JP7322603B2 - Machine Tools - Google Patents
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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 for machining gear-shaped workpieces.
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）。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a machine tool for processing a gear-shaped workpiece having a plurality of irregularities (teeth) formed on its outer periphery. This machine tool can, for example, use one of a plurality of unevennesses as a reference to perform processing such as drilling or groove formation at a predetermined position of the workpiece. In order to perform such machining with good reproducibility, it is necessary to accurately phase the angle of the workpiece before machining.
As a method for determining the phase of the work, there is a method in which a phase determining member having a concave shape corresponding to the convex shape of the work is pressed against the work so that the convex shape of the work follows the concave shape of the phase determining member. 1).
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, in the conventional phasing method, it is difficult to freely determine the phase of the work because the amount of rotation of the work cannot be increased at the time of phasing. In some cases, the work does not rotate at all and the phase cannot be determined. Moreover, in the conventional method, the types of workpieces whose phases can be determined by the phase determining member are limited. Thus, 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。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to increase the degree of freedom in determining the phase of 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。
A plurality of aspects will be described below as means for solving the problem. These aspects can be arbitrarily combined as needed.
A machine tool according to one aspect of the present invention is a machine tool for processing a gear-shaped workpiece having a plurality of teeth formed on the outer periphery thereof. A machine tool includes a spindle, a workpiece phase determining member, a driving section, and a phase setting section.
The spindle supports the work and rotates the work around the axis. The work phase determining member has a second gear meshable with a first gear formed on the outer periphery of the work. The drive unit moves the work phase determining member in a tangential direction of the cross section of the work supported by the spindle.
The phase setting section controls the drive section to first engage the first gear of the workpiece with the second gear of the workpiece phase determining member, and then engages the workpiece until the engagement between the first gear and the second gear is released. By moving the phasing member in the tangential direction, the work is phased in the rotational direction.
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 machine tool described above, the first gear formed on the outer periphery of the work and the second gear of the work phase determining member are engaged to determine the phase of the work. In other words, in this machine tool, as long as the second gear of the work phasing member is meshed, phasing can be performed for many kinds of works without being restricted 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。 In the machine tool described above, when determining the phase, after the first gear of the workpiece and the second gear of the workpiece phase determining member are engaged, the workpiece is further rotated until the engagement between the first gear and the second gear is released. The phasing member is moved in the tangential direction. As a result, the work can be phased at a larger phase angle (rotation amount) than 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。
The phase setting section may re-execute the phase determination in the rotational direction of the work when the load applied to the driving section exceeds a predetermined magnitude when moving the work phasing member in the tangential direction.
As a result, when the meshing of the first gear and the second gear is inappropriate and the phase determination of the work is not properly performed, the phase determination of the work can be performed 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 section may issue an alarm if the state in which the load applied to the drive section exceeds a predetermined magnitude cannot be resolved even after repeating the phase determination in the rotational direction of the work a predetermined number of times.
As a result, an alarm is generated when the possibility of improper positioning cannot be eliminated even if the phasing of the workpiece is repeated a predetermined number of times, and inappropriate phasing can be avoided. .
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 processing section. The processing unit processes a predetermined position between the teeth of the first gear of the work for which phase determination has been performed.
As a result, it is possible to perform desired machining between the teeth of the first gear of the workpiece on the basis of the phase-determined state.
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 for machining gear-shaped workpieces, it is possible to perform workpiece phase determination with a high degree of freedom over a wide phase range for many kinds of workpieces.
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. First Embodiment (1) Overview of Machine Tool The configuration of a machine tool 100 according to the first embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a machine tool according to the first embodiment. A machine tool 100 according to the first embodiment is an apparatus for processing a gear-shaped work W. As shown in FIG. The gear-shaped workpiece W is a workpiece having a plurality of unevenness (teeth) formed on its outer peripheral surface. A plurality of irregularities formed on the outer peripheral surface of the work W will be hereinafter referred to as a first gear G1.
