部12に穿設した装着孔12aにホルダ本体16aを差し込み、
図示しないボルト等の締結具によって強固に固定され
る。このとき、工具回転軸17の基端部に設けた工具回転
歯車19は、タレット11を貫通して後方に突出する。

なお、これらタレット11における工具装着部12及び工
具の構成は、上述した構成の他にも、工作機械に適用さ
れている周知のタレット及び装着工具と同様に構成して
もよい。

タレット11の小径に形成された基端部11aは、基台10
の中空部10a内に形成された滑り軸受部20を介して、回
転中心Ｏを中心にして回転自在であるとともに、回転中
心Ｏに沿って直線移動自在に基台10に装着されている。

また、基台10の中空部10a内には、ボールねじ21が転
がり軸受22を介して上記回転中心Ｏと同軸上に設けてあ
る。このボールねじ21の基端部には、動力伝達歯車23が
取り付けてある。

一方、基台10上にはサーボモータからなる第１のモー
タ24が搭載してある。図示しないが、この第１のモータ
24の回転軸には、上記動力伝達歯車23と噛み合う駆動歯
車が取り付けてあり、該駆動歯車及び動力伝達歯車23を
介して、第１のモータ24の回転駆動力をボールねじ21に
伝え、ボールねじ21を回転駆動する。

ボールねじ21にはナット25が螺合しており、ナット25
はタレット11の基端部11aに固定してある。したがっ
て、ボールねじ21の回転に伴いナット25が回転中心Ｏに
沿って直線移動し、タレット11はナット25と一体に回転
中心Ｏに沿って直線移動する。すなわち、ボールねじ21
及びナット25によって、タレット11を直線移動させるね
じ送り機構26を構成している。

また、タレット11には、ニードル軸受28を介して回転
中心Ｏと同軸状に環状歯車29が装着してある。この環状
歯車29の外周面には、工具回転軸17の工具回転歯車19と
後述する第２のモータ32の駆動力を伝達する歯車の双方
に噛合する歯車が形成してあり、内周面がニードル軸受
28によって回転自在に支持されている。

ニードル軸受28の内輪は、タレット11の外周面に形成
した凹部30として形成してあり、タレット11に対して回
転可能でかつ回転中心Ｏ方向の移動が阻止されている。
したがって、ニードル軸受28は、タレット11が回転中心
Ｏに沿って直線移動したとき、タレット11と一体に同方
向へ移動する。

一方、環状歯車29は、第３図，第４図に拡大して示す
ように、後端部に形成した円周方向の溝29aが、基台10
に形成した突条10bに係合しており、この溝29aと突条10
bとの係合によって、一定位置に保持されている。

また、基台10の中空部10a内は段差部10cを境に先端部
側が大径となっており、一方、タレット11も段差部11b
を境に先端部側が大径となっている。そして、基台10の
段差部10cとタレット11の段差部11bの面には、それぞれ
カービックカップリングの基台側カップリング27aとタ
レット側カップリング27bとからなる位置決め係止部材2
7が設けてある。

これらのカップリング27a,27bは、周知のようにクラ
ウン歯車状に形成した歯形が相互に噛み合うことによっ
て位置決めするものであって、第7A図，第7B図に示すよ
うに、それぞれ傾斜した歯形27cが同じ一定ピッチで形
成してある。そして、タレット11の直線移動に伴い、タ
レット11に固定したタレット側カップリング27bが図示
ａ方向に移動して、これら対向する基台側カップリング
27aの歯形27cとタレット側カップリング27bの歯形27cが
相互に噛み合い又は離脱する。

また、環状歯車29の後端縁、及びタレット11に設けた
位置決め係止部材27のタレット側カップリング27bの前
面には、それぞれクラッチ部材31を構成するクラッチ片
31a,31bが対向して形成してある。これらのクラッチ片3
1a,31bには、それぞれ対向する面に前述したカップリン
グ27a,27bと同様の傾斜した歯形が一定ピッチで形成し
てある。そして、タレット11の回転中心Ｏに沿った直線
移動によってこれらの歯形が噛み合い又は離脱する。

このクラッチ片31a,31bの係脱と、前述したカップリ
ング27a,27bの係脱は互いに逆の関係になっている。す
なわち、基台10に対してタレット11が第２図の右方向に
相対移動していくと、カップリング27a,27bは噛み合
い、クラッチ片31a,31bは離脱する。

