WO2012132795A1 - クランクシャフトミラー及びクランクシャフトの製造方法 - Google Patents

Abstract

　クランクシャフトミラー（１）において、位置調整部（４０９）は、第１サーボモータ（３０）がスレーブモータである場合に、トルク制御後、第１チャック（１００）と第２チャック（２００）それぞれの回転位置を保持する。また、位置調整部（４０９）は、第２サーボモータ（５０）がスレーブモータである場合に、トルク制御後、第２チャック（２００）の回転位置をトルク制御の開始前における回転位置に戻す。

Description

クランクシャフトミラー及びクランクシャフトの製造方法

　本発明は、超大型クランクシャフトミラー及びクランクシャフトの製造方法に関する。

　クランクシャフトのメインジャーナル及びピンジャーナルを切削加工する装置として、クランクシャフトミラーが広く用いられている（例えば、特許文献１参照）。

　また、クランクシャフトミラーにおいて、ワーク両端を把持する一対のチャックを同期制御された一対のサーボモータによって回転駆動させる場合に、一対のサーボモータ間に発生する反発トルクを低減させるための位置偏差オフセットや位置指令オフセットによってトルク制御を実行する手法が提案されている（特許文献２参照）。この手法によれば、ワーク内部の残留応力が加工時に解放されることに応じて発生するワークねじれに起因する一対のサーボモータ間に働く力を抑制できる。

特開平６－３２０３１９号公報 特開２００４－２８８１６４号公報

　しかしながら、特許文献２に記載の手法では、サーボモータのマスター/スレーブ関係について詳細には検討されていない。そのため、トルク制御に伴ってワーク（例えば、ピンジャーナル）の回転位置がずれることによって、ワークの加工精度が低下するという問題がある。

　また、このような問題は、クランクシャフトに限らずカムシャフトなどの多軸型棒状部材において同様に発生する。

　本発明は、上述の状況に鑑みてなされたものであり、ワークの加工精度の低下を抑制可能なクランクシャフトミラー及びクランクシャフトの製造方法を提供することを目的とする。

　（課題を解決するための手段）
　第１の態様に係るクランクシャフトミラーは、ワークの第１端部を把持し、ワークの長手基準座を有する第１チャックと、ワークの第２端部を把持し、第１チャックに対向する第２チャックと、第１チャックを回転駆動させる第１サーボモータと、第２チャックを回転駆動させる第２サーボモータと、ワークを切削するための切削具と、切削具によるワークの切削加工時に、第１サーボモータと第２サーボモータの一方をマスターモータとし他方をスレーブモータとして、第１サーボモータと第２サーボモータとの同期制御を実行する同期制御部と、同期制御の終了後に、スレーブモータを回転させることによって、第１サーボモータと第２サーボモータとの間に発生する反発トルクを低減させるトルク制御を実行するトルク制御部と、トルク制御の終了後に、第１チャックと第２チャックそれぞれの回転位置を調整する位置調整部と、を備える。位置調整部は、第１サーボモータがスレーブモータである場合に、第１チャックと第２チャックそれぞれの回転位置を保持する。位置調整部は、第２サーボモータがスレーブモータである場合に、第２チャックの回転位置をトルク制御の開始前における回転位置に戻す。

　第１の態様に係るクランクシャフトミラーによれば、第１サーボモータがスレーブモータである場合には、第２サーボモータがマスターモータであるので、トルク制御に伴って第２チャックの回転位置は調整されない。そのため、メインジャーナルまたはピンジャーナルの加工位置がずれることはない。また、第２サーボモータがスレーブモータである場合には、トルク制御に伴って第２チャックの回転位置が調整されるが、その後に元の回転位置に戻されるので、メインジャーナルまたはピンジャーナルの加工位置がずれることが抑制されている。このように、第１の態様に係るクランクシャフトミラーによれば、ワーク（例えば、ピンジャーナル）の回転位置がずれることを抑制することによって、ワークの加工精度の低下を抑制できる。

　第２の態様に係るクランクシャフトミラーは、第１の態様に係り、位置調整部は、第２サーボモータがスレーブモータである場合において、第２チャックの回転位置をトルク制御の開始前における回転位置に戻す際、第１チャックをアンクランプする。

　第２の態様に係るクランクシャフトミラーによれば、スレーブモータである第２サーボモータにマスターモータである第１サーボモータを同期させる必要がないので、通常通りのマスター/スレーブ関係を維持できる。そのため、第１サーボモータと第２サーボモータとの主従関係を逆転させる必要がない。

　第３の態様に係るクランクシャフトミラーは、第２の態様に係り、第１チャックがワークの位相基準であるとき、第１チャックをアンクランプした状態で、第２チャックの回転位置の戻し量に応じて第１チャックの回転位置を調整する。

　第３の態様に係るクランクシャフトミラーによれば、ワークのピンジャーナルの回転位相が、位置調整部による調整の前後において維持されるとともに、ワークの位相基準と第１チャックの相対位相も維持される。そのため、ワークの加工精度の低下をより抑制できるとともに、トルク制御結果も有効に活用される。

　第４の態様に係るクランクシャフトミラーは、第１乃至第３いずれかの態様に係り、反発トルクが所定トルクよりも大きいか否かを判定する判定部を備える。トルク制御部は、反発トルクが所定トルクよりも大きいと判定された場合にのみトルク制御を実行する。

　第４の態様に係るクランクシャフトミラーによれば、ワークの加工精度に影響がない程度に反発トルクが小さい場合には、トルク制御が実行されないので、トルク制御が過剰に実行されることを抑制できる。

　第５の態様に係るクランクシャフトミラーは、第４の態様に係り、トルク制御部によるスレーブモータのオフセット量の累計量を取得する累計量取得部を備える。判定部は、累計量が大きいほど所定トルクを大きくする。