The workpiece W of the present embodiment has a first gear G1 formed on the entire circumference of the outer peripheral surface of the tip portion. However, it is not limited to this, and it is also possible to machine a workpiece W in which the first gear G1 is formed over the entire axial direction. Moreover, not only the work W having the first gear G1 formed over the entire outer peripheral surface, but also the work W having the first gear G1 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 a general "gear", but is defined as a general term for structures such as "splines" in which a plurality of unevenness is 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) Machine Tool Configuration (2-1) Outline Next, the configuration of the machine tool 100 according to the first embodiment will be described. As shown in FIG. 1, a machine tool 100 mainly includes a spindle 1, a tool post 3, and a control device 5. As shown in FIG. In FIG. 1, one direction in the plane of the paper is defined as the Z direction (Z axis), and a direction perpendicular to the Z direction in the plane of the paper is defined as the X direction (X axis). Also, 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) Main Spindle The main spindle 1 supports the work W to be processed and rotates the supported work W around its axis. As shown in FIG. 1 , the spindle 1 has a first spindle 11 and a second spindle 13 .
The first main spindle 11 supports the work W by chucking the tip of the work W on the side where the first gear G1 is formed with a first main spindle chuck 11a. The first main shaft 11 is connected to the output rotary shaft of the main shaft motor 11b, and is rotatable around the Z-axis by the rotation of this output rotary shaft. 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 main shaft 13 is arranged to face the first main shaft 11 in the Z direction. That is, the first main shaft 11 and the second main shaft 13 are arranged side by side in the Z direction. As shown in FIG. 1, the second spindle 13 supports the workpiece W via a centering member 13b chucked by a second spindle chuck 13a. Specifically, the pointed portion formed at the tip of the centering member 13b is fitted into a conical hole H formed at the tip of the workpiece W on the side opposite to the first gear G1. A work W is supported on the second spindle 13 . When the workpiece W rotates around the axis, the centering member 13b does not rotate, and the workpiece W slides in the hole H on the pointed portion of the centering member 13b.
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。 Thus, in the machine tool 100 of the present embodiment, the first spindle 11 and the second spindle 13 support the workpiece W from both sides in the axial direction (Z direction). Thereby, the first spindle 11 and the second spindle 13 can support the workpiece 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 have the same function as the spindle of the machine tool as the first spindle 11, or may not have that function. The second main shaft 13, which functions as a main shaft of the machine tool, is rotatable during phase determination of the work W, and has a function of determining the phase of the work W, like the first main shaft 11.
On the other hand, the second main shaft 13, which does not function as a main shaft of the machine tool, does not rotate during phase determination of the work W, and only has the function of supporting the work W stably.
（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 consists of a turret having a polygonal front shape, and is installed on the feed table 31 via the turret shaft 33 . The feed table 31 is movable in the Z direction by the first driving section 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 a second driving section 37 provided on the feed base 31 . With this configuration, the tool post 3 can freely move in three axial directions (X direction, Y direction, and 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 table 31 in the Z direction. The first drive unit 35 includes, for example, a first ball screw 35a that extends in the Z direction and is screwed into the feed base 31, and a first drive that rotates the first ball screw 35a around the Z axis to move the feed base 31 in the Z direction. It can be realized by a mechanism having a motor 35b. 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.
