JP7261799B2 - 工作機械 - Google Patents

Description

本発明は、一対のワークを摩擦圧接することができる工作機械に関する。

従来、一対のワークを摩擦圧接することができる工作機械として、各々ワークを保持する一対の主軸と、各々の主軸を軸方向に移動させる一対の駆動源とを備え、各々の主軸に把持されたワークを互いに相対回転させた状態で接触させて一対のワークを摩擦加熱した後に、相対回転を停止させて、摩擦圧接するものが知られている（例えば特許文献１参照）。

特開平８－２０６９２６号公報

上記従来の両主軸が軸方向に移動可能に設けられている工作機械が知られており、前記工作機械による摩擦圧接を円滑に行うことが難しい場合があった。

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、一対のワークを円滑に摩擦圧接することができる工作機械を提供することにある。

本発明の工作機械は、ワークを把持する第１主軸と、前記第１主軸を軸方向に移動させる第１駆動源と、ワークを把持する第２主軸と、前記第２主軸を軸方向に移動させる第２駆動源と、前記第１主軸に把持されたワークと前記第２主軸に把持されたワークとを互いに相対回転させた状態で接触させて一対の前記ワークを摩擦加熱するとともに、一対の前記ワークの相対回転を停止させた後に前記第１主軸を静止させたまま前記第２主軸のみを軸方向に移動させて一対の前記ワークを摩擦圧接するように、前記第１主軸の回転、前記第２主軸の回転及び前記第２駆動源の作動を制御する制御手段と、を有する工作機械であって、前記制御手段が、一対の前記ワークを摩擦圧接する際に、前記第１主軸の軸方向の位置を保持するように前記第１駆動源の作動を制御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、前記第１駆動源により駆動されて前記第１主軸とともに軸方向に移動する部材全体の慣性が、前記第２駆動源により駆動されて前記第２主軸とともに軸方向に移動する部材全体の慣性よりも大きいのが好ましい。

本発明の工作機械は、上記構成において、前記第１駆動源が電動モータであり、前記第１駆動源に加わるトルクを検出するトルク検出手段をさらに有し、前記制御手段が、一対の前記ワークを摩擦圧接する際に、前記トルク検出手段により検出されたトルクに抗するように前記第１駆動源の作動を制御するのが好ましい。

本発明の工作機械は、上記構成において、前記制御手段により移動が制御される工具を備え、前記制御手段が、一対の前記ワークを摩擦圧接した後、前記第１主軸と前記第２主軸とを同一方向に同一回転数で回転させつつ前記工具を前記ワークに対して相対移動させて該工具により前記ワークを切削する切削加工を行うように、前記第１主軸の回転、前記第２主軸の回転及び前記工具の相対移動を制御するのが好ましい。

本発明の工作機械は、上記構成において、前記制御手段は、一対の前記ワークの相対回転を停止させた後に前記第１主軸を静止させたまま前記第２主軸のみを、予め、寄り代を考慮して設定した軸方向位置にまで移動させるように、前記第２駆動源の作動を制御するのが好ましい。

本発明によれば、一方の主軸を軸方向に移動させて摩擦圧接を行う際に、他方の主軸を静止状態に維持して摩擦圧接をすることにより、両主軸が軸方向に移動可能な構成であっても円滑に摩擦圧接を行うことができる工作機械を提供することができる。

本発明の一実施形態である工作機械の構成を概略で示す説明図である。 （ａ）～（ｃ）は、２つのワークを摩擦圧接する手順を示す説明図である。 摩擦圧接したワークの外周面からバリを取り除く切削加工を行っている状態を示す説明図である。

図１に示す工作機械１は、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機能と、第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２とを摩擦圧接した接合ワークＷ_３を切削加工（旋削加工）する機能とを有するものである。工作機械１は、例えばＣＮＣ旋盤等の旋盤に、摩擦圧接の機能を付加して構成することができる。

工作機械１は、基台２上に配置される２つの主軸つまり第１主軸３ａと第２主軸３ｂとを有している。第１主軸３ａは第１主軸台４ａに回転自在に支持され、第２主軸３ｂは第２主軸台４ｂに回転自在に支持されている。第１主軸３ａと第２主軸３ｂは同一の軸線上に配置され、所定の間隔を空けて互いに対向している。