　第５の態様に係るクランクシャフトミラーによれば、オフセット量の累計量が許容範囲を超えることによって削り代が不足する事態に陥ることを抑制できる。

　第６の態様に係るクランクシャフトミラーは、第１乃至第５のいずれかの態様に係り、トルク制御部は、累計量が所定量よりも小さい場合にのみトルク制御を実行する。

　第６の態様に係るクランクシャフトミラーによれば、オフセット量の累計量が許容範囲を超えることによって削り代が不足する事態に陥ることを回避できる。

　第７の態様に係るクランクシャフトの製造方法は、ワークの長手基準座を有する第１チャックによってワークの第１端部を把持するとともに、第１チャックに対向する第２チャックによってワークの第２端部を把持する把持工程と、第１チャックを回転駆動させる第１サーボモータと第２チャックを回転駆動させる第２サーボモータの一方をマスターモータとし他方をスレーブモータとして、第１サーボモータと第２サーボモータとを同期させながら駆動する同期制御を実行する同期制御工程と、同期制御中において、ワークを切削具によって切削する切削工程と、同期制御の終了後に、スレーブモータを回転させることによって、第１サーボモータと第２サーボモータとの間に発生する反発トルクを低減させるトルク制御を実行するトルク制御工程と、トルク制御の終了後に、第１チャックと第２チャックそれぞれの回転位置を独立して調整する位置調整工程と、を備える。位置調整工程において、第１サーボモータがスレーブモータである場合に、第１チャックと第２チャックそれぞれの回転位置を保持し、第２サーボモータがスレーブモータである場合に、第２チャックの回転位置をトルク制御の開始前における回転位置に戻す。

　（発明の効果）
　以上のように本発明では、ワークの加工精度の低下を抑制可能なクランクシャフトミラー及びクランクシャフトの製造方法を提供することができる。

クランクシャフトミラー１の側面図。 第１チャック１００を第２チャック２００側から見た平面図。 第２チャック２００を第１チャック１００側から見た平面図。 ワークＷの端部を示す正面図。 クランクシャフトミラー１（コントローラ１ａ）の機能を示すブロック図。 設定１におけるクランクシャフトミラー１の動作を説明するための図面。 設定２におけるクランクシャフトミラー１の動作を説明するための図面。 設定３におけるクランクシャフトミラー１の動作を説明するための図面。 設定３におけるクランクシャフトミラー１の動作を説明するための図面。 設定４におけるクランクシャフトミラー１の動作を説明するための図面。 設定４におけるクランクシャフトミラー１の動作を説明するための図面。 クランクシャフトミラー１の動作を説明するためのフロー図。

　［クランクシャフトミラー１の全体構成］
　図１は、実施形態に係るクランクシャフトミラー１の側面図である。クランクシャフトミラー１は、ワークＷを切削可能なエクスターナル型の超大型クランクシャフトミラーである。ワークＷは、８気筒エンジン用の素材クランクシャフトであり、２ｍ以上の長さを有する。

　クランクシャフトミラー１は、図１に示すように、ベッド１０と、第１ワークヘッド２０と、第１サーボモータ３０と、第２ワークヘッド４０と、第２サーボモータ５０と、切削具６０と、メインレスト７０と、サブレスト８０と、ミドルストック９０と、第１チャック１００と、第２チャック２００と、を備える。

　ベッド１０は、第１ワークヘッド２０、第２ワークヘッド４０、メインレスト７０、サブレスト８０およびミドルストック９０を支持する。

　第１ワークヘッド２０は、ベッド１０上に配置されており、第１サーボモータ３０を内蔵する。第２ワークヘッド４０は、ベッド１０上において第１ワークヘッド２０に対向しており、第２サーボモータ５０を内蔵する。

　第１サーボモータ３０と第２サーボモータ５０とは、互いに同期制御可能である。第１サーボモータ３０と第２サーボモータ５０のマスター/スレーブ関係については、クランクシャフトミラー１およびワークＷの構成に応じて適宜設定することができる。

　第１チャック１００は、第１ワークヘッド２０の先端に取り付けられる。第１チャック１００は、ワークＷの第１端部ｗ１を把持する。第１チャック１００は、ワークＷの長手方向における加工基準である。第１チャック１００の構成については後述する。

　第２チャック２００は、第２ワークヘッド４０の先端に取り付けられ、第１チャック１００に対向する。第２チャック２００は、ワークＷの第２端部ｗ２を把持する。第２チャック２００の構成については後述する。

　切削具６０は、ワークＷのメインジャーナル、ピンジャーナル、ウェブあるいはカウンターウェイト部を切削するための工具である。切削具６０は、ワークＷの長手方向（ワークＷが延在する方向）における位置が固定された状態で回転しながら前後運動することによってワークＷを切削する。切削具６０の長手方向における位置は、第２ワークヘッド４０側から第１ワークヘッド２０側に順次移動される。このように、ワークＷを第２端部ｗ２側から順次加工することによって、切削加工に伴うワークＷの熱膨張が長手方向の加工精度に与える影響が低減されている。

　メインレスト７０、サブレスト８０およびミドルストック９０は、切削加工中にワークＷが振れないように、ワークＷをクランプすることによって支持する。

　［第１チャック１００］
　図２は、第１チャック１００を第２チャック２００側から見た平面図である。

　第１チャック１００は、位相爪なし第１チャック１００Ａと、位相爪つき第１チャック１００Ｂと、の２種類の構成を取りうる。オペレータは、クランクシャフトミラー１の仕様やワークＷの構成に応じて、適宜、位相爪なし第１チャック１００Ａと位相爪つき第１チャック１００Ｂのいずれかを選択することができる。

　図２（ａ）に示すように、位相爪なし第１チャック１００Ａは、第１～第３チャック爪部１０１ａ～１０１ｃと、長手基準座１０２と、ワーク仮受けＭａ，Ｍｂと、を有する。第１～第３チャック爪部１０１ａ～１０１ｃは、第１チャック１００の回転中心線Ｚ１の径方向に沿って連動することによって、ワークＷ（第１端部ｗ１）をクランプ/アンクランプする。第１～第３チャック爪部１０１ａ～１０１ｃは、回転中心線Ｚ１の周方向において均等に配置されている。長手基準座１０２は、ワークＷの第１端部ｗ１の端面に当接される。長手基準座１０２は、長手方向におけるワークＷの加工基準を規定する部材である。ワーク仮受けＭａ，Ｍｂは、第１～第３チャック爪部１０１ａ～１０１ｃがワークＷをアンクランプしている場合に、ワークＷを支えるための部材である。