Note that the first drive unit 35 can be a drive mechanism having another configuration as long as the feed table 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 with respect to the feed table 31 in the two axial directions of the X direction and the Y direction. For example, the second drive unit 37 has the same configuration as the first drive unit 35, that is, the second ball screw 37a, the second drive motor 37b, and the It can be realized by a mechanism having a second rotation angle detector 37c. Note that 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 two axial directions of the X direction and the Y direction with respect to the feed table 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 is rotatable about the Z-axis by an indexing rotation motor 39 provided on the feed base 31 . As a result, the tool post 3 is also rotatable around the turret shaft 33 (around the 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 workpiece phase determining member 7 and a tool 9 (an example of a working portion) are attached to flat portions between the corners 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. As shown in FIG. The first gear G1 and the second gear G2 only need to be meshable, and the shapes of the first gear G1 and the second gear G2 may be the same or different. The workpiece phase determining member 7 can be freely moved in three axial directions by moving the tool rest 3 with the first drive section 35 and the second drive section 37 . On the other hand, the work phasing member 7 is fixed to the tool post 3 via a mounting member 71 and does not rotate about its axis. As will be described later, the work phasing 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 work W whose phase has been determined. Specifically, the tool 9 is a tool having, for example, a tip 91 having a groove at a predetermined position between the teeth of the first gear G1 attached to its tip. Although only one tool 9 is shown in FIG. 1, a plurality of types of tools 9 other than the tool for forming grooves between teeth may be attached to the tool rest 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, storage devices (eg, 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 index rotation motor 39. As shown in FIG. The control device 5 also receives the detection results of the rotation angles from 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 above control by the control device 5 is realized by a functional block configuration as shown in FIG. Some or all of the functions of the functional blocks shown in FIG. 2 are implemented by programs stored in the storage device of the control device 5 . FIG. 2 is a diagram showing the 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, as functional blocks, an axis control section 51, a spindle control section 53, a machining command section 55, and a phase setting section 57.
Each axis control section 51 controls the movement of the tool post 3 in each axis direction by controlling the first drive section 35 and the second drive section 37 . 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 based on the calculation result, the first By controlling the rotation of the drive motor 35b, the movement of the tool post 3 in the Z direction is controlled.
Also, the positions (coordinate values) of the tool post 3 in the X and Y directions are calculated from the rotation angles detected by the second rotation angle detector 37c, and the rotation of the second drive motor 37b is controlled based on the calculation results. 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 rotation of the spindle 1 (first spindle 11) to 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 to select the tool 9 to be used for machining the workpiece W. As shown in FIG. 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 and outputs a control command to the spindle control unit 53 to control the spindle 1 according to the machining program. The workpiece W is machined by controlling the phase angle of .
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 determines the phase of the workpiece W before machining. Although the details will be described later, the phase setting section 57 outputs a control command to each axis control section 51 to move the work phase determining member 7 in the tangential direction of the work, while moving the work phase determining member 7 to the second gear G2. is meshed with the first gear G1 of the work W to determine the phase 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 driving unit 35 and the second driving unit 37 when moving the work phase setting member 7 (tool post 3) for phase setting of the work W. Specifically, the phase setting unit 57 outputs to the first drive motor 35b and the second drive motor 37b when moving the work phase setting member 7 (tool post 3) for phase setting of the work W. Current is monitored as a load on the drive.
The phase setting unit 57 rotates the work W to an arbitrary angle and sets the phase of the work W when the load of the drive unit (current to the motor) during movement of the work exceeds a predetermined magnitude. Execute the decision again. Further, if the excessive load state 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 work W phase determination is not properly performed. 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) Operation of Machine Tool (3-1) Outline of Operation Hereinafter, the operation of machining the workpiece W by the machine tool 100 having the above configuration will be described. First, the outline of the operation of the machine tool 100 during machining of the work W will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a flow chart showing an outline of the operation of the machine tool during machining of the workpiece.
First, in step S1, a workpiece W to be processed is supported on the spindle 1. As shown in FIG. Specifically, the workpiece W is held by the first spindle chuck 11 a and the workpiece W is supported by the first spindle 11 . Further, the workpiece W is supported by the second spindle 13 by fitting the pointed portion of the centering member 13b into the conical hole H of the workpiece W. As shown in FIG.
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 workpiece W is supported by the spindle 1 and various adjustments are made in the machine tool 100 as necessary, the machining command unit 55 rotates the tool post 3 to bring the workpiece phase determining member 7 to a position where the phase can be determined. Deploy. After that, in step S2, phase determination of the rotational direction of the work W using the work phase determination member 7 is executed. The operation for phase determination in step S2 will be described later in detail.