第３図は、位置決め係止部材27のカップリング27a,27
bが噛み合って、タレット11の回転を阻止するととも
に、クラッチ部材31のクラッチ片31a,31bが離脱してい
る状態を拡大して示している。

同図に示す状態では、タレット11は、カップリング27
a,27bの噛み合いによって回転が阻止されているので、
割出回転することはできない。そして、基台10に対して
タレット11がボールねじ21の回転によって第２図の左方
向に相対移動していくと、カップリング27a,27bは離脱
し、次いでクラッチ片31a,31bが互いに噛み合う。

第４図は、カップリング27a,27bが離脱して、クラッ
チ片31a,31bが互いに噛み合った状態を拡大して示して
いる。

同図に示すように、環状歯車29には、タレット11の工
具装着部12に装着した回転工具用の工具ホルダ16に設け
られた工具回転歯車19が噛み合っている。

また、基台10にはサーボモータからなる第２のモータ
32が搭載してあり、歯車機構33を介してこの第２のモー
タ32の回転駆動力を環状歯車29に伝え、該環状歯車29を
回転させる構成を備えている。

したがって、第２のモータ32は、第３図に示す状態で
は、歯車機構33を介して環状歯車29を回転し、この回転
によって工具ホルダ16に設けられた工具回転軸17のみを
回転し、回転工具14を回転駆動する。一方、第２のモー
タ32は、第４図に示すように、カップリング27a,27bが
離脱し、クラッチ片31a,31bが係合しているときには、
環状歯車29の回転がタレット11に固定されたカップリン
グ27bに伝達され、タレット11を割出回転する。

第５図は、上述したタレット刃物台２の制御系を示す
ブロック図である。

同図に示すように、タレット刃物台２の制御系は、制
御部（CPU）40,ROM/RAM41,データ記憶部42,入力部43,表
示部44,主軸ドライバ45,第１のモータドライバ46,第２
のモータドライバ47,工具送り台ドライバ48,工具交換位
置検出センサ49,カップリングセンサ50,クラッチセンサ
51,割出センサ52等を含んでいる。

ROM/RAM41には、タレット刃物台２を駆動するための
制御プログラムがあらかじめ格納してある。制御部40
は、この制御プラグラムに基づいてタレット刃物台２の
各部を制御する。入力部43はキーボード等からなり、タ
レット刃物台２の各部を制御するために必要なデータ
（工具の選択，加工する部品の形状寸法，主軸回転数，
工具の送り速度等）は、この入力部43から入力される。
これらのデータは、対話方式として表示部44に表示され
た表示図面に数値を記入することによって入力するよう
にすることができる。

入力部43から入力されたデータをはじめ、タレット刃
物台２の駆動制御に必要な各種データは、データ記憶部
42に格納される。

制御部40は、ROM/RAM41の制御プログラム、及びデー
タ記憶部42に記憶してある工具の選択（タレットの割出
回転）や加工データに基づいて所定の指令を出力する。

主軸ドライバ45は、制御部40の指令に基づき主軸モー
タを駆動して、主軸台１のチャック３に挾持したワーク
を回転させる。このワークは、工具送り台４のＺ軸及び
Ｘ軸方向への移動と、必要なときは第２のモータ32によ
る回転工具14の回転によって加工される。

工具送り台ドライバ48は、制御部40からの指令に基づ
きＺ軸及びＸ軸の送りモータを駆動して、タレット刃物
台２の工具送り台４をＺ軸,X軸の各方向へ駆動させる。

第１のモータドライバ46は、制御部40からの指令に基
づき第１のモータ24を駆動して、タレット11を位置決め
固定するためのカップリング27a,27bを係脱するととも
に、クラッチ片31a,31bの係脱を実行する。

第２のモータドライバ47は、制御部40からの指令に基
づき第２のモータ32を駆動して、タレット11の割出回転
又は回転工具14の回転駆動を実行する。ここで、回転工
具14の回転駆動は、ワークの加工に際して行なわれ、一
方、タレット11の割出回転は、ワークの加工前後におけ
る工具の選択時に行なわれる。

