旋盤
【課題】 ワークの基準孔等の特徴形状部の回転位置を、特別なセンサ類を用いることなく、加工の制御に通常に使用されているセンサ類を使用して検出でき、配線系も簡素なものとできる旋盤を提供する。
【解決手段】 検出用の棒状等の接触子２４を刃物台３に取付ける。特徴形状部回転位置検出手段２７を制御装置２に設ける。この手段２７は、接触子２４が定められ位置に来たことを示す信号に応答して、主軸モータ１１を回転させながら主軸トルク検出手段１９のトルクを監視する。このトルクが設定値以上になると、このときに回転位置検出手段１６が検出した回転位置を特徴形状部Ｈの回転位置として記憶する。特徴形状部Ｈが孔である場合は、主軸６を正逆に回転させて孔内面の２か所の位置を測定し、その平均から孔の中心を求める。
【解決手段】 検出用の棒状等の接触子２４を刃物台３に取付ける。特徴形状部回転位置検出手段２７を制御装置２に設ける。この手段２７は、接触子２４が定められ位置に来たことを示す信号に応答して、主軸モータ１１を回転させながら主軸トルク検出手段１９のトルクを監視する。このトルクが設定値以上になると、このときに回転位置検出手段１６が検出した回転位置を特徴形状部Ｈの回転位置として記憶する。特徴形状部Ｈが孔である場合は、主軸６を正逆に回転させて孔内面の２か所の位置を測定し、その平均から孔の中心を求める。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ワークの定められた回転位置で加工を行う機能を備えたタレット旋盤等の旋盤に関する。
【背景技術】
【０００２】
タレット旋盤等の多数の工具が装着可能な旋盤では、ワークの孔明けやタップ加工等が行えるものがある。このような孔明けやタップ加工を行う際に、ワークに孔や切欠などの基準位置となる特徴形状部を利用することがある。このような特徴形状部の回転位置を知るために、従来では、タッチスイッチ等をタレット等の刃物台に搭載し、主軸を回転させてその回転位置（回転方向の座標）を検出している（例えば、特許文献１，２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３０９６５１号公報
【特許文献２】特開平０５−０６１５１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のタッチスイッチを刃物台に搭載した構成では、専用の検出器であるタッチスイッチが必要となるうえ、その配線が必要となる。この配線は、移動や回転する刃物台に搭載されたタッチスイッチと位置固定の制御装置との間に設けられるため、煩雑な配線系となり、断線の恐れもある。固定部と可動部の間で光等を媒体とするワイヤレスの通信手段を用いることも可能であるが、工作機械では油汚れ等で通信不良が生じる恐れがある。
【０００５】
この発明の目的は、ワークの基準位置等の特徴形状部の回転位置を、特別なセンサ類を用いることなく、加工の制御に通常に使用されているセンサ類を利用して検出でき、配線系も簡素なものとできる旋盤を提供することである。
この発明の他の目的は、前記特徴形状部が特定の回転位置にあることを、特別なセンサ類を用いることなく、加工の制御に通常に使用されているセンサ類を利用して検出でき、配線系も簡素なものとできるようにすることである。
この発明のさらに他の目的は、前記特徴形状部が孔である場合に、その中心の回転位置を簡易な構成で検出可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の旋盤は、ワーク（Ｗ）を支持して回転させる主軸（６）、およびこの主軸（６）に対して主軸軸心方向および主軸軸心（Ｏ）に直交する方向に相対的な送り移動が可能に設けられて工具（２２）が装着される刃物台（３）と、前記主軸（６）を回転させる主軸モータ（１１）および前記主軸（６）又は刃物台（３）の前記送り移動を行わせる送りモータ（１２，１４）を制御する制御装置（２）とを備えた旋盤において、
前記刃物台（３）に、前記主軸（６）に支持されたワーク（Ｗ）に接触させる検出用の接触子（２４）を設け、
前記主軸（６）の回転位置を検出する回転位置検出手段（１６）を設け、
前記主軸モータ（１１）のトルクを検出する主軸トルク検出手段（１９）を設け、
前記ワーク（Ｗ）の特徴形状部（Ｈ）の回転位置を検出する特徴形状部回転位置検出手段（２７）を設け、
この特徴形状部回転位置検出手段（２７）は、前記主軸（６）又は刃物台（３）の送り相対移動により前記接触子（２４）が前記ワーク（Ｗ）の特徴形状部（Ｈ）の回転位相を検出可能な送り位置にあるときに、前記主軸モータ（１１）を回転させながら前記主軸トルク検出手段（１９）のトルクを監視し、このトルクの変化により前記接触子（２４）とワーク（Ｗ）の特徴形状部（Ｈ）の接触を検出し、このときの前記回転位置検出手段（１６）が検出した回転位置に基づいて前記特徴形状部（Ｈ）の回転位置を記憶する。
【０００７】
この構成によると、刃物台（３）の相対移動で接触子（２４）が定められ位置に来ると、例えば特徴形状部（Ｈ）が孔である場合にその孔内に接触子（２４）が来ると、特徴形状部回転位置検出手段（２７）は、主軸モータ（１１）を回転させながら前記主軸トルク検出手段（１９）の検出するトルクを監視する。この検出されたトルクに定められた変化、例えばトルクが設定値以上になったことが検出されると、このときに前記回転位置検出手段（１６）が検出した回転位置を前記特徴形状部（Ｈ）の回転位置として記憶する。
このように、タッチセンサ等の特別なセンサ類を用いることなく、主軸モータ（１１）の回転位置検出手段（１６）や主軸トルク検出手段（１９）で検出することができる。これら回転位置検出手段（１６）や主軸トルク検出手段（１９）は、数値制御式の旋盤では、位置フィードバックや電流フィードバックによる高精度な加工制御のために通常に備えられており、この通常に備えられている各検出手段を用いて特徴形状部（Ｈ）の回転位置が検出できる。また、前記回転位置検出手段（１６）や主軸トルク検出手段（１９）は、旋盤の固定部分に設置されているため、配線系も簡易なもので済む。上記のように、ワーク（Ｗ）の基準位置等の特徴形状部（Ｈ）の回転位置を、特別なセンサ類を用いることなく、加工の制御に通常に使用されているセンサ類を使用して検出でき、配線系も簡素なものとできる。
なお、前記回転位置検出手段（１６）は、主軸モータ（１１）に装備されているパルスコーダやエンコーダ等が使用できる。
【０００８】