　図２（ｂ）に示すように、位相爪つき第１チャック１００Ｂは、第１～第３チャック爪部１０１ａ～１０１ｃと、長手基準座１０２と、一対の位相基準爪１０３ａ，１０３ｂと、ワーク仮受けＭａ，Ｍｂと、を有する。位相爪つき第１チャック１００Ｂは、一対の位相基準爪１０３ａ，１０３ｂを有する点において位相爪なし第１チャック１００Ａと相違している。一対の位相基準爪１０３ａ，１０３ｂは、ワークＷのうちピンジャーナルの回転位相基準を規定する部材である。一対の位相基準爪１０３ａ，１０３ｂは、回転中心線Ｚ１を中心とする同心円上において互いに対向するように配置されている。

　以上のように、第１チャック１００は、長手基準座１０２を必須の構成として有しているので、長手方向におけるワークＷの加工基準となる。また、第１チャック１００は、一対の位相基準爪１０３ａ，１０３ｂを有する場合には、ワークＷの位相基準となる。

　［第２チャック２００］
　図３は、第２チャック２００を第１チャック１００側から見た平面図である。

　第２チャック２００は、位相爪つき第２チャック２００Ａと、位相爪なし第２チャック２００Ｂと、の２種類の構成を取りうる。オペレータは、クランクシャフトミラー１の仕様やワークＷの構成に応じて、適宜、位相爪つき第２チャック２００Ａと位相爪なし第２チャック２００Ｂのいずれかを選択することができる。ただし、位相基準爪は第１チャック１００と第２チャック２００の一方に設けられるものであるので、位相爪つき第２チャック２００Ａは、位相爪なし第１チャック１００Ａとセットであり、位相爪なし第２チャック２００Ｂは、位相爪つき第１チャック１００Ｂとセットである。

　図３（ａ）に示すように、位相爪つき第２チャック２００Ａは、第１～第３チャック爪部２０１ａ～２０１ｃと、一対の位相基準爪２０２ａ，２０２ｂと、ワーク仮受けＭａ，Ｍｂと、を有する。第１～第３チャック爪部２０１ａ～２０１ｃは、第２チャック２００の回転中心線Ｚ２の径方向に沿って連動することによって、ワークＷ（第２端部ｗ２）をクランプ/アンクランプする。第１～第３チャック爪部２０１ａ～２０１ｃは、回転中心線Ｚ２の周方向において均等に配置されている。一対の位相基準爪２０２ａ，２０２ｂは、ワークＷにおいてピンジャーナルの回転位相の基準を規定する部材である。一対の位相基準爪２０２ａ，２０２ｂは、回転中心線Ｚ２を中心とする同心円上において互いに対向するように配置されている。ワーク仮受けＭａ，Ｍｂは、第１～第３チャック爪部２０１ａ～２０１ｃがワークＷをアンクランプしている場合に、ワークＷを支えるための部材である。

　図３（ｂ）に示すように、位相爪なし第２チャック２００Ｂは、第１～第３チャック爪部２０１ａ～２０１ｃを有する。位相爪なし第２チャック２００Ｂは、一対の位相基準爪２０２ａ，２０２ｂを有していない以外は位相爪つき第２チャック２００Ａと同様の構成である。

　以上のように、第２チャック２００は、長手基準座を有していないので、長手方向におけるワークＷの加工基準ではない。第２チャック２００は、一対の位相基準爪２０２ａ，２０２ｂを有する場合には、ワークＷの位相基準となる。

　［ワークＷ］
　図４は、ワークＷの端部を示す正面図である。図４に示すように、ワークＷは、一対の凹部３００ａ，３００ｂが形成された位相基準冶具３００を備える。

　位相基準冶具３００は、位相爪なし第１チャック１００Ａと位相爪つき第２チャック２００Ａとのセットを用いる場合には、第２端部ｗ２に嵌められる。この場合、一対の凹部３００ａ，３００ｂは、一対の位相基準爪２０２ａ，２０２ｂに係止される。

　また、位相基準冶具３００は、位相爪つき第１チャック１００Ｂと位相爪なし第２チャック２００Ｂとのセットを用いる場合には、第１端部ｗ１に嵌められる。この場合、一対の凹部３００ａ，３００ｂは、一対の位相基準爪１０３ａ，１０３ｂに係止される。

　［クランクシャフトミラー１の機能］
　以下において、クランクシャフトミラー１の機能について、図面を参照しながら説明する。図５は、クランクシャフトミラー１（コントローラ１ａ）の機能を示すブロック図である。

　コントローラ１ａは、設定検出部４００、回転駆動制御部４０１、同期制御部４０２、切削制御部４０３、反発トルク算出部４０４、判定部４０５、トルク制御部４０６、累計量取得部４０７、オフセット量記憶部４０８、位置調整部４０９、およびクランプ制御部４１０を備える。

　設定検出部４００は、サーボモータのマスター/スレーブ関係や位相基準となるチャックに関する設定を検出する。設定検出部４００は、現状のクランクシャフトミラー１の構成に応じて、下表に示す設定１～４のいずれかを検出する。設定検出部４００は、検出された設定を同期制御部４０２および位置調整部４０９に通知する。設定検出部４００は、下表に示す設定を自動検出する機能を有していてもよいし、オペレータから設定の入力を受け付けてもよい。

　　　　 

　回転駆動制御部４０１は、同期制御部４０２、トルク制御部４０６および位置調整部４０９からの指示に応じて第１サーボモータ３０および第２サーボモータ５０を回転駆動させる。