工具交換位置検出センサ49は、タレット刃物台２が工
具交換可能な位置（すなわち、タレット11が割出回転可
能な工具送り台４の所定の後退位置＝工具原点）にある
か否かを、工具送り台４の現在位置の座標から検出す
る。

カップリングセンサ50は、カップリング27a,27bの係
脱を監視し、同カップリング27a,27bの噛み合いが完了
したとき、第１のモータ24の回転トルクが増大すること
を検出し、カップリング完了信号を制御部40へと出力す
る。クラッチセンサ51は、クラッチ片31a,31bの係脱を
監視し、同片31a,31bが噛み合ったとき、同様にしてク
ラッチ完了信号を制御部40へと出力する。また、割出セ
ンサ52は、タレット11の割出回転の回転角度を監視し、
指令された角度位置まで割出回転動作が完了したとき、
制御部40へ割出完了信号を出力する。

上述したように、これらのセンサ49〜52は、この実施
形態ではサーボモータの回転位置又は回転トルクの変動
を検出することによって行なうように構成されているの
で、特別のセンサは設けられていない。

第６図は、上述した構成の制御系によって、タレット
刃物台２（割出装置）のタレット11（回転盤）の割出回
転、位置決め固定、及び回転工具14の回転駆動を実行す
るための制御動作を示すフローチャートである。なお、
この制御動作は、主として制御部40からの指令によって
実行される。したがって、以下の制御動作は、制御部40
からの指令を主体として説明していく。

上述したタレット刃物台２において、第２のモータ32
は、タレット11の割出回転と、回転工具14の回転駆動を
実行するための駆動源となっている。これら駆動対象に
応じて、第２のモータ32の回転速度や回転方向が異なる
ため、第２のモータ32の制御については、タレット11を
割出回転するときのモード（T/Iモード）と、回転工具1
4を回転駆動するときのモード（T/Sモード）とに分け、
それぞれのモードに対応した制御プログラムがROM/RAM4
1に格納してある。

まず、切削加工が終了して次の工具を選択するために
タレット11の割出回転の工程を実行する際は、切削加工
の完了を確認してタレット11の割出回転をスタートし、
第２のモータ32の制御プログラムをT/Iモードに切り替
え（S1）、続いて工具交換位置検出センサ49からの検出
信号により、現在、タレット刃物台２が工具原点（タレ
ット刃物台２が回転して工具交換可能な位置）にあるか
否かを確認する（S2）。工具原点にない場合には、工具
送り台ドライバ48に工具原点への移動指令信号を出力し
（S3）、工具原点までタレット刃物台２の工具送り台４
を移動させる。

タレット刃物台２が工具原点にあることを確認した
後、第１のモータドライバ46に駆動指令を発し、第１の
モータ24を正方向に回転駆動する（S4）。この実施形態
では、ねじ送り機構26のナット25を前方（第２図の左方
向）へ移動させる第１のモータ24の回転方向を「正方
向」とする。

第１のモータ24を正方向に回転させると、第２図に示
した動力伝達歯車23を介して、ねじ送り機構26のボール
ねじ21に同モータ24の回転駆動力が伝えられ、ボールね
じ21が回転する。このボールねじ21の回転に伴い、ナッ
ト25が回転中心Ｏに沿って前方（左方）へ直線移動す
る。

ナット25にはタレット11が固定されているため、ナッ
ト25と一体にタレット11も前方へ直線移動する。その結
果、基台10とタレット11の間に設けてある位置決め係止
部材27のカップリング27a,27bが相互に離脱し、タレッ
ト11が回転自在となる。

このとき、ボールねじ21とナット25によるねじ送り機
構26との摩擦力は、タレット11の基端部11aと基台10の
滑り軸受部20との間の摩擦力に比べて十分に小さいの
で、タレット11は回転することなく前方に直線移動す
る。

さらに第１のモータ24の正方向への回転を続けると、
第４図に示したようにクラッチ部材31のクラッチ片31a,
31bが相互に噛み合う。このようにして、クラッチ片31
a,31bの噛み合いが完了すると、第１のモータ24の回転
トルクが急激に増加してクラッチセンサ51からクラッチ
完了信号が出力される（S5）。

制御部40にはタイマ機能が備わっており、第１のモー
タドライバ46に駆動指令を発した時点からの時間を計測
し（S6）、所定時間が経過してもクラッチ完了信号が入
力しなかった時は、装置の異常と判断しタレット刃物台
２の動作を停止させアラームを表示する（S7）。