この発明において、前記送りモータ（１２，１４）のトルクを検出する送りモータトルク検出手段（２０，２１）を設け、前記ワーク（Ｗ）の特徴形状部（Ｈ）が特定位置に存在することを検出する特徴形状部存在検出手段（２６）を設けても良い。
前記特徴形状部存在検出手段（２６）は、前記主軸（６）に支持されたワーク（Ｗ）の前記特徴形状部（Ｈ）が主軸（６）の回転によって成す軌跡の中に前記接触子（２４）が位置するように前記送りモータ（１２，１４）を駆動させた後、前記主軸モータ（１１）によりワーク（Ｗ）を回転させながら前記送りモータトルク検出手段（２０，２１）の主軸軸心方向のトルクを監視し、このトルクの変化により前記特徴形状部がワーク（Ｗ）の特定の回転位置に存在することを検出する。
【０００９】
この構成の場合、前記接触子（２４）が前記特定位置に来るように刃物台（３）を相対移動させた後、ワーク（Ｗ）を回転させながら、刃物台移動トルク検出手段（２０，２１）の検出トルクを監視する。この検出トルクに定められた変化が生じたことが検出されたことで前記特徴形状部（Ｈ）が主軸（６）の特定の回転位置に存在することを検出する。例えば、特徴形状部（Ｈ）が孔である場合、接触子（２４）をワーク（Ｗ）に押し当てた状態でワーク（Ｗ）を回転させると、接触子（２４）が特徴形状部（Ｈ）である孔に来たときに、孔内に嵌まり込み、刃物台（３）をワーク（Ｗ）に押し当てる駆動を行っている送りモータ（１２，１４）のトルクが急激に低下する。このトルクの急低下により、孔内に接触子（２４）が嵌まり込んだこと、つまり特徴形状部（Ｈ）が特定の回転位置にあることが検出できる。
このように、特徴形状部（Ｈ）が特定の回転位置にあることも、特別なセンサ類を用いることなく、加工の制御に通常に使用されているセンサ類を使用して検出でき、配線系も簡単で済む。
【００１０】
この発明において、前記ワーク（Ｗ）の前記特徴形状部（Ｈ）が軸方向に形成された孔であり、前記特徴形状部回転位置検出手段（２７）は、前記主軸モータ（１１）を正回転及び逆回転させて孔の内側面の回転方向両側の回転位置を記憶し、これら２つの記憶された回転位置から、前記特徴形状部（Ｈ）である孔の中心の回転位置を求めるようにしても良い。
この構成の場合、特徴形状部（Ｈ）が孔である場合に、２点の測定よって、その中心の回転位置を簡易な構成で検出することができる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明の旋盤は、ワークを支持して回転させる主軸、およびこの主軸に対して主軸軸心方向および主軸軸心に直交する方向に相対的な送り移動が可能に設けられて工具が装着される刃物台と、前記主軸を回転させる主軸モータおよび前記主軸又は刃物台の前記送り移動を行わせる送りモータを制御する制御装置とを備えた旋盤において、前記刃物台に、前記主軸に支持されたワークに接触させる検出用の接触子を設け、前記主軸の回転位置を検出する回転位置検出手段を設け、前記主軸モータのトルクを検出する主軸トルク検出手段を設け、前記ワークの特徴形状部の回転位置を検出する特徴形状部回転位置検出手段を設け、この特徴形状部回転位置検出手段は、前記主軸又は刃物台の送り相対移動により前記接触子が前記ワークの特徴形状部の回転位相を検出可能な送り位置にあるときに、前記主軸モータを回転させながら前記主軸トルク検出手段のトルクを監視し、このトルクの変化により前記接触子とワークの特徴形状部の接触を検出し、このときの前記回転位置検出手段が検出した回転位置に基づいて前記特徴形状部の回転位置を記憶するため、ワークの基準位置等の特徴形状部の回転位置を、特別なセンサ類を用いることなく、加工の制御に通常に使用されているセンサ類を使用して検出でき、配線系も簡素なものとできる。
【００１２】
前記送りモータのトルクを検出する送りモータトルク検出手段を設け、前記ワークの特徴形状部が特定位置に存在することを検出する特徴形状部存在検出手段を設け、前記特徴形状部存在検出手段は、前記主軸に支持されたワークの前記特徴形状部が主軸の回転によって成す軌跡の中に前記接触子が位置するように前記送りモータを駆動させた後、前記主軸モータによりワークを回転させながら前記送りモータトルク検出手段の主軸軸心方向のトルクを監視し、このトルクの変化により前記特徴形状部がワークの特定の回転位置に存在することを検出する場合は、前記特徴形状部が特定の回転位置にあることについても、特別なセンサ類を用いることなく、加工の制御に通常に使用されているセンサ類を使用して検出でき、配線系も簡素なものとできる。
【００１３】
前記ワークの前記特徴形状部が軸方向に形成された孔であり、前記特徴形状部回転位置検出手段は、前記主軸モータを正回転及び逆回転させて孔の内側面の回転方向両側の回転位置を記憶し、これら２つの記憶された回転位置から、前記特徴形状部である孔の中心の回転位置を求める場合は、前記特徴形状部が孔である場合に、その中心の回転位置を簡易な構成で検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の一実施形態に係る旋盤の旋盤本体とその制御系の概念構成を示すブロック図である。
【図２】同旋盤の旋盤本体の平面図である。
【図３】同旋盤の旋盤本体の正面図である。
【図４】（Ａ）（Ｂ）はそれぞれ、同旋盤で加工するワークの一例および検出動作を示す各動作状態の正面図である。
【図５】同旋盤で加工するワークの他の例を示す斜視図である。
【図６】同旋盤で加工するワークのさらに他の例を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
この発明の一実施形態を図１ないし図４と共に説明する。この旋盤は、機械部分である旋盤本体１と、この旋盤本体１を制御する制御装置２とでなる。旋盤本体１は、図２，図３に示すように、ベッド４と、このベッド４上に搭載されて主軸６を回転自在に支持する主軸台５と、タレット型の刃物台３とを備える。刃物台３は正面形状が多角形状であり、外周面の各平面部分からなる工具ステーションに工具２２が取付けられている。工具２２としては、バイトの他に、ドリルやタップ工具、ミリングヘッド等の回転工具（いずれも図示せず）が取付けられている。主軸６は、ワークＷを把持するチャック６ａが先端に取付けられ、主軸モータ１１によって回転駆動される。チャック６ａはチャック爪６ａａを有する。
【００１６】