第１主軸３ａは先端に第１チャック５ａを備え、第１チャック５ａにより第１ワークＷ_１を把持することができる。第２主軸３ｂは先端に第２チャック５ｂを備え、第２チャック５ｂにより第２ワークＷ_２を把持することができる。

第１主軸３ａは第１電動モータ６ａにより回転駆動される。第１主軸３ａを第１電動モータ６ａで回転駆動することにより、第１主軸３ａに把持された第１ワークＷ_１を回転させることができる。第２主軸３ｂは第２電動モータ６ｂにより回転駆動される。第２主軸３ｂを第２電動モータ６ｂで回転駆動することにより、第２主軸３ｂに把持された第２ワークＷ_２を回転させることができる。

基台２には第１主軸３ａの軸方向（Ｚ軸方向）に延出する第１ガイドレール７ａが固定されており、第１主軸台４ａに固定された第１サドル８ａが第１ガイドレール７ａにスライド自在に装着されている。第１ガイドレール７ａと第１サドル８ａとの間には図示しないボールネジ機構が設けられており、第１駆動源９ａによってボールネジ機構を回転駆動することにより、第１主軸台４ａとともに第１主軸３ａを軸方向（Ｚ軸方向）に駆動して当該軸方向に移動させることができる。

基台２には第２主軸３ｂの軸方向（Ｚ軸方向）に延出する第２ガイドレール７ｂが固定されており、第２主軸台４ｂに固定された第２サドル８ｂが第２ガイドレール７ｂにスライド自在に装着されている。第２ガイドレール７ｂと第２サドル８ｂとの間には図示しないボールネジ機構が設けられており、第２駆動源９ｂによってボールネジ機構を回転駆動することにより、第２主軸台４ｂとともに第２主軸３ｂを軸方向（Ｚ軸方向）に駆動して当該軸方向に移動させることができる。

本実施の形態では、第１駆動源９ａ及び第２駆動源９ｂとして、それぞれサーボモータ（電動モータ）が用いられている。

本実施の形態では、第１主軸３ａは正面主軸、第２主軸３ｂは背面主軸となっており、正面主軸である第１主軸３ａの外径は背面主軸である第２主軸３ｂの外径よりも大径であり、第１主軸３ａの重量は第２主軸３ｂの重量よりも重くなっている。また、第１駆動源９ａにより駆動されて第１主軸３ａとともに軸方向に移動する、第１主軸台４ａ、第１チャック５ａ、第１電動モータ６ａ、第１サドル８ａ及びボールネジ機構等を含む部材全体が動くときの動きにくさである慣性が、第２駆動源９ｂにより駆動されて第２主軸３ｂとともに軸方向に移動する、第２主軸台４ｂ、第２チャック５ｂ、第２電動モータ６ｂ、第２サドル８ｂ及びボールネジ機構等を含む部材全体が動くときの動きにくさである慣性よりも大きくなっている。

工作機械１は、切削加工のための工具１０を備えている。工具１０は、移動手段１１に装着され、移動手段１１によって駆動されて少なくとも切込み方向（Ｘ軸方向）及び送り方向（Ｚ軸方向）に移動することができる。切削加工に対応した加工回転速度で回転させた状態の第１ワークＷ_１、第２ワークＷ_２ないし接合ワークＷ_３に、工具１０の刃部１０ａを押し当てることで、第１ワークＷ_１、第２ワークＷ_２ないし接合ワークＷ_３を工具１０により切削加工することができる。

工作機械１は制御手段としての制御部Ｃを有している。制御部Ｃは、例えば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で構成することができる。制御部Ｃは、第１電動モータ６ａ、第２電動モータ６ｂ、第１駆動源９ａ、第２駆動源９ｂ及び移動手段１１に接続されている。

第１駆動源９ａには電流計１２が接続されている。制御部Ｃはトルク検出手段としての機能を有しており、電流計１２によって検出される第１駆動源９ａの電流値に基づいて第１駆動源９ａに加わるトルクを検出することができる。

工作機械１は、制御部Ｃによって、第１主軸３ａ及び第２主軸３ｂの回転、第１駆動源９ａ及び第２駆動源９ｂの作動すなわち第１主軸３ａ及び第２主軸３ｂの軸方向への移動を統合制御することにより、第１主軸３ａに把持された第１ワークＷ_１と第２主軸３ｂに把持された第２ワークＷ_２とを摩擦圧接することができる。以下に、工作機械１により第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２とを摩擦圧接する手順について説明する。

