WO1999011409A1

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Info

Publication number: WO1999011409A1
Application number: PCT/JP1998/001594
Authority: WO
Inventors: Hiroshi Shinohara; Takaichi Nakaya
Original assignee: Citizen Watch Co., Ltd.
Priority date: 1997-08-29
Filing date: 1998-04-07
Publication date: 1999-03-11
Also published as: EP1048380B1; KR100379934B1; DE69708934T2; EP1053811A1; JP4067134B2; EP1053811A4; US6257109B1; TW391907B; EP1053811B1; DE69824636D1; DE69824636T2; KR20010023431A; DE69708934D1; WO1999011408A1; USRE38571E1; EP1048380A1; EP1048380A4

Description

明細書自動旋盤及びその制御方法技術分野

この発明は、複数の工具を装着して保持し、割出回転により任意の工具を選択して作業位置に位置決めすることができるタレット刃物台を備えた自動旋盤に関する。さらに本発明は、そのような自動旋盤の制御方法に関する。背景技術

近年、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、複数の工具を装着できるタレット刃物台を備えた自動旋盤の需要が増大してきている。なお、本明細書で自動旋盤とは、 N C旋盤等の、自動旋削加工を実施できるあらゆる旋削機械を含むものである。

タレット刃物台は、刃物台本体に装着したタレツ卜が回転して、複数（一般に 5 〜12個）の割出位置を自動的に割出す構成となっている。タレッ卜の外周面又は軸線方向端面には、割出位置に対応して複数の工具装着部が形成される。それら工具装着部の各々には、バイト、ドリル等の各種工具を装着でき、タレットの割出回転により加工内容に合致した適切な工具を自動的に選択して、自動旋盤上の所定の作業位置に位置決めすることができる。なお、本明細書で軸線方向とは、物体の回転軸線又は中心軸線に沿つた方向を意味す ο

選択した工具によりワークに旋削又は穴明け加工を施す間は、刃物台本体上でタレツトを当該割出位置に強固に固定する必要がある。したがって一般に、刃物台本体とタレットとの間に、相互に係脱 (すなわちクランプ/アンクランプ動作）可能な一対のカツプリング部材が設置される。これら一対のカップリング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。

一般に、これら一対の力ップリング部材からなるカツプリングュニットとしては、軸線方向一端面に多数の歯を有したクラウン歯車状のカップリング部材同士を、相互に嚙み合せる形式のもの（例えば力一ビックカツプリングと称する）が用いられている。

この種の力ップリングュニットでは、通常、刃物台本体側に設けた一方の力ップリング部材に対し、タレット側に設けた他方の力ップリング部材を、夕レットと共に軸線方向へ直線的に移動させることにより係脱動作が行なわれる。したがって、タレットを割出回転させる際には、まず刃物台本体に対してタレットを軸線方向に移動させることにより、カップリング部材相互の嚙み合いを解除し（ァンクランプ動作）、この状態で夕レットの割出回転を行なう。そして次の工具を割出した後に、再び夕レツトを軸線方向に移動させてカップリング部材同士を係合させ（クランプ動作）、タレットを当該割出位置に固定的に保持する。

一般にタレットの割出回転は、ある工具による加工段階が終了した後に、引き続き他の工具による )ロェ段階を実施するために、自動加工作業の一連の段階の 1 つとして連続的に行なわれる。そのため、割出回転時、タレッ卜の近傍には加工途中のワークやワークを支持する主軸台が存在する。

したがって、ある工具による加工段階が終了した位置のままでタレッ卜の割出回転を実施しょうとすると、カップリング解除のためのタレツ卜の軸線方向移動により、タレットゃタレツ卜に取り付けた工具が、主軸台やワークと干渉又は衝突する不都合が生じることがある。

このような問題を解決するために、従来の自動旋盤では、タレッ卜の割出回転作業を加工プログラムに組入れる際に、タレット刃物台すなわち工具を主軸台すなわちワークに対し、タレットの軸線方向移動による相互干渉を回避できる場所（退避位置又は工具原点位置と称する）まで移動した後に、クランプ/アンクランプ動作を含む割出回転作業を行ない、その完了後に夕レット刃物台を作業位置へ復帰させるように、加工プログラムを作成していた。

ところで、一般に自動旋盤の加工プログラムの作成は、ワークの種類や加工内容に応じてユーザが手作業で行なつている。ユーザは通常、製品の設計図面を参照しながら、自動旋盤にインプッ卜する加工プログラムを組んでいく。

しかし、割出回転作業に伴うタレッ卜の軸線方向移動は、自動旋盤の構造に起因して生じる動作であるため、製品の設計図面からは認識できない。このためユーザにとって、この種のタレッ卜の軸線方向移動を常に考慮して加工プログラムを作成することは煩雑であつた。しかも、割出回転作業に伴う夕レットの軸線方向移動を考慮しない（つまりタレット刃物台の退避及び復帰動作を含まない）不適当な加工プログラムを不注意で組んでしまう恐れもあった。自動旋盤にこのような不適当な加工プログラムをインプッ卜した場合、割出回転作業時にタレツト又は工具と主軸台又はワークとが干渉し、それらを破損させてしまう可能性がある。

また、タレツトを割出回転させる都度、タレット刃物台に上記したような退避及び復帰動作を行なわせると、少なくとも退避及び復帰動作に費やされる時間だ《«ナ加工時間が延長される。このような加ェ時間の不要な延長を可及的に削減するために、タレットの軸線方向移動すなわちアンクランプ //クランプ動作の開始と同時にタレット刃物台の退避復帰動作を開始させることが考えられるが、その場合も干渉の問題は完全には解決されない。さらに、割出回転を行つても夕レツト又は工具と主軸台又はワークとの相互干渉が発生しないような場合には、タレット刃物台の退避動作は、タレットの軸線方向移動さえ無ければ本来的には不要な動作である。発明の開示

本発明の目的は、タレッ卜の割出回転に伴うアンクランプダクランプ動作のためにタレッ卜が刃物台本体に対して回転軸線方向へ移動する場合に、ワークを把持した主軸台に対するタレット刃物台の退避/復帰動作を行うことなく、タレット又は工具と主軸台又はヮークとの相互干渉を確実に防止することができ、以て、加工時間の短縮を図ることができるとともに、ユーザによる加工プログラムの作成作業を容易にすることができる自動旋盤を提供することにある本発明の他の目的は、そのような自動旋盤の制御方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、旋盤機台と、旋盤機台上に設置される主軸台と、旋盤機台上に設置される刃物台本体と、刃物台本体に支持され、刃物台本体上で回転軸線を中心に割出回転できるとともに、割出位置において回転軸線に沿って直線移動できるタレッ卜と、刃物台本体とタレッ卜との間に設けられ、刃物台本体上の割出位置におけるタレッ卜の直線移動に従って互いに係合及び離脱する一対のカップリング部材と、旋盤機台上で主軸台と刃物台本体との間の相対移動を生じさせる第 1 の駆動手段と、刃物台本体とタレットとの間の割出回転及び直線移動を生じさせる第 2の駆動手段と、タレッ卜の直線移動に同期して、主軸台と刃物台本体とを相対的に移動させ、それによりタレットと主軸台との間の相対移動を防止するように、第 1 及び第 2の駆動手段を制御する制御丰段と、を具備した自動旋盤を提供する。

タレットを割出回転させるためには、刃物台本体上の割出位置において、第 2 の駆動手段によりタレットを直線移動させ、それにより一対の力ップリング部材を互いに離脱させる必要がある。このとき、タレットの直線移動に同期して、第 1 の駆動手段により、旋盤機台上で主軸台と刃物台本体との間の相対移動を生じさせる。この相対移動は、制御手段により、夕レットと主軸台との間の相対移動を防止する方向及び移動距離に設定される。

その結果、タレット又は工具と主軸台又はワークとの相互干渉が確実に防止される。しかも、ユーザがワークの加工プログラムを作成する際に、従来のようにタレット割出回転に伴うワークとタレットとの間の相対的直線移動を考慮する必要がなくなるので、作成が容易になる。また、タレッ卜の割出回転の前後に、従来のようにタレット及び刃物台本体を退避及び復帰動作させる必要がなくなるので、退避及び復帰動作に要した時間だけ加工時間の短縮を図ることができる。これは特に、割出回転を行ってもタレット又は工具と主軸台又はワークとの相互干渉が生じないような場合に、有効である o

上記した構成において、主軸台が有する軸線とタレッ卜の回転軸線とを平行に配置することもできる。

この場合、第 1 の駆動手段が刃物台本体を、タレッ卜の回転軸線に平行な第 1 座標軸方向及び第 1 座標軸方向に直交する第 2座標軸方向へ移動させる構成とすることができる。