ベッド４上の主軸台５の側方には、案内レール７を介して送り台８が設置され、この送り台８に、前記刃物台３が搭載されている。送り台８は、案内レール７上で主軸６の軸心Ｏと直交する方向（Ｘ軸方向）に移動自在な送り台ベース部８ａと、この送り台ベース部８ａに、主軸６の軸心Ｏに沿う方向である前後方向（Ｚ軸方向）に移動自在に搭載された送り台上側部８ｂとでなり、この送り台上側部８ｂにタレット軸１０を介して前記タレット型の刃物台３が旋回自在に設置されている。送り台ベース部８ａは、Ｘ軸方向の送りモータ１２により、ボールねじ機構１３を介してＸ軸方向に進退させられる。送り台上側部８ｂは、Ｚ軸方向のモータ１４により、ボールねじ機構１５を介してＺ軸方向に進退させられる。これら送り台ベース部８ａおよび送り台上側部８ｂの移動により、刃物台３は主軸６に対して直交２軸方向に進退駆動される。刃物台３の旋回駆動は、送り台上側部８ｂに搭載されたモータ（図示せず）により行われる。
【００１７】
主軸６を回転駆動する主軸モータ１１、および刃物台３の移動用の各軸の送りモータ１２，１４は、それぞれ回転位置検出手段１６，１７，１８が設けられており、またこれらの主軸モータ１１および送りモータ１２，１４の電源配線に、電流計からなる主軸トルク検出手段１９および送りモータトルク検出手段２０，２１がそれぞれ設けられている。回転位置検出手段１６，１７，１８は、インクリメンタル式のパルスコーダであっても良く、またアブソリュート式のエンコーダであっても良い。
【００１８】
この実施形態の旋盤は、上記構成において、刃物台３の一つの工具ステーションに接触子２４を設けると共に、図１の制御装置２に特徴形状部存在検出手段２６、および特徴形状部回転位置検出手段２７を設けたものである。
【００１９】
加工対象となるワークＷは、例えば、加工を行うための円周方向の位置についての基準となる特徴形状部Ｈを有するものである。特徴形状部Ｈは、凹部であっても凸部であっても良いが、ワークＷの円周方向の位置決めの基準となり、他の部分との区別が可能な形状の部分である。ワークＷの具体例を挙げると、図４（Ａ）に示すように、円柱状であって、端面に基準孔となる円形の特徴形状部Ｈがあり、この特徴形状部Ｈである基準孔の円の中心から、ワーク中心回りに円周方向に所定の角度αだけ離れたワーク周面位置に加工予定部Ｂ（図４（Ｂ））（図示の例では、他の加工予定部Ｂはタップ加工を行う下孔）が存在するものである。
【００２０】
図１，図２において、接触子２４は、この例では、主軸軸心Ｏと平行な方向に延びる鋼製等の棒状の部品であり、接触子ホルダ２８を介して刃物台３に取付けられている。接触子２４の先端部２４ａは、球面状のボール部としてある。この接触子２４は、ワークＷの端面に設けられた基準孔となる特徴形状部Ｈの検出用である。なお、ワークＷの周面に設けられた基準孔となる特徴形状部Ｈ（図５）を検出するには、接触子２４は主軸軸心Ｏと直交する方向に延びる形状とされる。
【００２１】
図１と共に制御系を説明する。制御装置２は、コンピュータ式の数値制御装置であり、コンピュータのハードウェア（オペレーションプログラムを含む）と、これに実行されるＮＣコード等からなる加工プログラム（図示せず）とで、同図に示す加工制御手段２５、特徴形状部存在検出手段２６、および特徴形状部回転位置検出手段２７が構成される。前記加工プログラムは、旋盤本体１に加工を行わせるプログラム部分と検出動作を行わせるプログラム部分とを有し、加工を行わせるプログラムで前記加工制御手段２５が、検出動作を行わせるプログラム部分で前記各検出手段２６，２７がそれぞれ構成される。なお、制御装置２は、刃物台３を移動させる各軸の移動指令（Ｘ軸，Ｚ軸の送りモータ１２，１４に対する移動指令）、および主軸モータ１１の回転指令に対して、位置フィードバック制御を行う手段（図示せず）を有している。
【００２２】
加工制御手段２５は、刃物台３の各軸方向の移動や、主軸６の回転、および刃物台３に設けられた回転工具の制御を行い、各工具によるワークＷの加工を制御する手段である。図４（Ａ）のワークＷの場合、加工制御手段２５は、ワークＷの外周面に位置する加工予定部Ｂである下孔にタップ加工を行うように、刃物台３の各軸方向の移動、主軸６の回転、および刃物台３に取付けられたタップ工具（図示せず）の制御を行う。
【００２３】
特徴形状部存在検出手段２６は、ワークＷの特徴形状部Ｈが特定位置に存在することを検出する手段である。図示の例では、特徴形状部Ｈは、上記のようにワークＷの端面にワーク中心を外れて設けられた基準孔となる円形の孔である。前記特定位置は、主軸６の軸心に対して刃物台３側となる水平となる角度位置である。
特徴形状部存在検出手段２６は、主軸６に支持されたワークＷの特徴形状部Ｈが主軸６の回転によって成す軌跡Ｒ（図４）の中に前記接触子２４が位置するように、刃物台３の相対移動を行わせる各軸の送りモータ１２，１４を駆動させる。図４の例では前記軌跡Ｒは、一点鎖線のハッチングを付して示すように、ワーク中心回りの環状の領域である。この例の場合、刃物台３を移動させる各軸送りモータ１２，１４の駆動により、接触子２４をワークＷの端面に軌跡Ｒ内で位置させ、押し付け状態を維持させる。この押し付けは、例えば、Ｚ軸のモータ１４に対して、ワークＷの端面位置よりも奥側の目標位置に位置させる指令値を与えることで行う。
【００２４】
図１の特徴形状部存在検出手段２６は、この押し付けの後、主軸６を回転させる主軸モータ１１の駆動によりワークＷを回転させながら、Ｚ軸の送りモータトルク検出手段２１の検出トルクを監視する。この検出トルクに定められた変化が生じたことが検出されたことで、特徴形状部Ｈが主軸６の特定の回転位置に存在すること検出する。上記ワークＷの回転は、検出信号に応答して即座に停止できるように、トルク制限を掛けて微速で行わせ、送りモータトルク検出手段２１により前記変化が検出されると、ワークＷの回転を停止させる。上記の「定められた変化」は、この例では検出トルクの設定値以下への低下、または検出トルクの急低下である。特徴形状部Ｈが孔である場合、ワークＷの回転によって接触子２４がその孔内に嵌まり込むと、Ｚ軸モータ１４のトルクは急低下する。この急低下を送りモータトルク検出手段２１検出する。
【００２５】
特徴形状部回転位置検出手段２７は、刃物台３の相対移動で前記接触子２４が定められ位置に来たことを示す信号、具体的には、特徴形状部存在検出手段２６による特徴形状部Ｈの存在確認が終了した信号、つまり前記Ｚ軸モータ１４のトルク低下の検出信号に応答して、主軸モータ１１を回転させながら主軸トルク検出手段１９の検出トルクを監視する。主軸モータ１１の回転は、検出信号に応答して即座に停止できるように、トルク制限を掛けて微速で行わせる。この監視時に、検出トルクに定められた変化、例えば検出トルクが設定値を超えたこと、または検出トルクの急増が検出されると、このときに前記回転位置検出手段１６が検出した回転位置を特徴形状部Ｈの回転位置として記憶する。