まず、図２（ａ）に示すように、第１主軸３ａに第１チャック５ａを用いて第１ワークＷ_１を把持させるとともに第２主軸３ｂに第２チャック５ｂを用いて第２ワークＷ_２を把持させる。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などを用いることができるが、他の金属材料製のものを用いることもでき、また、種々の形状のものを用いることもできる。

次に、第２主軸３ｂの回転は停止させたまま第１主軸３ａを所定の回転速度で回転させて、第１主軸３ａに把持された第１ワークＷ_１と第２主軸３ｂ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、第１主軸３ａの回転は停止させたまま第２主軸３ｂ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３ａと第２主軸３ｂ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３ａと第２主軸３ｂ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、第１主軸３ａに把持された第１ワークＷ_１と第２主軸３ｂ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、第１主軸３ａを軸方向に移動させることなく静止させたまま、第２駆動源９ｂを作動させて第２主軸３ｂを第１主軸３ａに接近するように軸方向に移動させ、図２（ｂ）に示すように、第１ワークＷ_１の軸方向端面を第２ワークＷ_２の軸方向端面に接触させる。第１ワークＷ_１の軸方向端面が第２ワークＷ_２の軸方向端面に接触すると、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の軸方向端面と第２ワークＷ_２の軸方向端面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と第２ワークＷ_２の各軸方向端面が所定の温度に至ると、図２（ｃ）に示すように、第１主軸３ａ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に、第１主軸３ａを軸方向に移動させることなく静止させたまま、第２駆動源９ｂを作動させて第２主軸３ｂのみを第１主軸３ａに接近するようにさらに軸方向に移動させる。これにより、第２ワークＷ_２の軸方向端面を第１ワークＷ_１の軸方向端面に所定の圧力（アプセット圧）で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面を接合面として摩擦圧接することができる。

第２ワークＷ_２の軸方向端面を第１ワークＷ_１の軸方向端面に所定の圧力で軸方向に沿う方向に押し付ける際の、第２主軸３ｂの軸方向への移動量は、予め、寄り代（接合により第１ワークＷ_１、第２ワークＷ_２の一部がバリとして放出されて短くなる分の長さ）を考慮して設定されており、第２主軸３ｂは、当該移動量を考慮した軸方向位置にまで移動するように、その移動が制御される。具体的には、第２ワークＷ_２の接合前の軸方向端面の軸方向位置が、第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２との接合面が形成される軸方向位置よりも、第１主軸３ａ側の軸方向位置に到達するように第２主軸３ｂの移動が制御される。

本実施の形態の工作機械１では、第１主軸３ａに把持された第１ワークＷ_１と第２主軸３ｂに把持された第２ワークＷ_２とを摩擦圧接する際に、軸方向に移動する第２主軸３ｂによって第１主軸３ａが押されて軸方向に移動してしまうことを防止するために、制御部Ｃは、第１主軸３ａの軸方向の位置を保持するように第１駆動源９ａの作動を制御するようになっている。すなわち、制御部Ｃは、第１主軸３ａに把持された第１ワークＷ_１と第２主軸３ｂに把持された第２ワークＷ_２とを摩擦圧接する際に、第１駆動源９ａを停止状態に保持するだけでなく、第２主軸３ｂから第１主軸３ａに加えられる押圧力に抗することができる反力を第１主軸３ａに生じさせて第１主軸３ａを軸方向に移動させることなく静止状態に維持することができるように、第１駆動源９ａの作動を制御する。例えば、制御部Ｃは、第１主軸３ａが第２主軸３ｂによって押されることにより第１駆動源９ａに加えられるトルクを電流計１２によって検出される第１駆動源９ａの電流値に基づいて検出し、当該トルクに抗する駆動力を第１駆動源９ａが発生するように第１駆動源９ａに供給する駆動電力を制御する。