　同期制御部４０２は、ワークＷの切削加工時において、設定検出部４００によって検出された設定に基づいて、第１サーボモータ３０と第２サーボモータ５０の一方をマスターモータとし他方をスレーブモータとする。同期制御部４０２は、マスターモータを回転駆動するための出力値と同じ出力値をスレーブモータに出力することによって、第１サーボモータ３０と第２サーボモータ５０との同期制御を実行する。例えば、設定１が検出されている場合、同期制御部４０２は、第１サーボモータ３０をスレーブモータとし第２サーボモータ５０をマスターモータとして、第２サーボモータ５０への出力値を第１サーボモータ３０にも出力する。

　なお、同期制御部４０２は、ワークＷの切削加工時以外は、同期制御を実行しない。すなわち、ワークＷの切削が行われていない場合には、第１サーボモータ３０と第２サーボモータ５０とは独立して回転駆動可能である。

　切削制御部４０３は、同期制御部４０２による同期制御が実行されている場合に、ワークＷのメインジャーナルやピンジャーナルが円柱状に切削されるように切削具６０を前後に駆動する。

　反発トルク算出部４０４は、第１サーボモータ３０と第２サーボモータ５０との間に働いている反発トルクを算出する。反発トルクは、切削に伴ってワークＷ内部の残留応力が解放されることによってワークＷ自体が捻れようとする一方で、各サーボモータが既定位置を保持しようとすることによって生じるものである。このような反発トルクは、第１サーボモータ３０と第２サーボモータ５０それぞれに出力されている電流値の差分に基づいて算出可能であり、具体的な算出方法については特開２００４－２８８１６４号公報に記載されている。反発トルク算出部４０４は、同期制御の終了後（すなわち、切削加工の終了後）に、算出された反発トルクを判定部４０５およびトルク制御部４０６に通知する。

　判定部４０５は、反発トルクが所定トルクよりも大きいか否かを判定する。判定部４０５は、判定結果をトルク制御部４０６に通知する。また、判定部４０５は、ワークのねじり剛性が高く累計量が大きいほど所定トルクを大きくし、累計量が小さいほど所定トルクを小さくする。

　トルク制御部４０６は、同期制御の終了後（すなわち、切削加工の終了後）であって、反発トルクが所定トルクよりも大きいと判定された場合に、反発トルクを“０”まで低減させる制御（以下、「トルク制御」という。）を実行する。具体的に、トルク制御部４０６は、算出された反発トルクに基づいて、反発トルクを“０”にするために必要とされるスレーブモータの回転量（以下、「オフセット量」という。）を算出する。そして、トルク制御部４０６は、算出されたオフセット量に基づきスレーブモータを回転させる。スレーブモータのオフセット量の算出方法については特開２００４－２８８１６４号公報に記載されている。また、トルク制御部４０６は、スレーブモータのオフセット量を累計量取得部４０７およびオフセット量記憶部４０８に通知するとともに、トルク制御が終了した旨を位置調整部４０９に通知する。

　なお、トルク制御部４０６は、累計量取得部４０７から通知されるオフセット量の累計量が所定量よりも大きい場合にはトルク制御を実行しない。すなわち、トルク制御部４０６は、オフセット量の累計量が所定量よりも小さい場合にのみトルク制御を実行する。

　累計量取得部４０７は、トルク制御部４０６から通知されるオフセット量の累計量を取得する。累計量取得部４０７は、取得した累計量をトルク制御部４０６に通知する。累計量取得部４０７は、オフセット量の累計量が所定量よりも大きいか否かを判定し、累計量が所定量よりも大きい場合には切削加工を非常停止させる。これは、オフセット量の累計量が過大になると、切削加工を第１チャック１００Ａ側に順次進めていくうちに、ワークＷの削り代が不足する可能性が高いからである。累計量取得部４０７は、ワークＷの全メインジャーナル、全ピンジャーナル、全ウェブおよびカウンターウェイト部の切削が完了した場合、累計量をリセットする。

　オフセット量記憶部４０８は、トルク制御部４０６から通知されるオフセット量を記憶する。

　位置調整部４０９は、トルク制御の終了後に、第１サーボモータ３０と第２サーボモータ５０それぞれを独立して駆動させることによって、第１チャック１００と第２チャック２００の回転位置を独立して調整する。

　具体的に、位置調整部４０９は、設定検出部４００によって設定１または設定２が検出された場合（すなわち、第１サーボモータ３０がスレーブモータである場合）、トルク制御後、第１チャック１００と第２チャック２００それぞれの回転位置を保持する。

　また、位置調整部４０９は、設定検出部４００によって設定３または設定４が検出された場合（すなわち、第２サーボモータ５０がスレーブモータである場合）、トルク制御後、第２チャック２００の回転位置をトルク制御の開始前における回転位置に戻す。これによって、ワークＷのメインジャーナルまたはピンジャーナルの加工位置が、位置調整部４０９による調整の前後において維持される。

　また、位置調整部４０９は、設定検出部４００によって設定４が検出されたとき（すなわち、第２サーボモータ５０がスレーブモータであり、かつ、第１チャック１００がワークＷの位相基準であるとき）、第２チャック２００の回転位置の戻し量に応じて、オフセット量記憶部４０８の値を使用して第１チャック１００の回転位置を調整する。これによって、ワークＷのピンジャーナルの回転位相は、位置調整部４０９による調整の前後において維持されるとともに、ワークＷの位相基準と第１チャック１００の相対位相も維持される。

　なお、位置調整部４０９の動作については、設定１～設定４それぞれのケースごとに後述する。

　クランプ制御部４１０は、位置調整部４０９による第１チャック１００および第２チャック２００の回転位置の調整に合わせて、第１チャック１００によるワークＷのクランプ/アンクランプを制御する。クランプ制御部４１０の動作については、位置調整部４０９の動作とともに後述する。