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 determining the phase of the work W, the work W whose phase has been determined is machined in step S3. Specifically, after determining the phase 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 control commands to each axis control unit 51 and the spindle control unit 53 according to the machining program, so that the workpiece W is machined as indicated by the machining program.
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 phasing in step S2, the workpiece W having the first gear G1 having the same shape can be reproduced in a state in which the directions of the protrusions and recesses of the first gear G1 are always the same. The phase of the workpiece W can be determined with good accuracy.
Therefore, by executing the machining of the workpiece W after executing the phase determination in step S2, the workpiece W can be processed as desired based on the state in which the phase determination has been performed. For example, processing such as forming a groove at a predetermined position between the teeth of the first gear G1 of the work W or cutting a predetermined convex portion of the first gear G1 can be executed 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 phase determination operation performed in step S2 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flow chart showing the phase determination operation. Before starting the phasing operation, the main shaft 1 is brought into a "free state". Specifically, the free state is a state in which the spindle 1 rotates around its axis even when a weak rotational force is applied. In addition, a coordinate value of a position at which movement in the following tangential direction starts (referred to as movement start position Ps) and a coordinate value of a position at which the movement ends (referred to as movement end position Pe) are set. In this embodiment, the first spindle 11 is set in the free state, and the second spindle 13 is not set in the free state.
After completing the preparation for the above phase setting 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 move the workpiece phase setting member 7 to the movement 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。
Thereafter, 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 direct 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 phase determining member 7 meshes with the first gear G1 during movement in the tangential direction. The state in which G1 and the second gear G2 are meshed 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, the phase setting section 57 monitors the state of the load applied to the first driving section 35 and/or the second driving section 37 in step S23. Specifically, the phase setting unit 57 monitors whether an excessive current is supplied to the first drive motor 35b and/or the second drive motor 37b, and 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。
Excessive current is not supplied to the first driving motor 35b and/or the second driving motor 37b (the current is a steady value), and the load applied to the first driving section 35 and/or the second driving section 37 is normal. (“Normal” in step S23), in step S24, the phase setting unit 57 determines whether or not the workpiece phase determining member 7 has reached the set movement end position Pe.
If it is determined that the work phase determining member 7 has not reached the movement end position Pe ("No" in step S24), the phase determining operation returns to step S23, and the work phase determining 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, if it is determined that the work phase determining member 7 has reached the movement end position Pe ("Yes" in step S24), the phase setting unit 57 stops the movement of the work phase determining member 7 in step S25, and The phase angle of the spindle 1 at the timing when the phase determining member 7 reaches the movement end position Pe is used 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 ends.
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 projections and recesses of the first gear G1 of the work W are always oriented in the same direction. Turn. Therefore, by using the phase angle of the main shaft 1 when the work phase determining member 7 reaches the movement end position Pe as a reference, phase determination can be performed with good reproducibility for the work W having the first gear G1 of 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。 Let us return to the description of the operation during movement of the work phase determining member 7 in the tangential direction. An excessive current is supplied to the first drive motor 35b and/or the second drive motor 37b while the work phase determining member 7 is moving in the tangential direction, and the load applied to the first drive section 35 and/or the second drive section 37 is determined to be an error state, i.e., if 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). ), it is determined whether or not to re-execute the phasing of the workpiece W in order to eliminate this error state. Specifically, in step S26, the phase setting unit 57 determines whether or not the phase setting 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。
If the phasing of the workpiece W has been performed less than a predetermined number of times ("No" in step S26), the positioning operation is performed in step S21 after rotating the first gear G1 (workpiece W) by an arbitrary angle. back to That is, after rotating the first gear G1 (workpiece W) by an arbitrary angle, the phase determination of the work piece W is executed again.
On the other hand, if the phasing of the workpiece W has already been repeated a predetermined number of times ("Yes" in step S26), the state of excessive load cannot be resolved even if the phasing of the workpiece W is repeated a predetermined number of times. In step S28, the setting unit 57 issues an alarm indicating that the phase determination of the workpiece W is not properly performed. For example, the phase setting unit 57 issues an alarm by turning on an alarm lamp or the like provided on the machine tool 100 or by generating a sound from a speaker. After that, the phasing operation of the work W is finished.