本実施の形態の工作機械１では、上記のように、制御部Ｃが、第１主軸３ａに把持された第１ワークＷ_１と第２主軸３ｂに把持された第２ワークＷ_２とを摩擦圧接する際に、第１主軸３ａの軸方向の位置を保持するように第１駆動源９ａの作動を制御する構成としたので、摩擦圧接において第２ワークＷ_２を第１ワークＷ_１に押圧する際に、軸方向に移動する第２主軸３ｂによって第１主軸３ａが押されても、第１主軸３ａを静止状態に維持することができる。これにより、第２ワークＷ_２を第１ワークＷ_１に押圧する際に、摩擦圧接に必要な押圧力が得られるようにして、第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２とを円滑に摩擦圧接させることができる。

特に、第１駆動源９ａにより駆動されて第１主軸３ａとともに軸方向に移動する部材全体の慣性を、第２駆動源９ｂにより駆動されて第２主軸３ｂとともに軸方向に移動する部材全体の慣性よりも大きくした場合には、摩擦圧接において軸方向に移動する第２主軸３ｂによって第１主軸３ａが押されたときに、第１主軸３ａがより静止状態に維持され易くすることができる。

本実施の形態の工作機械１では、電流計１２により検出された電流値に基づいて第１駆動源９ａに加わるトルクを検出し、当該トルクに抗するように制御部Ｃによって第１駆動源９ａの作動を制御するようにしたので、簡単な構成で、第１主軸３ａを静止状態に維持するための制御体系を構築することができる。これにより、工作機械１のコストを低減することができる。

図２（ｃ）に示すように、第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２とが摩擦圧接されると、第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２とが一体化して接合ワークＷ_３となる。接合ワークＷ_３の接合部における外周面には、第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２の摩擦熱によって軟化した部分が圧接の際に径方向外側に押し出されることによりバリＢが生じる。

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とを摩擦圧接した後、制御部Ｃによって第１主軸３ａ及び第２主軸３ｂの回転及び工具１０の移動を統合制御することにより、図３に示すように、第１主軸３ａと第２主軸３ｂとを同一方向に同一回転数で回転させつつ移動手段１１により工具１０を切込方向及び送り方向に移動させて工具１０により接合ワークＷ_３を切削する切削加工を実施することができる。これにより、接合ワークＷ_３を第１主軸３ａ及び第２主軸３ｂに対して着脱することなく、工具１０の刃部１０ａを接合ワークＷ_３のバリＢに押し当てて接合ワークＷ_３からバリＢを取り除く切削加工を摩擦圧接の後に連続して行うことができるので、当該加工の時間を短縮することができる。

摩擦圧接の後に連続して切削加工を行う構成とする場合には、摩擦熱によって第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２とを加熱させた後、第１主軸３ａと第２主軸３ｂの両方の回転を停止させるのではなく、第２主軸３ｂの回転を開始して第１主軸３ａと第２主軸３ｂとを同一方向に同一の所定の回転速度で回転させることで、第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２との相対回転を停止させ、その状態で第２ワークＷ_２を第１ワークＷ_１に押し付けて摩擦圧接を行う構成とするのが好ましい。この場合、摩擦圧接における第１主軸３ａと第２主軸３ｂとの所定の回転速度は、工具１０による切削加工に適した回転速度とされる。当該構成によれば、摩擦圧接の後、第１主軸３ａ及び第２主軸３ｂの回転を停止させることなく、第１主軸３ａと第２主軸３ｂとを摩擦圧接における所定の回転速度で回転させたまま切削加工を行うことができる。したがって、圧接圧接の後、第１主軸３ａと第２主軸３ｂの回転を停止させたり回転速度を調整したりすることなく、摩擦圧接における第１主軸３ａと第２主軸３ｂの回転を所定の回転速度に維持したまま接合ワークＷ_３の切削加工を行うことができるので、当該加工の時間をさらに短縮することができる。

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。

前記実施の形態においては、電流計１２により検出された電流値に基づいて第１駆動源９ａに加わるトルクを検出し、当該トルクに抗するように制御部Ｃによって第１駆動源９ａの作動を制御するようにしたが、第１主軸３ａの軸方向の位置を保持するように第１駆動源９ａの作動を制御することができれば、例えば第２主軸３ｂが第１主軸３ａに加える押圧力を検知して当該押圧力に抗するように制御部Ｃによって第１駆動源９ａの作動を制御するなど、その構成は種々変更可能である。