　［クランクシャフトミラー１の動作］
　以下において、クランクシャフトミラー１の動作について、設定１～４それぞれのケースごとに説明する。なお、ワークＷの加工動作自体は従来のクランクシャフトミラーにおける加工動作と同様であるので説明を省略する。また、以下の説明において、上述の各種判定処理について省略されている。

　図６は、設定１におけるクランクシャフトミラー１の動作を説明するための図面である。図７は、設定２におけるクランクシャフトミラー１の動作を説明するための図面である。図８Ａ及び図８Ｂは、設定３におけるクランクシャフトミラー１の動作を説明するための図面である。図９Ａ及び図９Ｂは、設定４におけるクランクシャフトミラー１の動作を説明するための図面である。図６～図９Ｂでは、第１チャック１００とワークＷとの透視平面図、および第２チャック２００とワークＷとの透視平面図が示されている。

　　１．設定１のケース
　設定１では、第１サーボモータ３０がスレーブモータである。また、位相爪なし第１チャック１００Ａと位相爪つき第２チャック２００Ａのセットが用いられるので、第２チャック２００がワークＷの位相基準である。

　まず、図６（ａ）に示すように、同期制御が終了（すなわち、切削加工が停止）する。この際、位相爪なし第１チャック１００Ａおよび位相爪つき第２チャック２００ＡによってワークＷはクランプされている。図６（ａ）では、同期制御終了時点における位相爪なし第１チャック１００Ａの位置を示す原点指示線Ｘと、同期制御終了時点における位相爪つき第２チャック２００Ａの位置を示す原点指示線Ｙとが示されている。

　次に、図６（ｂ）に示すように、第１サーボモータ３０と第２サーボモータ５０との間に働く反発トルクを“０”まで低減させるために必要とされるオフセット量ｓ１に応じて、スレーブモータである第１サーボモータ３０を回転する（トルク制御）。これによって、トルク制御後における第１チャック１００の位置を示す制御後指示線Ｘ’と原点指示線Ｘとの間には、オフセット量ｓ１のずれが生じる。一方で、トルク制御後における第２チャック２００の位置を示す制御後指示線Ｙ’と原点指示線Ｙとは一致している。

　次に、図６（ｃ）に示すように、位相爪なし第１チャック１００Ａと位相爪つき第２チャック２００Ａそれぞれの回転位置をトルク制御終了時点における位置に保持する。すなわち、設定１のケースでは、位相爪なし第１チャック１００Ａと位相爪つき第２チャック２００Ａそれぞれの回転位置を実質的に調整しない。

　その後、切削具６０を第１チャック１００側に移動して、ワークＷの同期制御および切削加工を再開する。この際、トルク制御後における第１チャック１００の位置を示す制御後指示線Ｘ’が原点指示線Ｘからオフセット量ｓ１だけずれているが、メインジャーナルまたはピンジャーナルの加工位置やピンジャーナルの回転位相に影響はない。

　　２．設定２のケース
　設定２では、第１サーボモータ３０がスレーブモータである。また、位相爪つき第１チャック１００Ｂと位相爪なし第２チャック２００Ｂのセットが用いられるので、第１チャック１００がワークＷの位相基準である。

　まず、図７（ａ）に示すように、同期制御が終了（すなわち、切削加工が停止）する。この際、位相爪つき第１チャック１００Ｂおよび位相爪なし第２チャック２００ＢによってワークＷはクランプされている。

　次に、図７（ｂ）に示すように、反発トルクを“０”まで低減させるために必要とされるオフセット量ｓ２に応じて、スレーブモータである第１サーボモータ３０を回転させる（トルク制御）。これによって、原点指示線Ｘと制御後指示線Ｘ’との間には、オフセット量ｓ２のずれが生じる。一方で、トルク制御後における第２チャック２００の位置を示す制御後指示線Ｙ’と原点指示線Ｙとは一致している。

　次に、図７（ｃ）に示すように、位相爪つき第１チャック１００Ｂと位相爪なし第２チャック２００Ｂそれぞれの回転位置を、トルク制御終了時点における位置に保持する。すなわち、設定２のケースでも、設定１のケースと同様、位相爪つき第１チャック１００Ｂと位相爪なし第２チャック２００Ｂそれぞれの回転位置を実質的に調整しない。

　その後、切削具６０を第１チャック１００側に移動して、ワークＷの同期制御および切削加工を再開する。

　　３．設定３のケース
　設定３では、第２サーボモータ５０がスレーブモータである。また、位相爪なし第１チャック１００Ａと位相爪つき第２チャック２００Ａのセットが用いられるので、第２チャック２００がワークＷの位相基準である。

　まず、図８Ａ（ａ）に示すように、同期制御が終了（すなわち、切削加工が停止）する。この際、位相爪なし第１チャック１００Ａおよび位相爪つき第２チャック２００ＡによってワークＷはクランプされている。

　次に、図８Ａ（ｂ）に示すように、反発トルクを“０”まで低減させるために必要とされるオフセット量ｓ３に応じて、スレーブモータである第２サーボモータ５０を回転させる（トルク制御）。これによって、原点指示線Ｙと制御後指示線Ｙ’との間にオフセット量ｓ３のずれが生じる。一方で、トルク制御後における第１チャック１００の位置を示す制御後指示線Ｘ’と原点指示線Ｘとは一致している。

　次に、図８Ａ（ｃ）に示すように、位相爪なし第１チャック１００Ａをアンクランプし、ワークＷをワーク仮受けＭａ，Ｍｂ上に置く。

　次に、図８Ｂ（ｄ）に示すように、位相基準である位相爪つき第２チャック２００Ａの回転位置を、トルク制御の開始前の位置に戻す。すなわち、オフセット量ｓ３だけ戻す方向に第２サーボモータ５０を回転させる。これによって、トルク制御後における第２チャック２００の位置を示す制御後指示線Ｙ’と原点指示線Ｙとが一致するので、ワークＷのメインジャーナルまたはピンジャーナルの加工位置は、位置調整部４０９による調整の前後において維持される。