或いは、第 1 の駆動手段が主軸台を、タレットの回転軸線に平行な第 1座標軸方向へ移動させるとともに、刃物台本体を、第 1 座標軸方向に直交する第 2座標軸方向へ移動させる構成とすることがでさる。

さらに上記した構成において、主軸台が有する軸線と夕レツ卜の回転軸線とを直交して配置することもできる。

この場合、第 1 の駆動手段が刃物台本体を、タレットの回転軸線に平行な第 1 座標軸方向及び第 1 座標軸方向に直交する第 2座標軸方向へ移動させる構成とすることができる。

さらに本発明は、旋盤機台と、旋盤機台上に相対移動可能に設置される主軸台及び刃物台本体と、刃物台本体に支持され、刃物台本体上で回転軸線を中心に割出回転できるとともに、割出位置において回転軸線に沿つて直線移動できるタレツ卜と、刃物台本体とタレッ卜との間に設けられ、刃物台本体上の割出位置におけるタレットの直線移動に従つて互いに係合及び離脱する一対の力ップリング部材とを具備した自動旋盤の制御方法であって、割出位置においてタレツトを回転軸線に沿って直線移動させるステップと、夕レツ卜の直線移動に同期して、主軸台と刃物台本体とを相対的に移動させ、それによりタレッ卜と主軸台との間の相対移動を排除するステップと、を有した自動旋盤の制御方法を提供する。図面の簡単な説明

本発明の上記並びに他の目的、特徴及び利点を、添付図面に示す実施の形態に基づいて説明する。同添付図面において、

図 1 は、本発明に係る自動旋盤の一実施形態の外観構成を示す概略平面図、

図 2 Aは、図 1 の自動旋盤におけるタレット刃物台を示す平面断面図、図 2 Bは、図 2 Aのタレツト刃物台の 1 つの工具装着部を異なる断面で示す部分拡大断面図、

図 3 は、図 2 Aのタレット刃物台の拡大断面図であって、カップリング部材同士が係合してクラツチ片同士が離脱したクランプ完了位置で示す図、

図 4 は、図 2 Aのタレット刃物台の拡大断面図であって、カップリング部材同士が離脱してクラツチ片同士が係合したアンクランプ完了位置で示す図、

図 5 Aは、アンクランプ完了位置にある一対のカップリング部材の歯形状の拡大断面図、

図 5 Bは、クランプ完了位置にある一対の力ップリング部材の歯形状の拡大断面図、

図 6 は、図 3のクランプ完了位置にあるタレット刃物台の回転抑止手段を示す部分拡大断面図、

図 7 は、主軸台、工具送り台及びタレット刃物台の制御系を示すブロック図、

図 8 は、図 7 に示した制御系による工具送り台及びタレット刃物台の制御動作を示すフローチヤ一ト、

図 9 は、本発明に係る自動旋盤の他の実施形態の外観構成を示す概略平面図、及び

図 1 0 は、本発明に係る自動旋盤のさらに他の実施形態の外観構成を示す概略平面図である。発明を実施するための最良の形態

図面を参照すると、図 1 は、本発明に係る自動旋盤の一実施形態の外観構成を概略平面図で示す。図 1 に示すように、自動旋盤は、旋盤機台 1 0 と、旋盤機台 1 0上に設置される主軸台 1 2及びタレット刃物台 1 4 とを備える。

主軸台 1 2 には、回転主軸 1 6、回転主軸 1 6 を駆動する主軸モ一夕（図示せず）等が内蔵され、回転主軸 1 6 の先端に、ワーク W を固定的に挾持するチヤック 1 8が設置される。回転主軸 1 6 は、主軸モータの駆動により回転し、それにより軸線 1 2 aを中心にヮーク Wを回転させる。図示実施形態では、主軸台 1 2 は旋盤機台 1 0上に静止して配置され、軸線 1 2 aは、旋盤機台 1 0上の所与の直交 3軸座標系における Z軸に平行に配置される。

夕レツト刃物台 1 4 は、旋盤機台 1 0上に設置された工具送り台 2 0 に固定的に搭載される。工具送り台 2 0 は、旋盤機台 1 0上の所与の直交 3軸座標系において、図示しない駆動装置により、上記した軸線 1 2 aに平行な Z軸方向、及び軸線 1 2 aに直交する X軸方向に移動する。それによりタレット刃物台 1 4 は、工具送り台 2 0 と一体的に Z軸方向及び X軸方向に移動して、ワーク Wを所望形状に旋削加工する。

図 2 Aは、タレット刃物台 1 4 を平面断面図で示す。タレツト刃物台 1 4 は、工具送り台 2 0 に固定支持される刃物台本体 2 2 と、刃物台本体 2 2 に回転可能かつ直線移動可能に支持されるタレツト 2 4 とを備える。

タレット 2 4 は、小径円筒状の基部 2 4 a と、基部 2 4 aの軸線方向前端（図で左端）部分から一体的に径方向へ延設される大径の頭部 2 4 b とを備える。タレット 2 4 の頭部 2 4 bの外周縁領域には、複数の工具装着部 2 6が、夕レツト 2 4の回転軸線 0に関して所定の割出角度毎に設けられる。これら工具装着部 2 6 には、工具ホルダ 2 8 に取り付けたバイト等の切削工具 3 0 (図 2 B参照）や、別の工具ホルダ 3 2 に取り付けたドリル等の回転工具 3 4 を、ェ具ホルダ 2 8、 3 2 を介して装着できる。図 2 Bに示すように、切削工具 3 0の工具ホルダ 2 8 は、その一側面に形成した突部 2 8 aをタレツト 2 4 の所望の工具装着部 2 6 に形成した装着孔 2 6 aに挿入することにより、所望の割出角度位置に位置決めされ、図示しないボルト等の締結具によつて当該工具装着部 2 6 に強固に固定される。

また、回転工具 3 4 の工具ホルダ 3 2 は、その一側面に形成した突部 3 2 aをタレット 2 4の他の所望の工具装着部 2 6 に形成した装着孔 2 6 aに挿入することにより、所望の割出角度位置に位置決めされ、図示しないボルト等の締結具によつて当該工具装着部 2 6 に強固に固定される。

さらに工具ホルダ 3 2 は、突部 3 2 aの中心を貫通して回転可能に延設される工具回転軸 3 6 と、工具回転軸 3 6 に連動する動力伝達機構（図示せず）とを内蔵し、動力伝達機構の末端に、回転工具 3 4 を把持するための工具チャック 3 8が設けられる。工具回転軸 3 6の、突部 3 2 aから突出する先端には、工具回転歯車 4 0が固定される。

各工具装着部 2 6 の装着孔 2 6 aは、タレット 2 4の大径の頭部

2 4 bを軸線方向に貫通して形成される。したがって、工具ホルダ

3 2 を所望の工具装着部 2 6 に適正に装着すると、工具回転軸 3 6 に固定した工具回転歯車 4 0 は、タレット 2 4 の頭部 2 4 bの後端面（図で右端面）に突出して配置される。

なお、タレット 2 4 における工具装着部 2 6及び各種工具の装着構造は、上述した構成に限らず、工作機械のタレットで一般に利用されている他のあらゆる形式の工具装着部及び各種工具の装着構造を採用することができる。

タレット 2 4の小径の基部 2 4 aは、刃物台本体 2 2の中空部 2 2 a内に形成された円筒状の滑り軸受部 4 2 に摺動可能に受容される。それによりタレット 2 4 は、刃物台本体 2 2 に、回転軸線 0を中心にして割出回転自在に、かつ回転軸線 0に沿って直線移動自在に装着される。ここで回転軸線 0は、軸線 1 2 a と平行な Z軸方向に延びている。

刃物台本体 2 2 の中空部 2 2 a内には、ボールねじ 4 4が転がり軸受 4 6を介して回転可能に、かつ回転軸線 0に関しタレット 2 4 と同軸に設置される。ボールねじ 4 4の基端には、動力伝達歯車 4 8が固定される。

刃物台本体 2 2上には、サ一ボモータからなるカップリング駆動モータ 5 0 (以下、単にカップリングモータ 5 0 と称する）が搭載される。図示しないが、カップリングモータ 5 0 の回転軸には、動力伝達歯車 4 8 に作用的に連結される駆動歯車が取り付けられる。この駆動歯車及び動力伝達歯車 4 8 を介して、カップリングモータ 5 0 の回転駆動力がボールねじ 4 4 に伝達され、ボールねじ 4 4が回転駆動される。