本実施の形態では、工作機械１は、第１主軸３ａが第２主軸３ｂよりも大径とされてその重量が第２主軸３ｂの重量よりも重い構成とされているが、第１主軸３ａと第２主軸３ｂとが同径で重量が同じ構成とすることもできる。また、第１駆動源９ａにより駆動されて第１主軸３ａとともに軸方向に移動する部材全体の慣性を、第２駆動源９ｂにより駆動されて第２主軸３ｂとともに軸方向に移動する部材全体の慣性と同一または小さくした構成とすることもできる。これらの場合においては、第２主軸３ｂから第１主軸３ａに加えられる押圧力が相対的に大きくなるが、大きな押圧力に対する大きな反力を第１主軸３ａに生じさせるように制御部Ｃによって第１駆動源９ａの作動を制御することで、第１主軸３ａを静止状態に維持して、第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２とを円滑に摩擦圧接させることができる。

本実施の形態では、第１主軸３ａ及び第２主軸３ｂを各々回転させるモータとして各々の主軸の外部から回転駆動力を伝達する電動モータとして説明したが、第１主軸台４ａ及び第２主軸台４ｂの内部に設置して第１主軸３ａ及び第２主軸３ｂを回転させるビルトインモータとする構成とすることもできる。

本実施の形態では、図２（ａ）～図２（ｂ）に示すように、第１主軸３ａが把持する第１ワークＷ_１を第１電動モータ６ａにより回転させてから、第２駆動源９ｂを作動させて第２主軸３ｂを第１主軸３ａに接近するように軸方向に移動させ、図２（ｂ）に示すように、第１ワークＷ_１の軸方向端面を第２ワークＷ_２の軸方向端面に接触させる構成として説明をしたが、先に第２駆動源９ｂを作動させて第２主軸３ｂを第１主軸３ａに接近するように軸方向に移動させ、図２（ｂ）に示すように、第１ワークＷ_１の軸方向端面を第２ワークＷ_２の軸方向端面に接触させてから、第１主軸３ａが把持する第１ワークＷ_１を第１電動モータ６ａにより回転させて摩擦加熱を行う構成とすることもできる。

本実施の形態では、図２（ｂ）に示すように、第２ワークＷ_２の軸方向端面を第１ワークＷ_１の軸方向端面に接触させる際（前者）と、図２（ｃ）に示すように、第１ワークＷ_１と第２ワークＷ_２とを摩擦加熱した後、第２ワークＷ_２の軸方向端面を第１ワークＷ_１の軸方向端面に対して所定の圧力で軸方向に沿う方向に押圧する際（後者）との両方において、制御部Ｃが第１主軸３ａの軸方向の位置を保持するように第１駆動源９ａの作動を制御する構成としているが、第２主軸３ｂからより大きな押圧力が第１主軸３ａに加えられる後者においてのみ、制御部Ｃが第１主軸３ａの軸方向の位置を保持するように第１駆動源９ａの作動を制御する構成とすることもできる。

本実施の形態では、第１主軸３ａに把持された第１ワークＷ_１と第２主軸３ｂ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、第１主軸３ａを軸方向に移動させることなく静止させたまま、第２主軸３ｂのみを第１主軸３ａに接近するように軸方向に移動させることで、第１ワークＷ_１の軸方向端面と第２ワークＷ_２の軸方向端面とを互いに接触させて摩擦加熱させるようにしているが、第１主軸３ａに把持された第１ワークＷ_１と第２主軸３ｂ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、第１主軸３ａと第２主軸３ｂとの両方を、互いに接近するように軸方向に移動させることで、第１ワークＷ_１の軸方向端面と第２ワークＷ_２の軸方向端面とを互いに接触させて摩擦加熱させるようにしてもよい。

また、本実施の形態では、第１主軸３ａ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に、第１主軸３ａを軸方向に移動させることなく静止させたまま、第２主軸３ｂのみを第１主軸３ａの側に向けてさらに軸方向に移動させて第２ワークＷ_２の軸方向端面を第１ワークＷ_１の軸方向端面に所定の圧力（アプセット圧）で軸方向に沿う方向に押し付けるようにしているが、第１主軸３ａと第２主軸３ｂの両方を、互いに接近するように軸方向にある程度の距離だけ移動させて第２ワークＷ_２の軸方向端面を第１ワークＷ_１の軸方向端面にある程度押し付け、その後、第１主軸３ａの移動を停止して静止させた状態とし、第２主軸３ｂのみを第１主軸３ａの側に向けてさらに軸方向に移動させることで、第２ワークＷ_２の軸方向端面を第１ワークＷ_１の軸方向端面に所定の圧力（アプセット圧）で軸方向に沿う方向に押し付けるようにしてもよい。