一方、所定時間内にクラッチ完了信号が入力したとき
は、第１のモータ24の回転を停止して、続いて第２のモ
ータドライバ47に駆動指令を発し（S8）、第２のモータ
32を、現在の工具取付位置と次に選択された工具取付位
置とで定まる回転方向と回転角度だけ回転させる。第２
のモータ32の回転駆動力は、歯車機構33,環状歯車29,及
びクラッチ片31a,31bを介してタレット11に伝えられ
る。この回転駆動力によってタレット11が次に選択され
た工具取付位置まで割出回転する。

さて、第２のモータ32の回転駆動力によりタレット11
が割出回転すると、タレット11に固定してあるねじ送り
機構26のナット25も一体に回転する。そして、ナット25
とボールねじ21との間に相対的な回転が生じると、この
ナット25の相対回転によりボールねじ21が回転中心Ｏに
沿って相対的に直線移動することになる。しかし、ボー
ルねじ21は、転がり軸受22によって回転中心Ｏ方向の移
動が阻止されている。その結果、ナット25が移動しタレ
ット11が回転中心Ｏ方向に移動することになる。

そして、このねじ送り機構26によってタレット11が右
方向に移動するときには、カップリング27bが回転しな
がらカップリング27aと干渉し、第２のモータ32が回転
不能となり、タレット11が左方向に移動するときは、噛
み合っているクラッチ片31aがクラッチ片31bに強く押し
付けられて、第２のモータ32が回転不能となる。

そこで、この実施形態では、タレット11を割出回転さ
せるための第２のモータ32の回転に同期して、ねじ送り
機構26のボールねじ21とナット25が相対的に回転しない
ように第１のモータ24を所定の回転数比で所定回転の方
向に回転させるようにしている。

この第２のモータ32と第１のモータ24との回転数比と
回転方向は、第２のモータ32から環状歯車29（タレット
11）までの歯車の輪列比と回転方向及び第１のモータ24
からボールねじ21までの輪列比と回転方向によって定ま
るものであり、このような制御プログラムをROM/RAM41
に記憶しておけばよい。

このようにして、タレット11の割出回転が完了する
と、第２のモータの回転位置を検出して割出センサ52か
ら割出完了信号が出力される（S9）。

制御部40は、第２のモータドライバ47に駆動指令を発
した時点からの時間を計測し（S10）、所定時間が経過
しても割出完了信号を入力しなかった時は、装置の異常
と判断しタレット刃物台２の動作を停止してアラームを
表示する（S7）。

一方、所定時間内に割出完了信号が入力したときは、
第２のモータ32の回転を停止して、第１のモータドライ
バ46に駆動指令を発し、第１のモータ24を逆方向に回転
させる（S11）。

第１のモータ24を逆方向に回転させると、第２図に示
した動力伝達歯車23を介して、ねじ送り機構26のボール
ねじ21に同モータ24の回転駆動力が伝えられ、ボールね
じ21が逆回転する。このボールねじ21の逆回転に伴い、
ナット25及びタレット11が回転中心軸Ｏに沿って後方
（第２図の右方向）へ直線移動する。その結果、クラッ
チ片31a,31bが相互に離脱する。

さらに第１のモータ24の逆方向への回転を続けると、
第３図に示したようにカップリング27a,27bが相互に噛
み合う。このようにして、カップリング27a,27bの噛み
合いが完了すると、第２のモータ32の回転トルクが急激
に増加してカップリングセンサ50からカップリング完了
信号が出力される（S12）。

制御部40は、第１のモータドライバ46に逆回転の駆動
指令を発した時点からの時間を計測し（S13）、所定時
間が経過してもカップリング完了信号が入力しなかった
時は、装置の異常と判断しタレット刃物台２の動作を停
止させてアラームを表示する（S7）。