ボールねじ 4 4 にはナツト 5 2 が螺合しており、ナツト 5 2 はタレット 2 4の基部 2 4 a に固定される。したがって、ボールねじ 4 4 の回転に伴いナット 5 2が回転軸線 0に沿って直線移動し、タレット 2 4 はナツト 5 2 と一体的に回転軸線 0に沿って（すなわち Z 軸方向に）直線移動する。このように、ボールねじ 4 4及びナット 5 2 は、タレット 2 4 を直線移動させるねじ送り機構 5 4 を構成する ο

刃物台本体 2 2 の前端（図で左端）面 2 2 b とタレツト 2 4の頭部 2 4 bの後端面との間には環状の空間が形成され、この空間に、環状の軸受取付部材 5 6 、軸受 5 8及び環状歯車 6 0力いずれも回転軸線 0に関しタレット 2 4 と同軸に設置される。

図 3 に拡大して示すように、軸受取付部材 5 6 は、タレット 2 4 の基部 2 4 aを非接触に囲繞する円筒状のスリーブ部分 5 6 a と、スリーブ部分 5 6 aから径方向へ一体的に延長されるフランジ部分 5 6 b とを備え、フランジ部分 5 6 bを介して、図示しないボルト等の固定手段により刃物台本体 2 2 の前端面 2 2 bに密着固定される。

軸受 5 8 は、例えば深みぞ軸受からなり、その外輪が、軸受取付部材 5 6のスリーブ部分 5 6 aの内周面に固定的に取付けられる。環状歯車 6 0 は、軸受取付部材 5 6 とタレット 2 4の頭部 2 4 b との間で両者に非接触に配置され、夕レット 2 4の基部 2 4 aを非接触に囲繞する。環状歯車 6 0 の後端（図で右端）面には環状の凹部 6 0 aが設けられ、この凹部 6 0 a に、軸受取付部材 5 6 のスリーブ部分 5 6 a及び軸受 5 8が挿入される。軸受 5 8の内輪は、環状歯車 6 0 の後端面の凹部 6 0 aを画成する内周壁 6 0 bの外周面に固定的に取付けられる。

このようにして環状歯車 6 0 は、軸受 5 8及び軸受取付部材 5 6 を介し、回転可能かつ軸線方向移動不能に刃物台本体 2 2 に取付けられる。環状歯車 6 0の外周面には、前述した回転工具 3 4 の工具ホルダ 3 2 の工具回転軸 3 6 に固定した工具回転歯車 4 0 に嚙合可能な多数の歯 6 0 cが形成される。さらに環状歯車 6 0 の外周面には、後述するインデックスモータ 6 2 の駆動力を伝達する歯車 6 4 に嚙合可能な多数の歯 6 0 dが、歯 6 0 c に軸線方向へ並置して形成される。

刃物台本体 2 2 の中空部 2 2 aは、刃物台本体 2 2の内壁面に環状に形成された段差部 2 2 cを有し、段差部 2 2 cを境に軸線方向前端（図で左端）側が大径になっている。そして刃物台本体 2 2 の段差部 2 2 cの前面に、環状の刃物台本体側カツプリング部材 6 6 が固定される。また、タレット 2 4の基部 2 4 a も、その外周面に環状に形成された段差部 2 4 cを有し、段差部 2 4 cを境に前端すなわち頭部 2 4 b側が幾分大径になつている。そしてタレット基部 2 4 aの段差部 2 4 cの後面に、環状のタレット側力ップリング部材 6 8が固定される。これにより、刃物台本体側カップリング部材 6 6 とタレツト側カップリング部材 6 8 とは、互いに軸線方向へ対向して配置される。

両カップリング部材 6 6、 6 8 は、クラウン歯車状の構造を有し、互いに対向するそれぞれの軸線方向一端面に、相互に嚙合可能な多数の歯 6 6 a、 6 8 a (図 4参照）を有する。したがって両カツプリング部材 6 6、 6 8 は、タレット 2 4 の軸線方向直線移動に伴いそれらが相互に係合及び離脱（すなわちクランプ/アンクランプ動作）するカップリングユニット 7 0 を構成する。このようなカツプリングユニット 7 0 は、例えば力一ビックカップリングと称するものに構造的に類似する。

これらカップリング部材 6 6、 6 8 の多数の歯 6 6 a、 6 8 aは、図 5 A及び図 5 Bに概略で示すように、傾斜した両側面を各々に有し、いずれも同じ一定ピッチで形成される。そして、回転軸線 0 に沿つたタレット 2 4の軸線方向直線移動に伴い、タレット 2 4 に固定したタレット側カップリング部材 6 8が図示矢印 A方向に移動して、これら対向する刃物台本体側カップリング部材 6 6の歯 6 6 a とタレツト側カップリング部材 6 8 の歯 6 8 a とが相互に嚙み合い又は離脱する。

さらに、タレット側カップリング部材 6 8の、多数の歯 6 8 aの反対側の軸線方向前端面には、クラウン歯車状に多数の歯を有したクラッチ片 7 2がー体に設けられる（図 3参照）。他方、前述した環状歯車 6 0 は、その内周壁 6 0 bの後端に、同様にクラウン歯車状の多数の歯を有したクラッチ片 7 4 を一体に備える（図 3参照）。タレット側カツプリング部材 6 8 に設けたクラッチ片 7 2 と環状歯車 6 0 に設けたクラッチ片 7 4 とは、互いに軸線方向へ対向して配置され、タレット 2 4の軸線方向直線移動に伴い相互に係合及び離脱するクラッチユニット 7 6 を構成する。

これらクラッチ片 7 2、 7 4 の多数の歯は、前述したカップリング部材 6 6、 6 8の多数の歯 6 6 a、 6 8 a と略同様に、傾斜した両側面を各々に有していずれも同じ一定ピッチで形成される。そして、回転軸線 0に沿つたタレット 2 4 の軸線方向直線移動に伴うタレツト側カップリング部材 6 8 の移動により、これら対向するクラツチ片 7 2、 7 4の多数の歯同士が相互に嚙み合い又は離脱する。このように、カップリングュニッ卜 7 0 とクラッチュニット 7 6 とは、一方が嚙み合い状態にあるときに他方が離脱状態にあるように構成される。すなわち、図 2 A及び図 3 に示す状態では、カップリングュニット 7 0 の刃物台本体側カップリング部材 6 6 とタレツト側力ップリング部材 6 8 とが嚙み合い、クラッチュニット 7 6の両クラッチ片 7 2、 7 4が互いに離脱している。また図 4 に示す状態では、カップリングユニット 7 0 の両カップリング部材 6 6、 6 8 が互いに離脱し、クラッチユニット 7 6 の両クラッチ片 7 2、 7 4 同士が嚙み合つている。

図 3 は、図 2 Aのタレット刃物台 1 4の拡大図で、カップリングュニット 7 0 の両カップリング部材 6 6、 6 8が相互に係合して、回転軸線 0に関するタレット 2 4の回転を阻止するクランプ完了位置で示す。クランプ完了位置では、タレット 2 4 に装着された所望の工具が、ワーク W (図 2 ) を加工可能な作業位置に位置決めされ、その状態でタレツト 2 4力く、両カップリング部材 6 6、 6 8 の嚙み合いによって強固に固定的に保持される。このクランプ完了位置、すなわち両カップリング部材 6 6、 6 8の嚙み合い状態は、力ップリングモータ 5 0 の低い出力によって維持される。

ここで、刃物台本体 2 2上には、カップリングモータ 5 0 とは別のサーボモータからなる前述したインデックスモータ 6 2が搭載されている。インデックスモータ 6 2 の回転軸は、歯車列 7 7 を介して、刃物台本体 2 2及び軸受指示部材 5 6 を貫通する軸 7 8 に作用的に連結され、軸 7 8 の先端に前述した歯車 6 4 が固定される。したがって前述したように、インデックスモータ 6 2 の駆動力は、歯車列 7 7 、軸 7 8及び歯車 6 4 を介して環状歯車 6 0 に伝達され、環状歯車 6 0 が回転駆動される。

図 3のクランプ完了位置では、クラッチュニット 7 6 の両クラッチ片 7 2、 7 4 は互いに離脱しているので、インデックスモータ 6 2 の駆動力は環状歯車 6 0 からタレット 2 4 に伝達されることはない。他方、回転工具 3 4 用の工具ホルダ 3 2 をタレツト 2 4 の工具装着部 2 6 に装着したときには、前述したように環状歯車 6 0 は、工具ホルダ 3 2の工具回転軸 3 6 に固定した工具回転歯車 4 0 に嚙合する。したがって、ワーク加工に回転工具 3 4が選択されたときには、インデックスモータ 6 2 は、図 3のクランプ完了位置で、環状歯車 6 0 を介して工具回転軸 3 6 を高速回転し、回転工具 3 4 を回転駆動する。