　次に、図８Ｂ（ｅ）に示すように、位相爪なし第１チャック１００Ａをクランプする。

　その後、切削具６０を位相爪なし第１チャック１００Ａ側に移動して、ワークＷの同期制御および切削加工を再開する。

　　４．設定４のケース
　設定４では、第２サーボモータ５０がスレーブモータである。また、位相爪つき第１チャック１００Ｂと位相爪なし第２チャック２００Ｂのセットが用いられるので、第１チャック１００がワークＷの位相基準である。

　まず、図９Ａ（ａ）に示すように、同期制御が終了（すなわち、切削加工が停止）する。この際、位相爪つき第１チャック１００Ｂおよび位相爪なし第２チャック２００ＢによってワークＷはクランプされている。

　次に、図９Ａ（ｂ）に示すように、反発トルクを“０”まで低減させるために必要とされるオフセット量ｓ４に応じて、スレーブモータである第２サーボモータ５０を回転させる（トルク制御）。これによって、原点指示線Ｙと制御後指示線Ｙ’との間にオフセット量ｓ４のずれが生じる。一方で、トルク制御後における第１チャック２００の位置を示す制御後指示線Ｘ’と原点指示線Ｘとは一致している。

　次に、図９Ａ（ｃ）に示すように、位相爪つき第１チャック１００Ｂをアンクランプし、ワークＷをワーク仮受けＭａ，Ｍｂ上に置く。

　次に、図９Ｂ（ｄ）に示すように、位相基準ではない位相爪なし第２チャック２００Ｂの回転位置を、トルク制御の開始前の位置に戻す。すなわち、オフセット量ｓ４だけ戻す方向に第２サーボモータ５０を回転させる。これによって、トルク制御後における第２チャック２００の位置を示す制御後指示線Ｙ’と原点指示線Ｙとが一致するので、ワークＷのメインジャーナルまたはピンジャーナルの加工位置は、位置調整部４０９による調整の前後において維持される。一方で、位相爪なし第２チャック２００Ｂの回転位置の戻しに伴って、ワークＷの基準位置を示すワーク基準指示線ｗＸは、原点指示線Ｘおよび制御後指示線Ｘ’からオフセット量ｓ４だけずれる。

　次に、図９Ｂ（ｅ）に示すように、位相基準でない位相爪なし第２チャック２００Ｂの回転位置の戻し量（オフセット量ｓ４）に応じて、位相基準である位相爪つき第１チャック１００Ｂの回転位置を調整する。すなわち、オフセット量ｓ４だけ戻す方向に第１サーボモータ３０を回転する。これによって、位相爪つき第１チャック１００Ｂの制御後指示線Ｘ’は、ワークＷのワーク基準指示線ｗＸと一致するので、ワークＷのピンジャーナルの回転位相は、位置調整部４０９による調整の前後において維持されるとともに、ワークＷの位相基準と第１チャック１００の相対位相も維持される。

　次に、図９Ｂ（ｆ）に示すように、位相爪つき第１チャック１００Ｂをクランプする。

　その後、切削具６０を位相爪つき第１チャック１００Ｂ側に移動して、ワークＷの同期制御および切削加工を再開する。

　［クランクシャフトミラー１の動作］
　以下において、クランクシャフトミラー１の動作について、図１０に示すフローチャートを参照しながら説明する。

　ステップＳ５において、同期制御部４０２による同期制御の下、切削制御部４０３による切削具６０の駆動によってワークＷの切削加工が実行される。

　ステップＳ１０において、同期制御部４０２は、ワークＷの切削加工の終了に応じて、第１サーボモータ３０と第２サーボモータ５０の同期制御を終了させる。

　ステップＳ２０において、反発トルク算出部４０４によって算出される反発トルクが所定トルクよりも大きいか否かを判定する。反発トルクが所定トルクよりも大きい場合、処理はステップＳ３０に進む。反発トルクが所定トルクよりも大きくない場合、処理はステップＳ１６０に進む。

　ステップＳ３０において、トルク制御部４０６は、トルク制御を実行する。

　ステップＳ４０において、累計量取得部４０７は、オフセット量の累計量が所定量よりも大きいか否かを判定する。累計量が所定量よりも大きい場合、処理はステップＳ５０に進む。累計量が所定量よりも大きくない場合、処理はステップＳ６０に進む。

　ステップＳ５０において、累計量取得部４０７は、削り代が不足するおそれがあるため、切削加工を非常停止させる。

　ステップＳ６０において、位置調整部４０９は、第２サーボモータ５０がスレーブモータに設定されているか否かを判定する。第２サーボモータ５０がスレーブモータに設定されていない場合、すなわち、設定１または設定２が検出されている場合、処理はステップＳ７０に進む。第２サーボモータ５０がスレーブモータに設定されている場合、すなわち、設定３または設定４が検出されている場合、処理はステップＳ８０に進む。

　ステップＳ７０において、位置調整部４０９は、第１チャック１００と第２チャック２００それぞれの回転位置をトルク制御後の位置に保持する。その後、処理はステップＳ１６０に進む。

　ステップＳ８０において、位置調整部４０９は、第２チャック２００が位相基準であるか否かを判定する。第２チャック２００が位相基準である場合、すなわち、設定３が検出されている場合、処理はステップＳ９０に進む。第２チャック２００が位相基準でない場合、すなわち、設定４が検出されている場合、処理はステップＳ１２０に進む。

　ステップＳ９０において、クランプ制御部４１０は、第１チャック１００（位相爪なし第１チャック１００Ａ）をアンクランプする。

　ステップＳ１００において、位置調整部４０９は、位相基準である第２チャック２００（位相爪つき第２チャック２００Ａ）の回転位置を、トルク制御の開始前の位置に戻す。具体的に、図８Ｂ（ｄ）の例では、オフセット量ｓ３だけ戻す方向に第２サーボモータ５０を回転させる。