【００２６】
ワークＷの特徴形状部Ｈが孔である場合、特徴形状部回転位置検出手段２７は、前記のように検出トルクに前記の定められた変化が生じたことが検出されると、この検出時の回転位置検出手段１６が検出した回転位置を記憶した後、主軸モータ１１を逆方向に回転させながら、主軸トルク検出手段１９の検出トルクを監視する。このときも、主軸モータ１１の回転は、検出信号に応答して即座に停止できるように、トルク制限を掛けて微速で行わせる。前記検出トルクに定められた変化が生じたことが検出されると、このときの前記回転位置検出手段１６が検出した回転位置を記憶し、これら２つの記憶された回転位置から、前記特徴形状部Ｈである孔の中心の回転位置を求める。
【００２７】
なお、特徴形状部存在検出手段２６および特徴形状部回転位置検出手段２７のより具体的な機能は、次の動作説明と共に説明する。
【００２８】
上記構成の動作を説明する。ワークＷは図４（Ａ）と共に前述したものとする。ワークＷが主軸６に支持されると、加工開始に先立って、特徴形状部存在検出手段２６の制御による検出モードである特徴形状部検出モードとなる。このとき、特徴形状部Ｈの回転位置は不明である。
特徴形状部検出モードでは、接触子２４が、主軸６に支持されたワークＷの端面における特徴形状部Ｈの軌跡Ｒの中に位置するように、刃物台３をＸ軸方向に移動させる。なおこのとき、特徴形状部Ｈの回転位置が前記特定位置（刃物台３に対向する水平方向の位置）にあるときの特徴形状部Ｈである孔の中心位置のＸ座標（ワーク中心から孔中心までの半径）は既知であり、この既知のＸ座標へ刃物台３をＸ軸方向に移動させる。その後、刃物台３をＺ軸方向に移動させる。このＺ軸方向への移動はトルク制限を掛けて、目標位置まで移動させ続ける。設定時間までに目標位置まで達しない場合は、接触子２４が特徴形状部Ｈである孔と位相がずれていてワーク端面で停止し、ワーク端面を押し付けている場合である。このときは、そのままＺ軸方向へ押し続け、主軸６を回転させる。
【００２９】
ワークＷの回転により特徴形状部Ｈが接触子２４の位置まで旋回移動すると、接触子２４が特徴形状部Ｈである孔内に嵌まり込むように刃物台３のＺ軸移動が開始するので、即座に主軸モータ１１の回転を停止させ、Ｚ軸移動の完了を待つ。これにより、特徴形状部Ｈが特定位置に存在することが確認される。
【００３０】
前述の最初に軌跡Ｒの中で接触子２４をＺ軸方向に移動させたときに、設定時間までに目標位置に達したときは、接触子２４が特徴形状部Ｈである孔内に位置している場合である。この場合は、主軸６の回転は行わせず、Ｚ軸方向の目標位置に達したことの検出で、特徴形状部Ｈが特定位置に存在することが確認される。
【００３１】
このように特徴形状部Ｈが特定位置に存在が確認されると、特徴形状部回転位置検出手段２７の制御による回転位置検出モード、つまり基準座標算出モードとなる。
回転位置検出モードでは、接触子２４が特徴形状部Ｈである孔内に入った状態から、主軸モータ１１にトルク制限を掛けながら、主軸６を順次正転および逆転させ、それぞれの回転時に主軸トルク検出手段１９が設定トルクに達したときの回転位置検出手段１６の検出位置を読み取る。
【００３２】
つまり、主軸６を正転させ、接触子２４が特徴形状部Ｈである孔の内面に当たると、それ以上は回転できなくなって主軸トルク検出手段１９が増大するため、トルクが設定値に達したことを検出して、そのときの回転位置検出手段１６の検出位置を読み取って記憶すると共に、回転を停止させ、逆回転させる。逆回転によって接触子２４が特徴形状部Ｈである孔の反対側の内面に当たると、それ以上は回転できなくなって主軸トルク検出手段１９が増大するため、トルクが設定値に達したことを検出して、そのときの回転位置検出手段１６の検出位置を読み取って記憶する。
【００３３】
ついで、２つの記憶された回転位置から、徴形状部Ｈである孔の中心の回転位置を、両回転位置の平均値等として計算し、記憶する。このように求められた特徴形状部Ｈの中心の回転位置が、ワークＷの円周方向の基準位置である。
【００３４】
加工制御手段２５は、上記のようにして求められた基準位置を用い、加工予定部Ｂの加工、例えば下孔に対するタップ加工を行うように旋盤本体１を制御する。
【００３５】
この構成の旋盤によると、上記のようにして、ワークＷの基準位置等の特徴形状部Ｈが特定の回転位置にあること、および特徴形状部Ｈの回転位置（回転方向の座標）を、タッチスイッチ等の特別なセンサ類を用いることなく、単なる鉄の棒等からなる接触子２４と、加工の制御に通常に使用されている回転位置検出手段１６や主軸トルク検出手段１９を使用して検出することができる。また、刃物台３にセンサ類が不要なため、配線系も簡素なものとできる。
【００３６】
なお、上記の例では特徴形状部ＨがワークＷの端面の孔である場合につき説明したが、図５のように特徴形状部ＨがワークＷの周面の孔である場合にも適用できる。その場合、Ｚ軸方向の送りモータトルク検出手段２１に代えて、Ｘ軸方向の送りモータトルク検出手段２６を用いることになるが、上記と同様にして特徴形状部Ｈが特定の回転位置にあること、および特徴形状部Ｈの位置を検出することができる。
さらに、特徴形状部Ｈが孔である場合に限らず、例えば図６に示すワークＷにおける、螺旋状の溝Ｇの内端部が特徴形状部Ｈである場合等にも、その存在および位置の回転の検出を行うことができる。また、特徴形状部Ｈが突出部分である場合も、この発明を適用することができる。
また、この発明は、主軸６に対する刃物台３のいずれか一方向または両方向の相対移動を、主軸台５の移動によって行う旋盤にも適用することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１…旋盤本体
２…制御装置
３…刃物台
４…ベッド
５…主軸台
６…主軸
８…送り台
８ａ…送り台ベース部
８ｂ…送り台上側部
１１…主軸モータ
１２，１４…送りモータ
１６，１７，１８…回転位置検出手段
１９…主軸トルク検出手段
２０，２１…送りモータトルク検出手段
２２…工具
２４…接触子
２５…加工制御手段
２６…特徴形状部存在検出手段
２７…特徴形状部回転位置検出手段
Ｂ…加工予定部
Ｈ…特徴形状部
Ｏ…主軸軸心
Ｗ…ワーク
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ワークの定められた回転位置で加工を行う機能を備えたタレット旋盤等の旋盤に関する。