図 3の状態から、力ップリングモータ 5 0 の駆動によりボールねじ 4 4が回転し、それによりナツト 5 2及び夕レツト 2 4が回転軸線 0に沿って前方（図で左方）へ直線移動すると、刃物台本体 2 2 と夕レツト 2 4 との間に Z軸方向への相対移動が生じ、カップリングュニット 7 0 の両カップリング部材 6 6、 6 8が互いに離脱する。そして、カップリングユニット 7 0が完全に離脱した直後に、クラッチュニット 7 6 の両クラッチ片 7 2、 7 4が互いに嚙み合う。図 4 は、図 2 Aの夕レツト刃物台 1 4の拡大図で、クラッチュニット 7 6の両クラッチ片 7 2、 7 4が互いに嚙み合ったアンクランプ完了位置で示す。アンクランプ完了位置では、カップリングュニット 7 0が離脱状態にあり、またインデックスモータ 6 2 の駆動力が環状歯車 6 0カヽらクラッチュニット 7 6 を介してタレット 2 4 に伝達される。したがってインデックスモータ 6 2 は、図 4 のアンクランプ完了位置で、タレット 2 4 を割出回転する。

上記したように、タレット刃物台 1 4では、カップリングュニット 7 0が完全に離脱した直後にクラッチュニット 7 6が嚙み合いを完了（アンクランプ完了）し、またクラッチユニット 7 6が完全に離脱した直後にカップリングュニット 7 0 が嚙み合いを完了（クランプ完了）するように構成される。

ここで再び図 5 A及び図 5 Bを参照すると、両カップリング部材 6 6、 6 8が互いに嚙み合う際に、対向する歯 6 6 a、 6 8 aの傾斜した側面同士が密に接触する図 5 Bのクランプ完了位置に至るまでの間は、対向する歯 6 6 a、 6 8 aの側面間に必然的に画成される隙間により、カップリング部材 6 6、 6 8 同士が回転方向へ位置ずれを生じ得ることが判る。このような位置ずれは、クランプ完了位置から両カップリング部材 6 6、 6 8 が互いに離脱し、クラッチユニット 7 6 の両クラッチ片 7 2、 7 4力く、それらの対向する歯の傾斜側面同士が密に接触する図 4 のアンクランプ完了位置に至るまでの間にも生じ得る。

両カップリング部材 6 6、 6 8 の回転方向への位置ずれは、例えばタレット 2 4の複数の工具装着部 2 6 に配置的に偏って工具を装着した場合等、タレット 2 4が回転軸線 0に関する重量の不釣合いを有する場合に生じ易くなる。そして、カップリングユニット 7 0 の係脱動作の度にこのような位置ずれが生じると、カップリング部材 6 6、 6 8 の多数の歯 6 6 a、 6 8 aが相互の摺動、衝突により摩滅、破損する危惧がある。カップリング部材 6 6、 6 8 は、正確な回転割出しを遂行するために高精度の位置決め機能を要求される部材であり、したがってこのような回転方向への位置ずれを可及的に防止することが所望される。

この目的で、タレット刃物台 1 4 には、カップリングユニット 7 0及びクラッチュニット 7 6力、クランプ完了位置及びアンクランプ完了位置に至るまでの間、回転軸線 0に関する夕レツト 2 4の自由回転を抑止する回転抑止手段が設けられる。

図 2 A〜図 4 に示すように、回転抑止手段は、タレツト 2 4の頭部 2 4 bの外周縁領域に、複数の工具装着部 2 6 から独立して所望箇所に設置されたばねプランジャュニッ卜 8 0 を備える。図 6 に拡大して示すように、ばねプランジャュニット 8 0 は、工具装着部 2 6 の装着孔 2 6 aから独立してタレット頭部 2 4 bに軸線方向へ貫通形成された受容孔 8 1 に固定されるスリーブ 8 2 と、スリーブ 8 2 内に軸線方向摺動可能に支持されるブランジャ 8 4 と、プランジャ 8 4 をその先端 8 4 aがスリーブ 8 2の端部開口 8 2 aから突出する方向へ付勢するばね 8 6 とを備える。

スリーブ 8 2 の端部開口 8 2 a は、夕レツト 2 4 の頭部 2 4 bの後端面から突出して配置される。スリーブ 8 2の内周面には、端部開口 8 2 aから軸線方向所定距離の位置に、径方向内方へ突出する突起 8 2 bが設けられる。スリーブ 8 2 の軸線方向他端は、蓋 8 2 c により閉鎖され、突起 8 2 b と蓋 8 2 c との間にばね 8 6が収容される。

プランジャ 8 4 は、筒状の胴体 8 4 b と、胴体 8 4 bから軸線方向へ延長された球面状の外面を有する先端 8 4 a と、胴体 8 4 からフランジ状に径方向へ延長された基端 8 4 c とを備える。プランジャ 8 4 の基端 8 4 c は、スリーブ 8 2 の突起 8 2 b と蓋 8 2 じとの間に配置され、ばね 8 6 の付勢を受ける。

プランジャ 8 4 は、胴体 8 4 bがスリーブ 8 2の突起 8 2 bに衝合することなく軸線方向移動できるとともに、所定の軸線方向位置で基端 8 4 cが突起 8 2 bに衝合して軸線方向移動を係止される。プランジャ 8 4の正確な軸線方向移動を可能にするために、スリーブ 8 2の端部開口 8 2 a と突起 8 2 b との間には、プランジャ 8 4 の胴体 8 4 bを摺動可能に支持する滑り軸受部材 8 8が設置される他方、刃物台本体 2 2 の軸線方向前端面 2 2 bに固定した軸受取付部材 5 6 は、その軸線方向前端面に、ばねプランジャユニット 8 0 のプランジャ 8 4 の先端 8 4 aを受容可能な皿穴 9 0 を備える。皿穴 9 0 は、回転抑止手段の一構成要素であり、タレッ卜 2 4 の割出角度と同一の割出角度毎に、軸受取付部材 5 6 の軸線方向前端面に設けられる。したがって、タレット 2 4が所望の回転割出位置にあるときに、プランジャ 8 4 の先端 8 4 aは所望の皿穴 9 0 に軸線方向へ整列して配置される。

上記構成を有する回転抑止手段の作用を以下に説明する。まず図 3及び図 5 Bのクランプ完了位置では、タレット 2 4 は所望の回転割出位置にあり、ばねプランジャュニット 8 0 のプランジャ 8 4の先端 8 4 aは、軸受取付部材 5 6の所望の皿穴 9 0 に固定的に受容されている。このときプランジャ 8 4 は、ばね 8 6 の付勢に抗して、基端 8 4 cがスリーブ 8 2 の突起 8 2 bから所定距離だけ離れる位置に押込まれている。

クランプ完了位置から、タレット 2 4が回転軸線 0に沿つた Z軸方向への移動を開始すると、カップリングュニット 7 0 の両カップリング部材 6 6、 6 8が離脱し始め、対向する歯 6 6 a、 6 8 aの傾斜した側面間に隙間が画成される。このとき、ばねプランジャュニット 8 0のプランジャ 8 4 は、ばね 8 6の付勢により、基端 8 4 cがスリーブ 8 2の突起 8 2 bに衝合するまで、スリーブ 8 2 に沿つて軸線方向へ移動するので、プランジャ 8 4の先端 8 4 aは、皿穴 9 0 に固定的に受容された状態に保持される。それにより、タレット 2 4の自由回転が抑止され、両カツプリング部材 6 6、 6 8 の回転方向への位置ずれ、及びクラッチュニット 7 6 の両クラッチ片 7 2、 7 4の回転方向への位置ずれが防止される。

このように、プランジャ 8 4 の先端 8 4 aは、基端 8 4 cが図 3 のクランプ完了位置における押込み位置からスリーブ 8 2 の突起 8 2 bに衝合するまでの間、皿穴 9 0 に受容され続ける。この間に夕レット 2 4 は、図 3 のクランプ完了位置から、図 4 のアンクランプ完了位置の直前状態、つまりクラッチュニッ卜 7 6 の両クラッチ片 7 2 , 7 4 の対向する歯がそれらの傾斜側面で相互に密に接触する直前の状態まで、軸線方向へ移動する。それにより、カップリングユニット 7 0が実質的完全な離脱状態に至るまでの間、タレット 2 4の自由回転が抑止され、両カップリング部材 6 6 、 6 8 の回転方向への位置ずれ、及び両クラッチ片 7 2、 7 4の回転方向への位置ずれが防止される。