　ステップＳ１１０において、クランプ制御部４１０は、第１チャック１００（位相爪なし第１チャック１００Ａ）をクランプする。その後、処理はステップＳ１６０に進む。

　一方、ステップＳ１２０において、クランプ制御部４１０は、第１チャック１００（位相爪つき第１チャック１００Ｂ）をアンクランプする。

　ステップＳ１３０において、位置調整部４０９は、位相基準ではない第２チャック２００（位相爪なし第２チャック２００Ｂ）の回転位置を、トルク制御の開始前の位置に戻す。具体的に、図９Ｂ（ｄ）の例では、オフセット量ｓ４だけ戻す方向に第２サーボモータ５０を回転させる。

　ステップＳ１４０において、位置調整部４０９は、位相基準である第１チャック１００（位相爪つき第１チャック１００Ｂ）の回転位置を、位相基準でない第２チャック２００（位相爪なし第２チャック２００Ｂ）の回転位置の戻し量（オフセット量ｓ４）に応じて、オフセット量記憶部４０８の値を使用して調整する。具体的に、図９Ｂ（ｅ）の例では、オフセット量ｓ４だけ戻す方向に第１サーボモータ３０を回転させる。

　ステップＳ１５０において、クランプ制御部４１０は、第１チャック１００（位相爪つき第１チャック１００Ｂ）をクランプする。その後、処理はステップＳ１６０に進む。

　ステップＳ１６０において、コントローラ１ａは、ワークＷの全メインジャーナル、全ピンジャーナル、全ウェブおよびカウンターウェイト部の切削が完了したか否かを判定する。切削が完了した場合、処理はステップＳ１９０に進む。切削が完了していない場合、次のメインジャーナル、ピンジャーナル、ウェブあるいはカウンターウェイト部の切削加工に移行するために、処理はステップＳ１７０に進む。

　ステップＳ１７０において、コントローラ１ａは、第１チャック１００および第２チャック２００それぞれの回転位置を保持する。

　ステップＳ１８０において、オフセット量記憶部４０８の値をリセットする。その後、処理はステップＳ５に戻る。

　ステップＳ１９０において、累計量取得部４０７は、オフセット量の累計量をリセットする。その後、処理は終了する。

　［特徴］
　（１）クランクシャフトミラー１において、位置調整部４０９は、設定１または設定２のケースにおいて、トルク制御後、第１チャック１００と第２チャック２００それぞれの回転位置を保持する。また、位置調整部４０９は、設定３または設定４のケースにおいて、トルク制御後、第２チャック２００の回転位置をトルク制御の開始前における回転位置に戻す。

　設定１または設定２のケースでは、第２サーボモータ５０がマスターモータであるので、トルク制御に伴って第２チャック２００の回転位置は調整されない。そのため、メインジャーナルまたはピンジャーナルの加工位置がずれることはない。

　設定３または設定４のケースでは、第２サーボモータ５０がスレーブモータであるので、トルク制御に伴って第２チャック２００の回転位置が調整される。しかしながら、その後、元の回転位置に戻されるので、メインジャーナルまたはピンジャーナルの加工位置がずれることが抑制されている。

　このように、クランクシャフトミラー１によれば、ワークＷ（例えば、ピンジャーナル）の回転位置がずれることを抑制することによって、ワークＷの加工精度の低下を抑制できる。

　（２）位置調整部４０９は、設定４のケースにおいて、第２チャック２００の回転位置の戻し量に応じて第１チャック１００の回転位置を調整する。

　これによって、ワークＷのピンジャーナルの回転位相が、位置調整部４０９による調整の前後において維持されるとともに、ワークＷの位相基準と第１チャック１００の相対位相も維持される。そのため、ワークＷの加工精度の低下をより抑制できるとともに、トルク制御結果も有効に活用される。

　（３）トルク制御部４０６は、反発トルクが所定トルクよりも大きいと判定された場合にのみトルク制御を実行する。

　従って、ワークＷの加工精度に影響がない程度に反発トルクが小さい場合には、トルク制御が実行されないので、トルク制御が過剰に実行されることを抑制できる。

　（４）判定部４０５は、オフセット量の累計量が大きいほど所定トルクを大きくする。そのため、オフセット量の累計量が許容範囲を超えることによって削り代が不足する事態に陥ることを抑制できる。

　（５）トルク制御部４０６は、オフセット量の累計量が所定量よりも小さい場合にのみトルク制御を実行する。そのため、オフセット量の累計量が許容範囲を超えることによって削り代が不足する事態に陥ることを回避できる。

　［他の実施形態］
　本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。

　（Ａ）上記実施形態では、トルク制御によって反発トルクを“０”まで低減させることとしたが、トルク制御では反発トルクが低減されていればよく、“０” まで低減させなくてもよい。

　（Ｂ）上記実施形態では、設定３および設定４のケースにおいて、第１チャック１００をアンクランプすることとしたが、これに限られるものではない。第１チャック１００をクランプしたままで、第１チャック１００の回転位置を第２チャック２００の回転位置とともに調整することとしてもよい。

　（Ｃ）上記実施形態では、クランクシャフトミラー１（コントローラ１ａ）は、反発トルクを算出する反発トルク算出部４０４を備えることとしたが、これに限られるものではない。クランクシャフトミラー１は、反発トルク算出部４０４に代えて、サーボモータ間における供給電流値の差分を取得する差分取得部を有していてもよい。この場合、反発トルクが大きいほどサーボモータ間における供給電流値の差分が大きくなるので、供給電流値の差分値を反発トルクと見なすことができる。

　（Ｄ）上記実施形態では、ワークＷは、位相基準冶具３００を備えることとしたが、これに限られるものではない。ワークＷ自体に位相基準部が一体的に形成されていてもよい。

　（Ｅ）上記実施形態では、ワークＷの一例として、８気筒エンジン用のクランクシャフトを挙げて説明したが、これに限られるものではない。クランクシャフトミラー１は、切削制御部４０３のプログラムを変更することによって、クランクシャフトとは異なるカムシャフトなどの多軸型棒状部材に適応可能である。これによって、クランクシャフトとは異なるカムシャフトのカムプロフィール加工においても、一対のサーボモータ間に働く力を抑制しながら、加工精度の低下を抑制できる。