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 driving section 35 and/or the second driving section 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 becomes inadequate. 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 excessive force. There are cases where
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 state of meshing between the first gear G1 and the second gear G2 is inappropriate as described above, there is a possibility that the phase determination of the workpiece W will not be performed appropriately. Therefore, when the load applied to the first drive section 35 and/or the second drive section 37 is excessive, the phase determination of the workpiece W is executed again after rotating the first gear G1 by an arbitrary angle. By rotating the first gear G1 by an arbitrary angle to change the unevenness of the first gear G1 that meshes with the unevenness of the second gear G2, the meshing between the first gear G1 and the second gear G2 is made appropriate, and the It is possible to increase the possibility of properly executing the phase determination of the workpiece.
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 phasing of the workpiece 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 eliminated. Inappropriate phasing can be avoided in a state in which is excessively large.
（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 determining the phase of the workpiece 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.
5A to 5E, an example of moving the workpiece phase determining member 7 along the tangent line of the workpiece W in the Y direction will be described. 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 phase determining member 7 is positioned at the movement start position Ps, that is, when the work phase determining member 7 starts moving, the first gear G1 of the work W and the second gear G2 of the work phase determining member 7 are meshed. not (Fig. 5A). When the workpiece phase determining member 7 moves in the Y direction (arrow direction) from the movement start position Ps 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 moves further in the Y direction from the first position P1 while the first gear G1 and the second gear G2 are in mesh with each other, the second gear G2 of the work phase determining member 7 moves against the work W. A rotational force is applied to rotate the spindle 1 and the workpiece W around the Z axis (Fig. 5C).
When the workpiece phase determining member 7 moves further in the Y direction from the state shown in FIG. rotates 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 is moving from the second position P2 to the movement end position Pe, the first gear G1 and the second gear G2 are not meshed, so the main shaft 1 and the work W do not rotate, as shown in FIG. 5D. (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 workpiece phase determining 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 protrusions and recesses 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 portion and the concave portion of the first gear G1 when the work phase determining member 7 reaches the first position P1 are the same. The shape is always the same for the first gear G1.
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 concave portion of the first gear G1 when the work phase determining member 7 reaches the second position P2 is , are 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, for the work W having the first gear G1 of the same shape, by moving the work phase determining member 7 from the movement start position Ps to the movement end position Pe, the directions of the projections and recesses of the first gear G1 are changed. is always the same, the phase of the work W can be determined with good reproducibility.
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 above-described principle of phase determination similarly occurs as long as the first gear G1 of the workpiece W meshes with the second gear G2 of the workpiece phase determination member 7. FIG. That is, the phase determination method of this embodiment is not limited to the shape of the first gear G1 of the work W, and can be applied to various types of work W.
In the phasing method of the present embodiment, what depends on the shape of the first gear G1 is the direction of the projections and recesses of the first gear G1 after the phasing, and the orientation of the work W and the main shaft 1 before and after phasing. is 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。 In the phase determining method of the present embodiment, after the first gear G1 of the workpiece W and the second gear G2 of the workpiece phase determining member 7 are meshed, the first gear G1 and the second gear G2 are further meshed. The work phasing member 7 is moved in the tangential direction until it is released. As a result, the workpiece W can be phased at a larger phase angle (rotation amount) than 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 restricted by the shape of the first gear G1 of the workpiece W, and the phase can be determined at a relatively large phase angle (rotation amount). 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 Embodiments The above embodiments can also be described as follows.
A machine tool (for example, machine tool 100) includes a main shaft (for example, main shaft 1), a work phase determining member (for example, work phase determining member 7), and a drive unit (for example, first drive unit 35, second drive unit 37) and a phase setting unit (for example, phase setting unit 57).