タレット 2 4がさらに軸線方向へ移動すると、プランジャ 8 4 はスリーブ 8 2 と共にタレット 2 4 に伴って移動して、プランジャ 8 4の先端 8 4 aが皿穴 9 0 から脱離する。そして、プランジャ 8 4 の先端 8 4 aが軸受取付部材 5 6 の軸線方向前端面から僅かに離間するまで移動したときに、クラッチュニット 7 6 の両クラッチ片 7 2、 7 4の対向する歯がそれらの傾斜側面で相互に密に接触し、タレット 2 4が図 4及び図 5 Aのアンクランプ完了位置に到達する。このようにして、タレット 2 4がクランプ完了位置から実質的にアンクランプ完了位置に至るまでの間、回転抑止手段によりタレツト 2 4の自由回転が抑止され、両カツプリング部材 6 6、 6 8の回転方向への位置ずれ、及び両クラッチ片 7 2、 7 4の回転方向への位置ずれが防止される。その結果、カップリング部材 6 6、 6 8及びクラッチ片 7 2、 7 4の歯の摩滅、破損が効果的に防止される。

このような回転抑止手段の作用効果は、タレット 2 4がァンクランプ完了位置からクランプ完了位置に至るまでの間も、実質的同様にして奏される。ただしこの場合、クラッチュニット 7 6 の両クラツチ片 7 2、 7 4が相互に離脱し始めてから、プランジャ 8 4の先端が皿穴 9 0 に嵌入されるまでの僅かな時間に、両クラッチ片 7 2 、 7 4 の対向歯間の隙間に相当する角度だけタレット 2 4が微小に自由回転する可能性がある。その場合、プランジャ 8 4の先端が皿穴 9 0 に嵌入されることにより、そのような微小な回転方向の位置ずれが修正され、その結果、両カップリング部材 6 6、 6 8が正確に嚙み合うことになる。

上記説明から判るように、回転抑止手段によっても、ばねプランジャュニット 8 0のプランジャ 8 4 の先端 8 4 aが皿穴 9 0 から脱離し始めてから、アンクランプ完了位置に至るまでの、ごく僅かな距離及び時間に渡る夕レツト 2 4 の軸線方向移動の間、夕レツト 2 4の僅かな自由回転が許容される状態が生じる。しかし、このようなごく僅かな時間に生じ得る自由回転は、例えばタレッ卜 2 4の頭部 2 4 b と刃物台本体 2 2 に固定した軸受取付部材 5 6 との間に、塵埃の侵入防止用に設置されたシール部材 9 2が発揮する摩擦力によって、可及的に低減し得るものである。

以上の構成を有するタレット刃物台 1 4 は、本発明の範囲内で様々な修正、変形を施すことが可能である。例えば、ボールねじ 4 4 とナツト 5 2 とから構成されるねじ送り機構 5 4 は、上記した構成とは反対に、ナット 5 2を駆動側に配置してボールねじ 4 4 を従動側に配置することもできる。この場合には、ボールねじ 4 4 をタレット 2 4 に固定し、軸線方向に移動不能で回転のみ可能に構成されたナツト 5 2 をカップリングモータ 5 0 に連結する。そして、ナツト 5 2の回転によりボールねじ 4 4が直線移動し、ボールねじ 4 4 と一体にタレット 2 4が回転軸線 0に沿って移動することになる。また、ねじ送り機構 5 4 に低摩擦構造や送り精度が要求されない場合は、ボールねじ 4 4 に代えて通常のねじを使用することもできる。この場合、従動側の夕レツト 2 4がカップリングモータ 5 0 の回転力に連れて回転しないようにするためにも、前述した回転抑止手段が有効に機能する。

さらに、カップリングユニット 7 0 として、前述した力一ビックカップリングと称される構造の代わりに、例えばハースカップリングと称される構造等を適用できる。また、カップリング部材 6 6、 6 8 に代えて、十分な制動力を有する摩擦継手（ブレーキ）ゃショットビンによる位置決め構造を採用することもできる。

図 7 は、上記した実施形態による自動旋盤における主軸台 1 2、タレット刃物台 1 4及び工具送り台 2 0 の制御系をブロック図で示す。

図 7 に示すように、主軸台 1 2、タレット刃物台 1 4及び工具送り台 2 0の制御系は、中央処理装置（ C P U) 1 0 0、 R OM/R AM I 0 2、データ記憶部 1 0 4、入力部 1 0 6、表示部 1 0 8、主軸駆動制御部 1 1 0、工具送り台駆動制御部 1 1 2、カップリング駆動制御部 1 1 4、インデックス駆動制御部 1 1 6、工具位置検出センサ 1 1 8、カップリングセンサ 1 2 0、クラッチセンサ 1 2 2、割出センサ 1 2 4等を含んでいる。

R OM/R AM 1 0 2 には、主軸台 1 2、タレット刃物台 1 4及び工具送り台 2 0 を駆動するための制御プログラムがあらかじめ格納されている。 C P U 1 0 0 は、この制御プログラムに基づいて主軸台 1 2、タレット刃物台 1 4及び工具送り台 2 0の各構成部分の動作を制御する。入力部 1 0 6 はキーボード等からなり、主軸台 1 2、タレット刃物台 1 4及び工具送り台 2 0の各構成部分の動作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）、入力部 1 0 6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 1 0 8 に表示された表示図面に例えば数値を記入することによって入力することもできる。この場合、上記制御系は N C制御装置を構成する。

入力部 1 0 6 から入力されたデータをはじめ、主軸台 1 2、タレット刃物台 1 4及び工具送り台 2 0 の駆動制御に必要な各種データは、データ記憶部 1 0 4 に格納される。

C P U 1 0 0 は、 R O M Z R A M 1 0 2の制御プログラム、及びデータ記憶部 1 0 4 に記憶した工具の選択（つまりタレッ卜の割出回転）データや加工データに基づいて、所定の指令を出力する。主軸駆動制御部 1 1 0 は、 C P U 1 0 0 の指令に基づき主軸モータ 1 2 6を作動して、主軸台 1 2 の回転主軸 1 6 のチャック 1 8 に把持したワーク Wを軸線 1 2 aの周りで回転させる（図 1 ) 。ヮ一ク Wは、タレット刃物台 1 4 を固定的に搭載した工具送り台 2 0が旋盤機台 1 0上で Z軸方向及び X軸方向へ移動することにより、タレツト刃物台 1 4 に装着した切削工具 3 0、及び必要に応じてインデックスモータ 6 2 により駆動される回転工具 3 4 によって、所望形状に加工される。

工具送り台駆動制御部 1 1 2 は、 C P U 1 0 0からの指令に基づき Z軸送りモータ 1 2 8及び X軸送りモータ 1 3 0 を作動して、ェ具送り台 2 0 を旋盤機台 1 0上で Z軸及び X軸の各方向へ移動させる。 Z軸送りモータ 1 2 8及び X軸送りモータ 1 3 0 は、旋盤機台 1 0上で主軸台 1 2 とタレツト刃物台 1 4の刃物台本体 2 2 との相対移動を生じさせる手段であり、本発明の第 1 の駆動手段を構成する ο

カップリング駆動制御部 1 1 4 は、 C P U 1 0 0からの指令に基づきカップリングモータ 5 0 を作動して、刃物台本体 2 2上でタレット 2 4 を所望の割出位置に位置決め固定するための力ップリングュニット 7 0 のカツプリング部材 6 6、 6 8 を係脱動作させるとともに、タレット 2 4 をインデックスモー夕 6 2 に作用的に連結するためのクラッチュニット 7 6 のクラッチ片 7 2、 7 4 を係脱動作させる。