一方、所定時間内にカップリング完了信号が入力した
ときは、次の工具の選択が終了したので、続いて第２の
モータ32の制御モータを、回転工具14の回転駆動モード
（T/Sモード）に切り替えるとともに（S14）、第１のモ
ータ24の出力トルクを低下させる（S15）。この第１の
モータ24の出力トルクは、ねじ送り機構26を介して、カ
ップリング27a,27bの相互間に作用し、同カップリング2
7a,27b間が噛み合った状態を保つために充分な程度のト
ルク（保持トルク）にまで減少させる。本実施形態で
は、カップリング27a,27bがカービックカップリングで
あり、タレット11の直線移動をねじ送り機構26で行なっ
ているので、保持トルクは充分に小さなトルクとするこ
とができる。

以上により、工具交換のための一連の動作が終了し、
その後、切削加工が実行される。

第８図はこの発明の割出装置をタレット型NC施盤のタ
レット刃物台に適用した場合の他の実施形態を示す平面
断面図である。なお、先に示した第２図乃至第４図と同
一部分又は相当する部分には同一符号を付し、その部分
の詳細な説明は省略する。

同図に示すタレット刃物台では、タレット11は基台10
に回転のみ可能に取り付けられており、タレット11は回
転中心Ｏを中心とした割出回転のみが可能となってい
る。また、ねじ送り機構26のナット25の先端部は、第２
図乃至第４図に示した先の実施形態において、タレット
11の基端部11aを貫通して、一方のカップリング27bが軸
方向に移動する領域まで延在している。

このナット25の先端部に軸と直交して駆動ピン60（図
では２本）が取付固定してある。該駆動ピン60は、第９
図に示すようにタレット11の基端部11aに設けた長孔61
を貫通して外周に突出しており、これら駆動ピン60に位
置決め係止部材27の一方のカップリング27bが連結して
ある。

カップリング27bは、スプライン62によりタレット11
の基端部11aに対して摺動自在となっている。なお、カ
ップリング27bの前面には、先の実施形態と同様、クラ
ッチ片31aが形成してある。

上述した構成のタレット刃物台は、第１のモータ24
（第２図参照）の回転駆動力によりボールねじ21を回転
駆動すると、ボールねじ21に螺合するナット25が回転中
心Ｏに沿って直線移動する。このナット25の直線移動
は、駆動ピン60を介してカップリング27bに伝えられる
ので、カップリング27bがナット25と一体に回転中心Ｏ
に沿って直線移動する。

このようにして、カップリング27bが第８図の左方向
に直線移動すると、カップリング27bが基台10に固定し
たカップリング27aから離脱するとともに、カップリン
グ27bの前面に形成したクラッチ片31aが、環状歯車29の
後端縁に形成したクラッチ片31bと噛み合う。

この状態で第２のモータ32（第２図参照）の回転駆動
力により環状歯車29を回転させると、その回転力がクラ
ッチ片31a,31b、カップリング27b、及びスプライン62を
介してタレット11に伝えられるので、タレット11を割出
回転することができる。

また、カップリング27bが第８図の右方向に直線移動
すると、クラッチ片31aがクラッチ片31bから離脱すると
ともに、カップリング27bが基台10に固定したカップリ
ング27aと噛み合うので、タレット11が基台10に固定さ
れて回転を阻止することができる。

このような構成の実施形態によれば、タレット11が軸
方向に移動して浮き上がることが無いので、タレット11
の前方に周辺構造物等が存在しても干渉するおそれがな
い。しかも、タレット11が軸方向へ直線移動しない結
果、タレット11の内部に形成された中空部の容積変化及
び空気の流動がなく、したがって該中空部内に塵埃が侵
入するおそれも少ない。

なお、上述したねじ送り機構26は、駆動側をナット25
にして従動側をボールねじ21とすることもできる。この
場合には、ボールねじ21をタレット11に固定し、軸方向
に移動不能で回転のみ可能に構成されたナット25の回転
によってボールねじ21が直線移動し、ボールねじ21と一
体に構成されたタレット11が回転中心Ｏに沿って移動す
ることによって全く同様に構成することができる。

また、ねじ送り機構26に低摩擦や精度が要求されない
場合は、ボールねじ21に代えて通常のねじを使用するこ
ともできる。

この場合は、クラッチ片31a,31bが相互に噛み合う直
前までタレット11の回転を抑止する手段（例えば、クラ
ッチ部材31a,31bの係合位置で離脱するキー又はスプラ
イン）を設けることが望ましい。