The main shaft supports a work (for example, work W) and rotates the work around its axis. The workpiece phase determining member has a second gear (eg, second gear G2) that can mesh with a first gear (eg, first gear G1) formed on the outer circumference of the workpiece. The drive unit moves the work phase determining member in a tangential direction of the cross section of the work supported by the spindle.
The phase setting section controls the drive section to first engage the first gear of the workpiece with the second gear of the workpiece phase determining member, and then engages the workpiece until the engagement between the first gear and the second gear is released. By moving the phasing member in the tangential direction, the work is phased in the rotational direction.
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 workpiece and the second gear of the workpiece phase determining member are engaged to determine the phase of the workpiece. In other words, in this machine tool, as long as the second gear of the work phasing member is meshed, phasing can be performed for many kinds of works without being restricted 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。 In the machine tool described above, when determining the phase, after the first gear of the workpiece and the second gear of the workpiece phase determining member are engaged, the workpiece is further rotated until the engagement between the first gear and the second gear is released. The phasing member is moved in the tangential direction. As a result, the work can be phased at a larger phase angle (rotation amount) than 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. 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 are possible without departing from the gist of the invention. In particular, multiple embodiments and modifications described herein can be arbitrarily combined as required.
Further, the processing contents of each step and/or the execution order of each step in the flowcharts shown in FIGS. 3 and 4 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-described first embodiment, the workpiece phase determining member 7 has a circular cross section. Not limited to this, a planar member (for example, a rack gear) having an uneven surface can be used as the workpiece phase determining member 7 . That is, the workpiece 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 phasing described in the first embodiment can be performed for one workpiece W in a plurality of stages. For example, the work W can be phased by combining movement of the work phasing member 7 in one tangential direction of the work W and movement of the work phasing member 7 in another tangential direction of the work W. This makes it possible to achieve phase determination with a higher degree of freedom.
This multi-stage phasing is achieved, for example, by making the shape of the work phasing member 7 correspond to the multi-step phasing, and/or moving the work phasing member 7 a plurality of times in different tangential directions of the work W. This can be achieved by moving
（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 section 35 and/or the second drive section 37 described in the first embodiment can be used for detection of workpieces W whose phase cannot be determined (detection of different types).
As described above, excessive load applied to the first driving section 35 and/or the second driving section 37 during movement of the workpiece phase determining member 7 for movement determination may cause the first gear G1 of the workpiece W to and the second gear G2 of the work phase determining member 7 do not mesh properly.
Using this principle, it is possible to determine that a work W having a first gear G1 that does not mesh properly with the second gear G2 is a defective work unsuitable 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。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be widely applied to machine tools for machining gear-shaped workpieces.
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 main shaft 11 first main shaft 11a first main shaft chuck 11b main shaft motor 11c main shaft rotation angle detector 13 second main shaft 13a second main shaft chuck 13b centering member 3 tool post 31 feed table 33 turret shaft 35 first 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 index rotation motor 5 controller 51 each axis controller 53 Spindle control unit 55 Machining command unit 57 Phase setting unit 7 Work phase determining member 71 Mounting member G2 Second gear 9 Tool W Work G1 First gear P1 First position P2 Second position Pe Movement end position Ps Movement start position
Claims (4)
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における前記ワークの前記外周における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 for processing a gear-shaped workpiece having a plurality of teeth formed on the outer periphery,
a main shaft that supports the work and rotates the work around its axis;
a workpiece phase determining member having a second gear meshable with a first gear formed on the outer periphery of the workpiece;
a driving unit that moves the work phase determining member in a tangential direction on the outer circumference of the work in the cross section of the work supported by the main shaft;
The drive unit is controlled to engage the first gear of the workpiece and the second gear of the workpiece phase determining member, and then the first gear and the second gear are disengaged from each other. a phase setting unit that determines the phase of the workpiece in the rotational direction by moving the workpiece phase determining member in the tangential direction;
machine tool.
4. The machine tool according to any one of claims 1 to 3, further comprising a processing unit for processing a predetermined position between the teeth of the first gear of the work for which the phase has been determined.
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