本実施の形態では、工具１０の刃部１０ａを接合ワークＷ_３のバリＢに押し当てて接合ワークＷ_３からバリＢを取り除く切削加工を工具１０の移動で行う説明をしたが、制御部Ｃにより各々の主軸３ａ、３ｂを、接合ワークＷ_３を把持したまま同一方向に同一回転数で回転させつつ、各々の主軸３ａ、３ｂを軸方向にも同期して移動させることにより、工具１０を移動せずにバリＢを取り除くことも可能である。

第１主軸３ａと第２主軸３ｂは、摩擦圧接の際に互いに同軸状に対向配置されれば、それぞれ軸方向（Ｚ軸方向）に直交する水平方向に移動可能な構成とすることもできる。

１ 工作機械
２ 基台
３ａ 第１主軸
３ｂ 第２主軸
４ａ 第１主軸台
４ｂ 第２主軸台
５ａ 第１チャック
５ｂ 第２チャック
６ａ 第１電動モータ
６ｂ 第２電動モータ
７ａ 第１ガイドレール
７ｂ 第２ガイドレール
８ａ 第１サドル
８ｂ 第２サドル
９ａ 第１駆動源
９ｂ 第２駆動源
１０ 工具
１０ａ 刃部
１１ 移動手段
１２ 電流計
Ｗ_１ 第１ワーク
Ｗ_２ 第２ワーク
Ｗ_３ 接合ワーク
Ｃ 制御部（制御手段、トルク検出手段）
Ｂ バリ

Claims (5)

1. ワークを把持する第１主軸と、
   前記第１主軸を軸方向に移動させる第１駆動源と、
   ワークを把持する第２主軸と、
   前記第２主軸を軸方向に移動させる第２駆動源と、
   前記第１主軸に把持されたワークと前記第２主軸に把持されたワークとを互いに相対回転させた状態で接触させて一対の前記ワークを摩擦加熱するとともに、一対の前記ワークの相対回転を停止させた後に前記第１主軸を静止させたまま前記第２主軸のみを軸方向に移動させて一対の前記ワークを摩擦圧接するように、前記第１主軸の回転、前記第２主軸の回転及び前記第２駆動源の作動を制御する制御手段と、を有する工作機械であって、
   前記制御手段が、一対の前記ワークを摩擦圧接する際に、前記第１主軸の軸方向の位置を保持するように前記第１駆動源の作動を制御することを特徴とする工作機械。
2. 前記第１駆動源により駆動されて前記第１主軸とともに軸方向に移動する部材全体の慣性が、前記第２駆動源により駆動されて前記第２主軸とともに軸方向に移動する部材全体の慣性よりも大きい、請求項１に記載の工作機械。
3. 前記第１駆動源が電動モータであり、
   前記第１駆動源に加わるトルクを検出するトルク検出手段をさらに有し、
   前記制御手段が、一対の前記ワークを摩擦圧接する際に、前記トルク検出手段により検出されたトルクに抗するように前記第１駆動源の作動を制御する、請求項１または２に記載の工作機械。
4. 前記制御手段により移動が制御される工具を備え、
   前記制御手段が、一対の前記ワークを摩擦圧接した後、前記第１主軸と前記第２主軸とを同一方向に同一回転数で回転させつつ前記工具を前記ワークに対して相対移動させて該工具により前記ワークを切削する切削加工を行うように、前記第１主軸の回転、前記第２主軸の回転及び前記工具の相対移動を制御する、請求項１～３の何れか１項に記載の工作機械。
5. 前記制御手段は、
   一対の前記ワークの相対回転を停止させた後に前記第１主軸を静止させたまま前記第２主軸のみを、予め、寄り代を考慮して設定した軸方向位置にまで移動させるように、前記第２駆動源の作動を制御する、請求項１～４の何れか１項に記載の工作機械。

Images