インデックス駆動制御部 1 1 6 は、 C P U 1 0 0 力、らの指令に基づきインデックスモータ 6 2 を作動して、夕レツト 2 4 の割出回転又は回転工具 3 4 の回転駆動を遂行させる。ここで、回転工具 3 4 の回転駆動は、ワーク Wの加工に際して行なわれ、一方、夕レット 2 4 の割出回転は、各種工具によるワーク Wの加工段階の合間での工具選択に際して行なわれる。なお、カップリングモータ 5 0及びインデックスモータ 6 2 は、本発明の第 2の駆動手段を構成する。前述した工具送り台駆動制御部 1 1 2 の制御系統は、後述するように、カップリング駆動制御部 1 1 4 の作動に同期して、主軸台 1 2 とタレツト 2 4 との間の相対運動を防止するように上記第 1 及び第 2 の駆動手段を制御する本発明の制御手段としても機能する。工具位置検出センサ 1 1 8 は、タレット 2 4 の割出回転段階に際し、タレッ卜刃物台 1 4 を工具選択可能な位置（すなわち、タレット 2 4がワーク Wや主軸台 1 2 に干渉せずに割出回転可能な、工具送り台 2 0の所定の後退位置、すなわち工具原点位置）に置くことが必要な場合、タレツト刃物台 1 4がそのような位置にあるか否かを、工具送り台 2 0 の現在位置の座標から検出する。カップリングセンサ 1 2 0 は、カップリングュニット 7 0 のカツプリング部材 6 6、 6 8の係脱動作を監視し、それらカップリング部材 6 6、 6 8の嚙み合いが完了したことを検出する。詳しくは、カップリング部材 6 6、 6 8の嚙み合いが完了したときに、カップリングモータ 5 0の回転トルクが増大することを検出して、カップリング完了信号を C P U 1 0 0へ出力する。

クラッチセンサ 1 2 2 は、クラッチュニット 7 6のクラッチ片 7 2、 7 4の係脱動作を監視し、それらクラッチ片 7 2、 7 4の嚙み合いが完了したことを検出する。詳しくは、クラッチ片 7 2、 7 4 の嚙み合いが完了したときに、カップリングモータ 5 0 の回転トルクが増大することを検出して、クラッチ完了信号を C P U 1 0 0へ出力する。

割出センサ 1 2 4 は、タレット 2 4 の割出回転の回転角度を監視し、指令された角度までの割出回転動作が完了したときに、 C P U 1 0 0へ割出完了信号を出力する。

上記したように、図 7 に示した制御系では、工具原点位置検出センサ 1 1 8、カップリングセンサ 1 2 0、クラッチセンサ 1 2 2、割出センサ 1 2 4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の変動を検出することによって信号を出力する構成を採用したので、構造的に独立した周知の位置検出センサは設けられていない。しかし、勿論そのような位置検出センサを採用することもでき、その場合に、割出センサ 1 2 4以外のセンサを省略することもできる。但し、自動旋盤の作動上の安全性を考慮する場合には、いずれのセンサも設置することが好ましい。

図 8 は、図 1 〜図 6の実施形態における図 7 の制御系によって、タレツト 2 4の割出回転及び位置決め固定、並びに回転工具 3 4 の回転駆動を実行するための制御動作をフローチャートで示す。なお、この制御動作は、主として C P U 1 0 0からの指令によつて実行される。したがって、以下の制御動作は、 C P U 1 0 0からの指令を主体に説明する。

インデックスモータ 6 2 は、タレツト 2 4の割出回転駆動と回転工具 3 4の高速回転駆動とを実行するための駆動源である。駆動対象がタレット 2 4であるか回転工具 3 4であるかに応じて、インデックスモータ 6 2の回転速度や回転方向が異なるので、インデックスモータ 6 2 の制御については、タレット 2 4 を割出回転するときのモード（TZ I モード）と、回転工具 3 4 を高速回転するときのモード（ T Z 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 R OM/R AM 1 0 2 に格納されている。

まず、ある工具による切削加工段階が終了して、次の工具を選択するためにタレット 2 4の割出回転作業を実行する際は、切削加工段階が終了したことを確認した後、インデックスモータ 6 2の制御プログラムを T/ I モードに切り替える（ S 1 ) 。

続いて、カップリング駆動制御部 1 1 4 に作動指令を発し、カツプリングモータ 5 0 を正方向に回転させる（ S 2 ) 。なお、この実施形態では、ねじ送り機構 5 4 のナツト 5 2 を軸線方向前方（図 2 の Z軸に沿って左方）へ移動させるカップリングモータ 5 0 の回転方向を「正方向」とする。

カップリングモータ 5 0の正方向の回転駆動力は、図 2 に示す動力伝達歯車 4 8 を介してねじ送り機構 5 4のボールねじ 4 4 に伝達され、ボールねじ 4 4が正回転する。そしてボールねじ 4 4の正回転に伴い、ナット 5 2が回転軸線 0に沿って前方（ Z軸に沿って左方）へ直線移動する。同時に、ナツト 5 2 に固定されたタレツト 2 4 も、ナツト 5 2 と一体に刃物台本体 2 2 に対して軸線方向前方（ Z軸に沿って左方）へ直線移動する。その結果、カップリングュニット 7 0がアンクランプ動作し、タレット 2 4が割出回転可能となる ο

しかしこのとき、タレット 2 4 に装着された工具が作業位置に置かれたままであると、主軸台 1 2やワーク Wに対し、夕レツト 2 4 や工具（図 2では切削工具 3 0 ) が Z軸に沿って図で左方へ直線移動し、その結果、相互干渉が生じるおそれがある。ここで本発明は、タレツト刃物台 1 4 を前述した退避位置に移動させる代わりに、以下の制御を行うことにより相互干渉の問題を解決する。

C P U 1 0 0 は、カップリング駆動制御部 1 1 4 に作動指令を発すると同時に、工具送り台駆動制御部 1 1 2 に制御指令を発して、 Z軸送りモータ 1 2 8 を所定の制御下で作動させる。すなわちこの制御によれば、 Z軸送りモータ 1 2 8 は、カップリングモータ 5 0 によるナツト 5 2の直線移動（つまり図 2 における刃物台本体 2 2 上のタレット 2 4の Z軸に沿った左方への移動）に同期して、ナツト 5 2及びタレット 2 4の直線移動距離に等しい移動距離だけ、ェ具送り台 2 0 を旋盤機台 1 0上で Z軸に沿って反対方向（図 2で右方向）、つまり主軸台 1 2 から離れる方向へ移動させる（ S 2 ) 。なお、この制御フローにおける「同期」性は、タイミングが同一であることと、速度及び加減速度が同一であることとの双方を要件とする。

工具送り台 2 0 の移動に伴い、工具送り台 2 0 に固定的に支持された刃物台本体 2 2 も、旋盤機台 1 0上で Z軸に沿って、主軸台 1 2から離れる方向へ移動する。その結果、旋盤機台 1 0上の直交 3 軸座標系において夕レット 2 4及び工具（例えば切削工具 3 0 ) は移動しないことになり、主軸台 1 2及びワーク Wとタレツト 2 4及び工具との相対的直線移動が排除される。このようにして、前述したアンクランプ動作を実施する際にも、主軸台 1 2及びワーク Wとタレット 2 4及び工具との相互干渉は確実に防止される。

タレツト 2 4 と刃物台本体 2 2 との間の Z軸に沿った相対移動により、刃物台本体 2 2 とタレツト 2 4の間に設けられたカップリングュニット 7 0 の両カツプリング部材 6 6、 6 8が相互に離脱し、タレット 2 4が回転自在となる。このとき、前述した回転抑止手段により、タレット 2 4 は回転を生じることなく Z軸に沿って図で左方向へ直線移動する。

カップリングモータ 5 0 の正方向への回転をさらに継続すると、タレット刃物台 1 4 に設けたクラッチュニット 7 6 の両クラッチ片 7 2、 7 4が相互に完全に嚙み合い、タレット 2 4 が図 4 に示すァンクランプ完了位置に置かれる。このようにしてクラッチ片 7 2、 7 4 の嚙み合いが完了すると、カップリングモータ 5 0 の負荷が急激に増加して、クラッチセンサ 1 2 2 からクラッチ完了信号が出力される（ S 3 ) 。

C P U 1 0 0 にはタイマ機能が備わっており、カップリング駆動制御部 1 1 4 に作動指令を発した時点からの時間を計測する（ S 4 ) 。そして、所定時間が経過してもクラッチ完了信号が入力しなかつたときは、装置の異常と判断して、カップリングモータ 5 0 及び Z軸送りモータ 1 2 8 の作動を停止させ、アラームを表示する（ S 5 )

一方、所定時間内にクラッチ完了信号が入力したときは、カップリングモータ 5 0 による回転駆動を停止して、タレット 2 4の Z軸方向移動を終了させる。同時に、 Z軸送りモータ 1 2 8 による送り駆動を停止して、工具送り台 2 0 の Z軸に沿った逆方向移動も終了させる（ S 6 ) 。