【背景技術】
【０００２】
タレット旋盤等の多数の工具が装着可能な旋盤では、ワークの孔明けやタップ加工等が行えるものがある。このような孔明けやタップ加工を行う際に、ワークに孔や切欠などの基準位置となる特徴形状部を利用することがある。このような特徴形状部の回転位置を知るために、従来では、タッチスイッチ等をタレット等の刃物台に搭載し、主軸を回転させてその回転位置（回転方向の座標）を検出している（例えば、特許文献１，２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３０９６５１号公報
【特許文献２】特開平０５−０６１５１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のタッチスイッチを刃物台に搭載した構成では、専用の検出器であるタッチスイッチが必要となるうえ、その配線が必要となる。この配線は、移動や回転する刃物台に搭載されたタッチスイッチと位置固定の制御装置との間に設けられるため、煩雑な配線系となり、断線の恐れもある。固定部と可動部の間で光等を媒体とするワイヤレスの通信手段を用いることも可能であるが、工作機械では油汚れ等で通信不良が生じる恐れがある。
【０００５】
この発明の目的は、ワークの基準位置等の特徴形状部の回転位置を、特別なセンサ類を用いることなく、加工の制御に通常に使用されているセンサ類を利用して検出でき、配線系も簡素なものとできる旋盤を提供することである。
この発明の他の目的は、前記特徴形状部が特定の回転位置にあることを、特別なセンサ類を用いることなく、加工の制御に通常に使用されているセンサ類を利用して検出でき、配線系も簡素なものとできるようにすることである。
この発明のさらに他の目的は、前記特徴形状部が孔である場合に、その中心の回転位置を簡易な構成で検出可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の旋盤は、ワーク（Ｗ）を支持して回転させる主軸（６）、およびこの主軸（６）に対して主軸軸心方向および主軸軸心（Ｏ）に直交する方向に相対的な送り移動が可能に設けられて工具（２２）が装着される刃物台（３）と、前記主軸（６）を回転させる主軸モータ（１１）および前記主軸（６）又は刃物台（３）の前記送り移動を行わせる送りモータ（１２，１４）を制御する制御装置（２）とを備えた旋盤において、
前記刃物台（３）に、前記主軸（６）に支持されたワーク（Ｗ）に接触させる検出用の接触子（２４）を設け、
前記主軸（６）の回転位置を検出する回転位置検出手段（１６）を設け、
前記主軸モータ（１１）のトルクを検出する主軸トルク検出手段（１９）を設け、
前記ワーク（Ｗ）の特徴形状部（Ｈ）の回転位置を検出する特徴形状部回転位置検出手段（２７）を設け、
この特徴形状部回転位置検出手段（２７）は、前記主軸（６）又は刃物台（３）の送り相対移動により前記接触子（２４）が前記ワーク（Ｗ）の特徴形状部（Ｈ）の回転位相を検出可能な送り位置にあるときに、前記主軸モータ（１１）を回転させながら前記主軸トルク検出手段（１９）のトルクを監視し、このトルクの変化により前記接触子（２４）とワーク（Ｗ）の特徴形状部（Ｈ）の接触を検出し、このときの前記回転位置検出手段（１６）が検出した回転位置に基づいて前記特徴形状部（Ｈ）の回転位置を記憶する。
【０００７】
この構成によると、刃物台（３）の相対移動で接触子（２４）が定められ位置に来ると、例えば特徴形状部（Ｈ）が孔である場合にその孔内に接触子（２４）が来ると、特徴形状部回転位置検出手段（２７）は、主軸モータ（１１）を回転させながら前記主軸トルク検出手段（１９）の検出するトルクを監視する。この検出されたトルクに定められた変化、例えばトルクが設定値以上になったことが検出されると、このときに前記回転位置検出手段（１６）が検出した回転位置を前記特徴形状部（Ｈ）の回転位置として記憶する。
このように、タッチセンサ等の特別なセンサ類を用いることなく、主軸モータ（１１）の回転位置検出手段（１６）や主軸トルク検出手段（１９）で検出することができる。これら回転位置検出手段（１６）や主軸トルク検出手段（１９）は、数値制御式の旋盤では、位置フィードバックや電流フィードバックによる高精度な加工制御のために通常に備えられており、この通常に備えられている各検出手段を用いて特徴形状部（Ｈ）の回転位置が検出できる。また、前記回転位置検出手段（１６）や主軸トルク検出手段（１９）は、旋盤の固定部分に設置されているため、配線系も簡易なもので済む。上記のように、ワーク（Ｗ）の基準位置等の特徴形状部（Ｈ）の回転位置を、特別なセンサ類を用いることなく、加工の制御に通常に使用されているセンサ類を使用して検出でき、配線系も簡素なものとできる。
なお、前記回転位置検出手段（１６）は、主軸モータ（１１）に装備されているパルスコーダやエンコーダ等が使用できる。
【０００８】
この発明において、前記送りモータ（１２，１４）のトルクを検出する送りモータトルク検出手段（２０，２１）を設け、前記ワーク（Ｗ）の特徴形状部（Ｈ）が特定位置に存在することを検出する特徴形状部存在検出手段（２６）を設けても良い。
前記特徴形状部存在検出手段（２６）は、前記主軸（６）に支持されたワーク（Ｗ）の前記特徴形状部（Ｈ）が主軸（６）の回転によって成す軌跡の中に前記接触子（２４）が位置するように前記送りモータ（１２，１４）を駆動させた後、前記主軸モータ（１１）によりワーク（Ｗ）を回転させながら前記送りモータトルク検出手段（２０，２１）の主軸軸心方向のトルクを監視し、このトルクの変化により前記特徴形状部がワーク（Ｗ）の特定の回転位置に存在することを検出する。
【０００９】
この構成の場合、前記接触子（２４）が前記特定位置に来るように刃物台（３）を相対移動させた後、ワーク（Ｗ）を回転させながら、刃物台移動トルク検出手段（２０，２１）の検出トルクを監視する。この検出トルクに定められた変化が生じたことが検出されたことで前記特徴形状部（Ｈ）が主軸（６）の特定の回転位置に存在することを検出する。例えば、特徴形状部（Ｈ）が孔である場合、接触子（２４）をワーク（Ｗ）に押し当てた状態でワーク（Ｗ）を回転させると、接触子（２４）が特徴形状部（Ｈ）である孔に来たときに、孔内に嵌まり込み、刃物台（３）をワーク（Ｗ）に押し当てる駆動を行っている送りモータ（１２，１４）のトルクが急激に低下する。このトルクの急低下により、孔内に接触子（２４）が嵌まり込んだこと、つまり特徴形状部（Ｈ）が特定の回転位置にあることが検出できる。