さらに、上述した位置決め係止部材27としては、カー
ビックカップリングの他にハースカップリング等が同様
の構成をもって適用可能である。また、第２図等に示し
たカップリング27a,27bに代えて、充分な制動力を有す
る摩擦継手（ブレーキ）やショットピンによる位置決め
手段とすることもできる。

さらに、第５図に示した制御系では、工具交換位置検
出センサ49,カップリングセンサ50,クラッチセンサ51,
割出センサ52の各検出センサとしてサーボモータの回転
位置又は回転トルクを検出する構成を示したが、これら
のセンサは位置検出のための通常のセンサとしてもよい
ことは勿論であり、割出センサ52を除く３個のセンサは
省略することもできる。但し、装置の安全性を考慮する
場合には、いずれも設置しておくことが好ましい。

工具交換位置検出センサ49については、一の工具によ
る切削加工中は、タレット11の装着した他の工具が常に
工具交換可能位置にあるような構成のタレット刃物台
（例えば、第１図に示したように、１個の工具送り台上
に主軸を挟んで対向して設けられたタレット刃物台２）
においては省略することができ、その場合は、タレット
刃物台が工具交換位置にあるか否かの検出動作（第６図
のS2）も省略される。

産業上の利用可能性 この発明は、施盤に使用されるタレット刃物台等の割
出装置に適用することにより、特に、同装置の回転盤を
固定又は回転自在とする位置決め係止部材を、モータの
駆動によって係脱自在とすることで、パワーユニットや
配管等の付帯設備を省略することができ、設備コストの
低価格化、装置の小形化を図ることが可能となる。

しかも、位置決め係止部材をモータ駆動にしたことに
より、動作速度及びトルクの制御が容易となり、高速で
衝撃の少ない制御が可能となる。特に、位置決め係止部
材の衝突による割れ，欠け，摩耗を無くし精度低下を防
止することが可能となる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−100703（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−226813（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−132431（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23Q 16/02 B23B 29/24 B23B 29/32 B23Q 16/10

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基台に対し所定の回転中心を中心にして割
   出回転する回転盤を有する割出装置において、 前記基台と回転盤との間に係脱自在に設けられ、相互に
   係合して前記回転盤の回転を阻止する一対の位置決め係
   止部材と、 前記回転盤の回転中心上の設けられたねじ及び該ねじに
   螺合するナットからなり、前記ねじ又はナットの一方の
   回転によりねじに沿って相対的に他方を直線移動させ、
   該直線移動に伴い前記位置決め係止部材を係脱するねじ
   送り機構と、 前記ねじ又はナットの一方を回転駆動する第１のモータ
   と、 前記回転盤を割出回転させる第２のモータと、 前記回転盤を割出回転させるために前記第２のモータを
   駆動する際、該第２のモータの回転に対し前記第１のモ
   ータを所定の回転数比で所定の回転方向に回転させる制
   御手段とを備えたことを特徴とする割出装置。
2. 【請求項２】請求の範囲第１項の割出装置において、 前記第２のモータと前記回転盤との間に設けられ、前記
   位置決め係止部材の相互間が離脱したとき前記第２のモ
   ータと前記回転盤とを係合し、前記位置決め係止部材が
   相互に係合したとき前記第２のモータと前記回転盤とを
   離脱するクラッチ部材を備えたことを特徴とする割出装
   置。
3. 【請求項３】基台と、該基台に対し所定の回転中心を中
   心にして割出回転する回転盤と、前記基台と回転盤との
   間に係脱自在に設けられ、相互に係合して前記回転盤の
   回転を阻止する一対の位置決め係止部材と、前記回転盤
   の回転中心上に設けられたねじ及び該ねじに螺合するナ
   ットからなり、前記位置決め係止部材を係脱するねじ送
   り機構と、該ねじ送り機構を駆動する第１のモータと、
   前記回転盤を割出回転させる第２のモータとを備えた割
   出装置において、 前記第１のモータの回転によって前記位置決め係止部材
   の係合を解除する方向に前記ねじ送り機構を駆動し、 前記位置決め係止部材の係合を解除した後、前記第２の
   モータを駆動して前記回転盤を割出回転し、 同時に前記第２のモータの回転に対して前記第１のモー
   タを、前記ねじ送り機構のねじ及びナットの相対位置が
   変わらないように所定の回転数比で所定の回転方向に回
   転させることを特徴とする割出装置の割出駆動方法。