続いて、インデックス駆動制御部 1 1 6 に作動指令を発し（ S 7 ) 、インデックスモータ 6 2 の出力軸を、加工段階を終了した作業位置にある工具のタレツト 2 4上の工具装着部 2 6 と次に選択された工具の工具装着部 2 6 との位置関係で定まる回転方向と回転角度だけ回転させる。インデックスモータ 6 2 の回転駆動力は、歯車列 7 7、環状歯車 6 0、及びクラッチュニット 7 6 の両クラッチ片 7 2、 7 4を介してタレット 2 4 に伝えられる。この回転駆動力により、タレット 2 4 は、次に選択された工具を作業位置まで移動すベく割出回転する。

ここで、インデックスモータ 6 2 の回転駆動力によりタレット 2 4が割出回転すると、タレット 2 4 に固定してあるねじ送り機構 5 4 のナツト 5 2 も同時に回転する。そして、ナツト 5 2 とボールねじ 4 4 との間に相対的な回転が生じると、ボールねじ 4 4が回転軸線 0に沿って直線移動することになる。しかしボールねじ 4 4 は、転がり軸受 4 6 によつて回転軸線 0方向の移動が阻止されているので、ナツト 5 2がタレツト 2 4 と共に回転軸線 0方向への直線移動を生じてしまう。

そして、このねじ送り機構 5 4 の構造に従って、割出回転に伴いタレット 2 4が図 4の右方向に移動する場合には、タレット側カップリング部材 6 8が回転しながら刃物台本体側カツプリング部材 6 6 に干渉し、インデックスモータ 6 2が回転不能となる。また、割出回転に伴いタレット 2 4が図 4 の左方向に移動するときは、すでに完全に嚙み合っているクラッチュニット 7 6 のクラッチ片 7 2がクラッチ片 7 4 に強く押付けられ、やはりインデックスモータ 6 2 が回転不能となる。

そこでこの制御フローでは、タレツト 2 4 を割出回転させるためのインデックスモー夕 6 2 の回転出力に同期して、タレット 2 4の割出回転中にねじ送り機構 5 4 のボールねじ 4 4 とナツ卜 5 2 とが相対回転を生じないように、カップリングモータ 5 0 の出力軸を所定回転数で所定回転方向に回転させるようにしている。

このときのインデックスモータ 6 2 とカップリングモータ 5 0 との回転数比及び回転方向は、インデックスモータ 6 2から環状歯車 6 0 (つまりタレット 2 4 ) までの歯車列の歯数比及び回転方向、並びにカップリングモータ 5 0からボールねじ 4 4 までの歯車列の歯数比及び回転方向によって定まる。したがってこのような制御プログラムを、 R 0 M / R A M 1 0 2 に記憶しておけばよい。

このようにして、タレット 2 4の割出回転が完了すると、割出センサ 1 2 4がインデックスモータ 6 2の回転位置を検出して、割出完了信号を出力する（ S 8 ) 。

C P U 1 0 0 は、インデックス駆動制御部 1 1 6 に作動指令を発した時点からの時間を計測する（ S 9 ) 。そして、所定時間が経過しても割出完了信号を入力しなかったときは、装置異常と判断し、インデックスモータ 6 2の作動を停止してアラームを表示する（ S

5 )

一方、所定時間内に割出完了信号が入力したときは、インデックスモータ 6 2 の回転駆動を終了させ、次いで力ップリング駆動制御部 1 1 4 に作動指令を発して、カップリングモータ 5 0 を逆方向に回転させる（ S 1 0 ) 。

カップリングモータ 5 0の逆方向の回転駆動力は、動力伝達歯車 4 8 を介してねじ送り機構 5 4のボールねじ 4 4 に伝達され、ボールねじ 4 4が逆回転する。そしてボールねじ 4 4 の逆回転に伴い、ナツト 5 2及びタレット 2 4力刃物台本体 2 2 に対して軸線方向後方（図 2 の Z軸に沿って右方）へ直線移動する。その結果、クラッチュニット 7 6の一対のクラッチ片 7 2、 7 4が相互に離脱するとともに、カップリングュニット 7 0の一対の力ップリング部材 6

6、 6 8が相互に係合し、タレット 2 4が割出位置に固定的に位置決めされる。

このときも、タレット 2 4 に装着された工具が作業位置に置かれたままであると、主軸台 1 2やワーク Wに対し、タレット 2 4ゃェ具（図 2では切削工具 3 0 ) が Z軸に沿って図で右方へ直線移動し、その結果、相互干渉が生じるおそれがある。

そこで C P U 1 0 0 は、カップリング駆動制御部 1 1 4 に逆回転の作動指令を発すると同時に、工具送り台駆動制御部 1 1 2 に制御指令を発して、 Z軸送りモータ 1 2 8 を所定の制御下で作動させる。すなわちこの制御によれば、 Z軸送りモータ 1 2 8 は、カツプリングモータ 5 0 によるナツト 5 2の直線移動（つまり図 2 における刃物台本体 2 2上のタレット 2 4の Z軸に沿った右方への移動）に同期して、ナツト 5 2及びタレット 2 4の直線移動距離に等しい移動距離だけ、工具送り台 2 0 を旋盤機台 1 0上で Z軸に沿って反対方向（図 2で左方向）、つまり主軸台 1 2 に接近する方向へ移動させる（ S 1 0 ) 。

工具送り台 2 0の移動に伴い、工具送り台 2 0 に固定的に支持された刃物台本体 2 2 も、旋盤機台 1 0上で Z軸に沿って、主軸台 1 2 に接近する方向へ移動する。その結果、旋盤機台 1 0上の直交 3 軸座標系においてタレット 2 4及び工具（例えば切削工具 3 0 ) は移動しないことになり、主軸台 1 2及びワーク Wとタレツト 2 4及び工具との相対的直線移動が排除される。このようにして、前述したクランプ動作を実施する際にも、主軸台 1 2及びワーク Wとタレット 2 4及び工具との相互干渉は確実に防止される。

タレット 2 4 と刃物台本体 2 2 との間の Z軸に沿った相対移動により、クラッチユニット 7 6の両クラッチ片 7 2、 7 4が相互に離脱する。このとき、前述した回転抑止手段により、タレット 2 4 は回転を生じることなく Z軸に沿って図で右方向へ直線移動する。カツプリングモータ 5 0の逆方向への回転をさらに継続すると、カップリングュニット 7 0の両カップリング部材 6 6、 6 8が相互に完全に嚙み合い、タレット 2 4が図 3 に示すクランプ完了位置に置かれる。このようにしてカップリング部材 6 6、 6 8の嚙み合いが完了すると、カップリングモータ 5 0の負荷が急激に増加して、カップリングセンサ 1 2 0からカップリング完了信号が出力される ( S 1 1 ) 。

C P U 1 0 0 は、カップリング駆動制御部 1 1 4 に逆回転の作動指令を発した時点からの時間を計測する（ S 1 2 ) 。そして、所定時間が経過しても力ップリング完了信号が入力しなかったときは、装置の異常と判断して、カップリングモータ 5 0及び Z軸送りモータ 1 2 8 の作動を停止させ、アラームを表示する（ S 5 ) 。

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、力ップリングモータ 5 0 による回転駆動を停止して、タレット 2 4の Z軸方向移動を終了させる。同時に、 Z軸送りモータ 1 2 8 による送り駆動を停止して、工具送り台 2 0 の Z軸に沿った逆方向移動も終了させる（ S 1 3 ) 。

このようにして、次の工具の選択が完了する。

続いて、インデックスモータ 6 2 の制御モードを、回転工具 3 4 の回転駆動モード（ T Z Sモード）に切替えるとともに（ S 1 4 ) 、カップリングモータ 5 0 の出力トルクを低下させる（ S 1 5 ) 。

このとき、カップリングモータ 5 0 の出力トルクは、ねじ送り機構 5 4 を介して、カップリングュニッ卜 7 0 の両カップリング部材 6 6 , 6 8の間に押圧力として作用し、両カップリング部材 6 6、 6 8が相互に嚙み合つた状態を保持する。したがって、両カップリング部材 6 6、 6 8の嚙み合いを保持するに充分な程度のトルク（保持トルク）まで、カップリングモータ 5 0 の出力トルクを減少させることができる。

上記実施形態では、カップリングュニット 7 0 をいわゆるカービックカップリングから構成し、かつタレツト 2 4 をねじ送り機構 5 4 によって直線移動させているので、保持トルクを充分に減少させることができる。

以上の制御フローにより、工具割出し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。

なお、上記した制御フ口一に従ってタレツト 2 4の割出回転作業を行う場合にも、例えば工具の刃先がワークに接触している状態から、直ちにインデックスモータ 6 2 の制御モードを T / I モードに切り換えてしまうと、タレット 2 4 の割出回転時に工具とワークとが干渉してしまう危惧がある。そのような場合には、上記制御フロ一において、ステップ S 1 の後に、工具原点位置検出センサ 1 1 8 からの検出信号に基づき、タレット刃物台 1 4が前述した退避位置にあるか否かを確認するステップを揷入してもよい。