このように、特徴形状部（Ｈ）が特定の回転位置にあることも、特別なセンサ類を用いることなく、加工の制御に通常に使用されているセンサ類を使用して検出でき、配線系も簡単で済む。
【００１０】
この発明において、前記ワーク（Ｗ）の前記特徴形状部（Ｈ）が軸方向に形成された孔であり、前記特徴形状部回転位置検出手段（２７）は、前記主軸モータ（１１）を正回転及び逆回転させて孔の内側面の回転方向両側の回転位置を記憶し、これら２つの記憶された回転位置から、前記特徴形状部（Ｈ）である孔の中心の回転位置を求めるようにしても良い。
この構成の場合、特徴形状部（Ｈ）が孔である場合に、２点の測定よって、その中心の回転位置を簡易な構成で検出することができる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明の旋盤は、ワークを支持して回転させる主軸、およびこの主軸に対して主軸軸心方向および主軸軸心に直交する方向に相対的な送り移動が可能に設けられて工具が装着される刃物台と、前記主軸を回転させる主軸モータおよび前記主軸又は刃物台の前記送り移動を行わせる送りモータを制御する制御装置とを備えた旋盤において、前記刃物台に、前記主軸に支持されたワークに接触させる検出用の接触子を設け、前記主軸の回転位置を検出する回転位置検出手段を設け、前記主軸モータのトルクを検出する主軸トルク検出手段を設け、前記ワークの特徴形状部の回転位置を検出する特徴形状部回転位置検出手段を設け、この特徴形状部回転位置検出手段は、前記主軸又は刃物台の送り相対移動により前記接触子が前記ワークの特徴形状部の回転位相を検出可能な送り位置にあるときに、前記主軸モータを回転させながら前記主軸トルク検出手段のトルクを監視し、このトルクの変化により前記接触子とワークの特徴形状部の接触を検出し、このときの前記回転位置検出手段が検出した回転位置に基づいて前記特徴形状部の回転位置を記憶するため、ワークの基準位置等の特徴形状部の回転位置を、特別なセンサ類を用いることなく、加工の制御に通常に使用されているセンサ類を使用して検出でき、配線系も簡素なものとできる。
【００１２】
前記送りモータのトルクを検出する送りモータトルク検出手段を設け、前記ワークの特徴形状部が特定位置に存在することを検出する特徴形状部存在検出手段を設け、前記特徴形状部存在検出手段は、前記主軸に支持されたワークの前記特徴形状部が主軸の回転によって成す軌跡の中に前記接触子が位置するように前記送りモータを駆動させた後、前記主軸モータによりワークを回転させながら前記送りモータトルク検出手段の主軸軸心方向のトルクを監視し、このトルクの変化により前記特徴形状部がワークの特定の回転位置に存在することを検出する場合は、前記特徴形状部が特定の回転位置にあることについても、特別なセンサ類を用いることなく、加工の制御に通常に使用されているセンサ類を使用して検出でき、配線系も簡素なものとできる。
【００１３】
前記ワークの前記特徴形状部が軸方向に形成された孔であり、前記特徴形状部回転位置検出手段は、前記主軸モータを正回転及び逆回転させて孔の内側面の回転方向両側の回転位置を記憶し、これら２つの記憶された回転位置から、前記特徴形状部である孔の中心の回転位置を求める場合は、前記特徴形状部が孔である場合に、その中心の回転位置を簡易な構成で検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の一実施形態に係る旋盤の旋盤本体とその制御系の概念構成を示すブロック図である。
【図２】同旋盤の旋盤本体の平面図である。
【図３】同旋盤の旋盤本体の正面図である。
【図４】（Ａ）（Ｂ）はそれぞれ、同旋盤で加工するワークの一例および検出動作を示す各動作状態の正面図である。
【図５】同旋盤で加工するワークの他の例を示す斜視図である。
【図６】同旋盤で加工するワークのさらに他の例を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
この発明の一実施形態を図１ないし図４と共に説明する。この旋盤は、機械部分である旋盤本体１と、この旋盤本体１を制御する制御装置２とでなる。旋盤本体１は、図２，図３に示すように、ベッド４と、このベッド４上に搭載されて主軸６を回転自在に支持する主軸台５と、タレット型の刃物台３とを備える。刃物台３は正面形状が多角形状であり、外周面の各平面部分からなる工具ステーションに工具２２が取付けられている。工具２２としては、バイトの他に、ドリルやタップ工具、ミリングヘッド等の回転工具（いずれも図示せず）が取付けられている。主軸６は、ワークＷを把持するチャック６ａが先端に取付けられ、主軸モータ１１によって回転駆動される。チャック６ａはチャック爪６ａａを有する。
【００１６】
ベッド４上の主軸台５の側方には、案内レール７を介して送り台８が設置され、この送り台８に、前記刃物台３が搭載されている。送り台８は、案内レール７上で主軸６の軸心Ｏと直交する方向（Ｘ軸方向）に移動自在な送り台ベース部８ａと、この送り台ベース部８ａに、主軸６の軸心Ｏに沿う方向である前後方向（Ｚ軸方向）に移動自在に搭載された送り台上側部８ｂとでなり、この送り台上側部８ｂにタレット軸１０を介して前記タレット型の刃物台３が旋回自在に設置されている。送り台ベース部８ａは、Ｘ軸方向の送りモータ１２により、ボールねじ機構１３を介してＸ軸方向に進退させられる。送り台上側部８ｂは、Ｚ軸方向のモータ１４により、ボールねじ機構１５を介してＺ軸方向に進退させられる。これら送り台ベース部８ａおよび送り台上側部８ｂの移動により、刃物台３は主軸６に対して直交２軸方向に進退駆動される。刃物台３の旋回駆動は、送り台上側部８ｂに搭載されたモータ（図示せず）により行われる。
【００１７】
主軸６を回転駆動する主軸モータ１１、および刃物台３の移動用の各軸の送りモータ１２，１４は、それぞれ回転位置検出手段１６，１７，１８が設けられており、またこれらの主軸モータ１１および送りモータ１２，１４の電源配線に、電流計からなる主軸トルク検出手段１９および送りモータトルク検出手段２０，２１がそれぞれ設けられている。回転位置検出手段１６，１７，１８は、インクリメンタル式のパルスコーダであっても良く、またアブソリュート式のエンコーダであっても良い。
【００１８】
この実施形態の旋盤は、上記構成において、刃物台３の一つの工具ステーションに接触子２４を設けると共に、図１の制御装置２に特徴形状部存在検出手段２６、および特徴形状部回転位置検出手段２７を設けたものである。
【００１９】