　（Ｆ）上記実施形態では、切削具６０は、第２ワークヘッド４０側から第１ワークヘッド２０側に順次移動されることとしたが、これに限られるものではない。切削具６０は、第１ワークヘッド２０側から第２ワークヘッド４０側に順次移動されてもよいし、第２ワークヘッド４０と第１ワークヘッド２０の間を順次移動ではなく順序不同に移動されてもよい。

　本発明のクランクシャフトミラーによれば、ワークの加工精度の低下を抑制することができるので、クランクシャフトの製造分野において有用である。

１　クランクシャフトミラー
１０　ベッド
２０　第１ワークヘッド
３０　第１サーボモータ
４０　第２ワークヘッド
５０　第２サーボモータ
６０　切削具
７０　メインレスト
８０　サブレスト
９０　ミドルストック
１００　第１チャック
１００Ａ　位相爪なし第１チャック
１００Ｂ　位相爪つき第１チャック
１０１ａ～１０１ｃ　第１チャックの第１～第３チャック爪部
１０２　長手基準座
１０３ａ，１０３ｂ　一対の位相基準爪
２００　第２チャック
２００Ａ　位相爪つき第２チャック
２００Ｂ　位相爪なし第２チャック
２０１ａ～２０１ｃ　第２チャックの第１～第３チャック爪部
２０２ａ，２０２ｂ　一対の位相基準爪
３００　位相基準冶具
Ｍａ，Ｍｂ　ワーク仮受け
Ｗ　ワーク
ｗ１　第１端部
ｗ２　第２端部
１ａ　コントローラ
４００　設定検出部
４０１　回転駆動制御部
４０２　同期制御部
４０３　切削制御部
４０４　反発トルク算出部
４０５　判定部
４０６　トルク制御部
４０７　累計量取得部
４０８　オフセット量記憶部
４０９　位置調整部
４１０　クランプ制御部

Claims (7)

1. 　ワークの第１端部を把持し、前記ワークの長手基準座を有する第１チャックと、
   　前記ワークの第２端部を把持し、前記第１チャックに対向する第２チャックと、
   　前記第１チャックを回転駆動させる第１サーボモータと、
   　前記第２チャックを回転駆動させる第２サーボモータと、
   　前記ワークを切削するための切削具と、
   　前記切削具による前記ワークの切削加工時に、前記第１サーボモータと前記第２サーボモータの一方をマスターモータとし他方をスレーブモータとして、前記第１サーボモータと前記第２サーボモータとの同期制御を実行する同期制御部と、
   　前記同期制御の終了後に、前記スレーブモータを回転させることによって、前記第１サーボモータと前記第２サーボモータとの間に発生する反発トルクを低減させるトルク制御を実行するトルク制御部と、
   　前記トルク制御の終了後に、前記第１チャックと前記第２チャックそれぞれの回転位置を調整する位置調整部と、
   を備え、
   　前記位置調整部は、
   　前記第１サーボモータが前記スレーブモータである場合に、前記第１チャックと前記第２チャックそれぞれの回転位置を保持し、
   　前記第２サーボモータが前記スレーブモータである場合に、前記第２チャックの回転位置を前記トルク制御の開始前における回転位置に戻す、
   クランクシャフトミラー。
2. 　前記位置調整部は、前記第２サーボモータが前記スレーブモータである場合において、前記第２チャックの回転位置を前記トルク制御の開始前における回転位置に戻す際、前記第１チャックをアンクランプする、
   請求項１に記載のクランクシャフトミラー。
3. 　前記位置調整部は、前記第１チャックが前記ワークの位相基準であるとき、前記第１チャックをアンクランプした状態で、前記第２チャックの回転位置の戻し量に応じて前記第１チャックの回転位置を調整する、
   請求項２に記載のクランクシャフトミラー。
4. 　前記反発トルクが所定トルクよりも大きいか否かを判定する判定部を備え、
   　前記トルク制御部は、前記反発トルクが前記所定トルクよりも大きいと判定された場合にのみ前記トルク制御を実行する、
   請求項１乃至３のいずれかに記載のクランクシャフトミラー。
5. 　前記トルク制御部による前記スレーブモータのオフセット量の累計量を取得する累計量取得部を備え、
   　前記判定部は、前記累計量が大きいほど前記所定トルクを大きくする、
   請求項４に記載のクランクシャフトミラー。
6. 　前記トルク制御部は、前記累計量が所定量よりも小さい場合にのみ前記トルク制御を実行する、
   請求項１乃至５のいずれかに記載のクランクシャフトミラー。
7. 　ワークの長手基準座を有する第１チャックによって前記ワークの第１端部を把持するとともに、前記第１チャックに対向する第２チャックによって前記ワークの第２端部を把持する把持工程と、
   　前記第１チャックを回転駆動させる第１サーボモータと前記第２チャックを回転駆動させる第２サーボモータの一方をマスターモータとし他方をスレーブモータとして、前記第１サーボモータと前記第２サーボモータとを同期させながら駆動する同期制御を実行する同期制御工程と、
   　前記同期制御中において、前記ワークを切削具によって切削する切削工程と、
   　前記同期制御の終了後に、前記スレーブモータを回転させることによって、前記第１サーボモータと前記第２サーボモータとの間に発生する反発トルクを低減させるトルク制御を実行するトルク制御工程と、
   　前記トルク制御の終了後に、前記第１チャックと前記第２チャックそれぞれの回転位置を独立して調整する位置調整工程と、
   を備え、
   　前記位置調整工程において、
   　前記第１サーボモータが前記スレーブモータである場合に、前記第１チャックと前記第２チャックそれぞれの回転位置を保持し、
   　前記第２サーボモータが前記スレーブモータである場合に、前記第２チャックの回転位置を前記トルク制御の開始前における回転位置に戻す、
   クランクシャフトの製造方法。

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