タレット刃物台 1 4が退避位置にない場合には、工具送り台駆動制御部 1 1 2 に制御指令を出力し、タレット刃物台 1 4 を支持する工具送り台 2 0 を図 1 で X軸方向へ移動させ、所定の退避位置に配置させる。次いで、タレット刃物台 1 4が退避位置にあることを確認した後に、上記したステップ S 2 に進んで、カップリングモータ 5 0 を正方向に回転駆動する。

このような X軸方向への退避動作は、図 7 に示した X軸送りモータ 1 3 0 による動作であり、一方、前述したカツプリングモ一タ 5 0 の回転に同期した工具送り台 2 0 の移動は、図 7 に示した Z軸送りモータ 1 2 8 による動作であるため、これら両モータ 1 2 8、 1 3 0の制御を工具送り台駆動制御部 1 1 2 を介して並行して行なうこともできる。つまり、タレット刃物台 1 4が退避動作を行っている最中に、工具送り台 2 0 を Z軸に沿って、タレット 2 4 に対し逆方向に移動させることができる。

さらに、上記退避ステップを挿入した場合にも、次に選択したェ具が前の工具と同種の工具である場合には、ユーザが加工プログラムにより X軸方向の退避動作を省略できるようにしておくことが有効でめる。

図 9 は、本発明の他の実施形態による自動旋盤を概略平面図で示す。図示のようにこの実施形態は、旋盤機台 1 0上で、主軸台 1 2 が Z軸方向に移動するとともに、工具送り台 2 0が X軸方向へ移動する構成を有する。

この構成では、主軸台 1 2 は主軸台送りモータ 1 3 2 により駆動されて Z軸方向に移動し、ワーク Wを軸線 1 2 aに沿って移動させる。主軸台送りモータ 1 3 2 は、主軸台駆動制御部 1 3 4 により制御される。主軸台駆動制御部 1 3 4 は、 C P U 1 0 0 (図 7参照）からの指令に従って、主軸台送りモータ 1 3 2 を制御する。

このような主軸台送りモータ 1 3 2 の制御系統は、カップリング駆動制御部 1 1 4 に同期して、夕レット 2 4 と主軸台 1 2 との間の相対移動をなくす本発明の制御手段としても機能する。

つまり C P U 1 0 0 は、カップリング駆動制御部 1 1 4 に作動指令を発すると同時に、主軸台駆動制御部 1 3 4 に制御指令を発して、主軸台送りモータ 1 3 2 を作動させる。それにより主軸台送りモ一夕 1 3 2 は、図 1 の実施形態で説明したカップリングモータ 5 0 によるナツト 5 2の直線移動に同期して、ナツト 5 2及び夕レツト 2 4の直線移動距離に等しい移動距離だけ、主軸台 1 2 を旋盤機台 1 0上で Z軸に沿って同一方向へ移動させる。

その結果、旋盤機台 1 0上の直交 3軸座標系において、主軸台 1 2及びワーク Wと夕レット 2 4及び工具との相対的直線移動が排除される。このようにして、図 1 の実施形態で説明したクランプ動作及びアンクランプ動作を実施する際に、主軸台 1 2及びワーク Wとタレット 2 4及び工具との相互干渉は確実に防止される。

図 1 0 は、本発明のさらに他の実施形態による自動旋盤を概略平面図で示す。図示のようにこの実施形態は、旋盤機台 1 0上で、ェ具送り台 2 0が X軸方向及び Z軸方向へ移動する点では図 1 の実施形態と同様である力く、タレット刃物台 1 4力く、そのタレット 2 4の回転軸線 0が主軸台 1 2 の軸線 1 2 aに直交して配置される点で異なる。

この構成において、 C P U 1 0 0 は、カップリング駆動制御部 1 1 4 に作動指令を発すると同時に、工具送り台駆動制御部 1 1 2 に制御指令を発して、 X軸送りモータ 1 3 0 を作動させる（図 7 ) 。それにより X軸送りモータ 1 3 0 は、図 1 の実施形態で説明した力ップリングモータ 5 0 によるナツト 5 2の直線移動に同期して、ナット 5 2及びタレット 2 4の直線移動距離に等しい移動距離だけ、工具送り台 2 0 を旋盤機台 1 0上で X軸に沿って反対方向へ移動させる。

それに伴い、工具送り台 2 0 に固定的に支持された刃物台本体 2 2 も、旋盤機台 1 0上で X軸に沿って移動する。その結果、旋盤機台 1 0上の直交 3軸座標系において夕レツト 2 4及び工具は移動しないことになり、主軸台 1 2及びワーク Wとタレツト 2 4及び工具との相対的直線移動が排除される。このようにして、図 1 の実施形態で説明したクランプ動作及びアンクランプ動作を実施する際に、主軸台 1 2及びワーク Wとタレツト 2 4及び工具との相互干渉は確実に防止される。産業上の利用可能性この発明は、タレットを割出回転する前にカップリングュニットを離脱状態にし、また割出回転後にカップリングュニットを係合状態にするために、タレットと刃物台本体とが軸線方向へ直線的に相対移動する構造の自動旋盤に適用することで、タレッ卜の割出回転に際し、主軸台やワークに対するタレッ卜の軸線方向直線移動を排除すことができる。その結果、ユーザによる加工プログラム作成を容易にすることができるとともに、タレットや工具と主軸台ゃヮ一クとの干渉を確実に防止することができ、しかも加工時間の短縮を図ることができる。

Claims

請求の範囲

1 . 旋盤機台と、

前記旋盤機台上に設置される主軸台と、

前記旋盤機台上に設置される刃物台本体と、

前記刃物台本体に支持され、該刃物台本体上で回転軸線を中心に割出回転できるとともに、割出位置において該回転軸線に沿って直線移動できるタレツ卜と、

前記刃物台本体と前記タレットとの間に設けられ、該刃物台本体上の前記割出位置における該タレットの前記直線移動に従って互いに係合及び離脱する一対の力ップリング部材と、

前記旋盤機台上で前記主軸台と前記刃物台本体との間の相対移動を生じさせる第 1 の駆動手段と、

前記刃物台本体と前記タレッ卜との間の前記割出回転及び前記直線移動を生じさせる第 2 の駆動手段と、

前記タレッ卜の前記直線移動に同期して、前記主軸台と前記刃物台本体とを相対的に移動させ、それにより該タレットと該主軸台との間の相対移動を防止するように、前記第 1 及び第 2 の駆動手段を制御する制御手段と、

を具備した自動旋盤。

2 . 前記主軸台が有する軸線と前記タレッ卜の前記回転軸線とが平行に配置される請求項 1 に記載の自動旋盤。

3 . 前記第 1 の駆動手段が、前記刃物台本体を、前記タレッ卜の前記回転軸線に平行な第 1座標軸方向及び該第 1 座標軸方向に直交する第 2座標軸方向へ移動させる請求項 2 に記載の自動旋盤。

4 . 前記第 1 の駆動手段が、前記主軸台を、前記タレッ卜の前記回転軸線に平行な第 1 座標軸方向へ移動させるとともに、前記刃物台本体を、該第 1座標軸方向に直交する第 2座標軸方向へ移動させる請求項 2 に記載の自動旋盤。

5 . 前記主軸台が有する軸線と前記タレットの前記回転軸線とが直交して配置される請求項 1 に記載の自動旋盤。

6 . 前記第 1 の駆動手段が、前記刃物台本体を、前記タレッ卜の前記回転軸線に平行な第 1座標軸方向及び該第 1 座標軸方向に直交する第 2座標軸方向へ移動させる請求項 2 に記載の自動旋盤。

7 . 旋盤機台と、該旋盤機台上に相対移動可能に設置される主軸台及び刃物台本体と、該刃物台本体に支持され、該刃物台本体上で回転軸線を中心に割出回転できるとともに、割出位置において該回転軸線に沿って直線移動できるタレッ卜と、該刃物台本体と該タレッ卜との間に設けられ、該刃物台本体上の該割出位置における該タレツトの該直線移動に従って互いに係合及び離脱する一対のカップリング部材とを具備した自動旋盤の制御方法であって、

前記割出位置において前記タレットを前記回転軸線に沿って直線移動させるステップと、

前記タレッ卜の前記直線移動に同期して、前記主軸台と前記刃物台本体とを相対的に移動させ、それにより該タレットと該主軸台との間の相対移動を排除するステップと、

を有した自動旋盤の制御方法。