加工対象となるワークＷは、例えば、加工を行うための円周方向の位置についての基準となる特徴形状部Ｈを有するものである。特徴形状部Ｈは、凹部であっても凸部であっても良いが、ワークＷの円周方向の位置決めの基準となり、他の部分との区別が可能な形状の部分である。ワークＷの具体例を挙げると、図４（Ａ）に示すように、円柱状であって、端面に基準孔となる円形の特徴形状部Ｈがあり、この特徴形状部Ｈである基準孔の円の中心から、ワーク中心回りに円周方向に所定の角度αだけ離れたワーク周面位置に加工予定部Ｂ（図４（Ｂ））（図示の例では、他の加工予定部Ｂはタップ加工を行う下孔）が存在するものである。
【００２０】
図１，図２において、接触子２４は、この例では、主軸軸心Ｏと平行な方向に延びる鋼製等の棒状の部品であり、接触子ホルダ２８を介して刃物台３に取付けられている。接触子２４の先端部２４ａは、球面状のボール部としてある。この接触子２４は、ワークＷの端面に設けられた基準孔となる特徴形状部Ｈの検出用である。なお、ワークＷの周面に設けられた基準孔となる特徴形状部Ｈ（図５）を検出するには、接触子２４は主軸軸心Ｏと直交する方向に延びる形状とされる。
【００２１】
図１と共に制御系を説明する。制御装置２は、コンピュータ式の数値制御装置であり、コンピュータのハードウェア（オペレーションプログラムを含む）と、これに実行されるＮＣコード等からなる加工プログラム（図示せず）とで、同図に示す加工制御手段２５、特徴形状部存在検出手段２６、および特徴形状部回転位置検出手段２７が構成される。前記加工プログラムは、旋盤本体１に加工を行わせるプログラム部分と検出動作を行わせるプログラム部分とを有し、加工を行わせるプログラムで前記加工制御手段２５が、検出動作を行わせるプログラム部分で前記各検出手段２６，２７がそれぞれ構成される。なお、制御装置２は、刃物台３を移動させる各軸の移動指令（Ｘ軸，Ｚ軸の送りモータ１２，１４に対する移動指令）、および主軸モータ１１の回転指令に対して、位置フィードバック制御を行う手段（図示せず）を有している。
【００２２】
加工制御手段２５は、刃物台３の各軸方向の移動や、主軸６の回転、および刃物台３に設けられた回転工具の制御を行い、各工具によるワークＷの加工を制御する手段である。図４（Ａ）のワークＷの場合、加工制御手段２５は、ワークＷの外周面に位置する加工予定部Ｂである下孔にタップ加工を行うように、刃物台３の各軸方向の移動、主軸６の回転、および刃物台３に取付けられたタップ工具（図示せず）の制御を行う。
【００２３】
特徴形状部存在検出手段２６は、ワークＷの特徴形状部Ｈが特定位置に存在することを検出する手段である。図示の例では、特徴形状部Ｈは、上記のようにワークＷの端面にワーク中心を外れて設けられた基準孔となる円形の孔である。前記特定位置は、主軸６の軸心に対して刃物台３側となる水平となる角度位置である。
特徴形状部存在検出手段２６は、主軸６に支持されたワークＷの特徴形状部Ｈが主軸６の回転によって成す軌跡Ｒ（図４）の中に前記接触子２４が位置するように、刃物台３の相対移動を行わせる各軸の送りモータ１２，１４を駆動させる。図４の例では前記軌跡Ｒは、一点鎖線のハッチングを付して示すように、ワーク中心回りの環状の領域である。この例の場合、刃物台３を移動させる各軸送りモータ１２，１４の駆動により、接触子２４をワークＷの端面に軌跡Ｒ内で位置させ、押し付け状態を維持させる。この押し付けは、例えば、Ｚ軸のモータ１４に対して、ワークＷの端面位置よりも奥側の目標位置に位置させる指令値を与えることで行う。
【００２４】
図１の特徴形状部存在検出手段２６は、この押し付けの後、主軸６を回転させる主軸モータ１１の駆動によりワークＷを回転させながら、Ｚ軸の送りモータトルク検出手段２１の検出トルクを監視する。この検出トルクに定められた変化が生じたことが検出されたことで、特徴形状部Ｈが主軸６の特定の回転位置に存在すること検出する。上記ワークＷの回転は、検出信号に応答して即座に停止できるように、トルク制限を掛けて微速で行わせ、送りモータトルク検出手段２１により前記変化が検出されると、ワークＷの回転を停止させる。上記の「定められた変化」は、この例では検出トルクの設定値以下への低下、または検出トルクの急低下である。特徴形状部Ｈが孔である場合、ワークＷの回転によって接触子２４がその孔内に嵌まり込むと、Ｚ軸モータ１４のトルクは急低下する。この急低下を送りモータトルク検出手段２１検出する。
【００２５】
特徴形状部回転位置検出手段２７は、刃物台３の相対移動で前記接触子２４が定められ位置に来たことを示す信号、具体的には、特徴形状部存在検出手段２６による特徴形状部Ｈの存在確認が終了した信号、つまり前記Ｚ軸モータ１４のトルク低下の検出信号に応答して、主軸モータ１１を回転させながら主軸トルク検出手段１９の検出トルクを監視する。主軸モータ１１の回転は、検出信号に応答して即座に停止できるように、トルク制限を掛けて微速で行わせる。この監視時に、検出トルクに定められた変化、例えば検出トルクが設定値を超えたこと、または検出トルクの急増が検出されると、このときに前記回転位置検出手段１６が検出した回転位置を特徴形状部Ｈの回転位置として記憶する。
【００２６】
ワークＷの特徴形状部Ｈが孔である場合、特徴形状部回転位置検出手段２７は、前記のように検出トルクに前記の定められた変化が生じたことが検出されると、この検出時の回転位置検出手段１６が検出した回転位置を記憶した後、主軸モータ１１を逆方向に回転させながら、主軸トルク検出手段１９の検出トルクを監視する。このときも、主軸モータ１１の回転は、検出信号に応答して即座に停止できるように、トルク制限を掛けて微速で行わせる。前記検出トルクに定められた変化が生じたことが検出されると、このときの前記回転位置検出手段１６が検出した回転位置を記憶し、これら２つの記憶された回転位置から、前記特徴形状部Ｈである孔の中心の回転位置を求める。
【００２７】
なお、特徴形状部存在検出手段２６および特徴形状部回転位置検出手段２７のより具体的な機能は、次の動作説明と共に説明する。
【００２８】
上記構成の動作を説明する。ワークＷは図４（Ａ）と共に前述したものとする。ワークＷが主軸６に支持されると、加工開始に先立って、特徴形状部存在検出手段２６の制御による検出モードである特徴形状部検出モードとなる。このとき、特徴形状部Ｈの回転位置は不明である。
特徴形状部検出モードでは、接触子２４が、主軸６に支持されたワークＷの端面における特徴形状部Ｈの軌跡Ｒの中に位置するように、刃物台３をＸ軸方向に移動させる。なおこのとき、特徴形状部Ｈの回転位置が前記特定位置（刃物台３に対向する水平方向の位置）にあるときの特徴形状部Ｈである孔の中心位置のＸ座標（ワーク中心から孔中心までの半径）は既知であり、この既知のＸ座標へ刃物台３をＸ軸方向に移動させる。その後、刃物台３をＺ軸方向に移動させる。このＺ軸方向への移動はトルク制限を掛けて、目標位置まで移動させ続ける。設定時間までに目標位置まで達しない場合は、接触子２４が特徴形状部Ｈである孔と位相がずれていてワーク端面で停止し、ワーク端面を押し付けている場合である。このときは、そのままＺ軸方向へ押し続け、主軸６を回転させる。
【００２９】
ワークＷの回転により特徴形状部Ｈが接触子２４の位置まで旋回移動すると、接触子２４が特徴形状部Ｈである孔内に嵌まり込むように刃物台３のＺ軸移動が開始するので、即座に主軸モータ１１の回転を停止させ、Ｚ軸移動の完了を待つ。これにより、特徴形状部Ｈが特定位置に存在することが確認される。
【００３０】
前述の最初に軌跡Ｒの中で接触子２４をＺ軸方向に移動させたときに、設定時間までに目標位置に達したときは、接触子２４が特徴形状部Ｈである孔内に位置している場合である。この場合は、主軸６の回転は行わせず、Ｚ軸方向の目標位置に達したことの検出で、特徴形状部Ｈが特定位置に存在することが確認される。
【００３１】
このように特徴形状部Ｈが特定位置に存在が確認されると、特徴形状部回転位置検出手段２７の制御による回転位置検出モード、つまり基準座標算出モードとなる。
回転位置検出モードでは、接触子２４が特徴形状部Ｈである孔内に入った状態から、主軸モータ１１にトルク制限を掛けながら、主軸６を順次正転および逆転させ、それぞれの回転時に主軸トルク検出手段１９が設定トルクに達したときの回転位置検出手段１６の検出位置を読み取る。
【００３２】
つまり、主軸６を正転させ、接触子２４が特徴形状部Ｈである孔の内面に当たると、それ以上は回転できなくなって主軸トルク検出手段１９が増大するため、トルクが設定値に達したことを検出して、そのときの回転位置検出手段１６の検出位置を読み取って記憶すると共に、回転を停止させ、逆回転させる。逆回転によって接触子２４が特徴形状部Ｈである孔の反対側の内面に当たると、それ以上は回転できなくなって主軸トルク検出手段１９が増大するため、トルクが設定値に達したことを検出して、そのときの回転位置検出手段１６の検出位置を読み取って記憶する。
【００３３】
ついで、２つの記憶された回転位置から、徴形状部Ｈである孔の中心の回転位置を、両回転位置の平均値等として計算し、記憶する。このように求められた特徴形状部Ｈの中心の回転位置が、ワークＷの円周方向の基準位置である。
【００３４】
加工制御手段２５は、上記のようにして求められた基準位置を用い、加工予定部Ｂの加工、例えば下孔に対するタップ加工を行うように旋盤本体１を制御する。
【００３５】
この構成の旋盤によると、上記のようにして、ワークＷの基準位置等の特徴形状部Ｈが特定の回転位置にあること、および特徴形状部Ｈの回転位置（回転方向の座標）を、タッチスイッチ等の特別なセンサ類を用いることなく、単なる鉄の棒等からなる接触子２４と、加工の制御に通常に使用されている回転位置検出手段１６や主軸トルク検出手段１９を使用して検出することができる。また、刃物台３にセンサ類が不要なため、配線系も簡素なものとできる。
【００３６】
なお、上記の例では特徴形状部ＨがワークＷの端面の孔である場合につき説明したが、図５のように特徴形状部ＨがワークＷの周面の孔である場合にも適用できる。その場合、Ｚ軸方向の送りモータトルク検出手段２１に代えて、Ｘ軸方向の送りモータトルク検出手段２６を用いることになるが、上記と同様にして特徴形状部Ｈが特定の回転位置にあること、および特徴形状部Ｈの位置を検出することができる。
さらに、特徴形状部Ｈが孔である場合に限らず、例えば図６に示すワークＷにおける、螺旋状の溝Ｇの内端部が特徴形状部Ｈである場合等にも、その存在および位置の回転の検出を行うことができる。また、特徴形状部Ｈが突出部分である場合も、この発明を適用することができる。
また、この発明は、主軸６に対する刃物台３のいずれか一方向または両方向の相対移動を、主軸台５の移動によって行う旋盤にも適用することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１…旋盤本体
２…制御装置
３…刃物台
４…ベッド
５…主軸台
６…主軸
８…送り台
８ａ…送り台ベース部
８ｂ…送り台上側部
１１…主軸モータ
１２，１４…送りモータ
１６，１７，１８…回転位置検出手段
１９…主軸トルク検出手段
２０，２１…送りモータトルク検出手段
２２…工具
２４…接触子
２５…加工制御手段
２６…特徴形状部存在検出手段
２７…特徴形状部回転位置検出手段
Ｂ…加工予定部
Ｈ…特徴形状部
Ｏ…主軸軸心
Ｗ…ワーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを支持して回転させる主軸、およびこの主軸に対して主軸軸心方向および主軸軸心に直交する方向に相対的な送り移動が可能に設けられて工具が装着される刃物台と、前記主軸を回転させる主軸モータおよび前記主軸又は刃物台の前記送り移動を行わせる送りモータを制御する制御装置とを備えた旋盤において、
前記刃物台に、前記主軸に支持されたワークに接触させる検出用の接触子を設け、
前記主軸の回転位置を検出する回転位置検出手段を設け、
前記主軸モータのトルクを検出する主軸トルク検出手段を設け、
前記ワークの特徴形状部の回転位置を検出する特徴形状部回転位置検出手段を設け、
この特徴形状部回転位置検出手段は、前記主軸又は刃物台の送り相対移動により前記接触子が前記ワークの特徴形状部の回転位相を検出可能な送り位置にあるときに、前記主軸モータを回転させながら前記主軸トルク検出手段のトルクを監視し、このトルクの変化により前記接触子とワークの特徴形状部の接触を検出し、このときの前記回転位置検出手段が検出した回転位置に基づいて前記特徴形状部の回転位置を記憶する旋盤。
【請求項２】
前記送りモータのトルクを検出する送りモータトルク検出手段を設け、
前記ワークの特徴形状部が特定位置に存在することを検出する特徴形状部存在検出手段を設け、
前記特徴形状部存在検出手段は、前記主軸に支持されたワークの前記特徴形状部が主軸の回転によって成す軌跡の中に前記接触子が位置するように前記送りモータを駆動させた後、前記主軸モータによりワークを回転させながら前記送りモータトルク検出手段の主軸軸心方向のトルクを監視し、このトルクの変化により前記特徴形状部がワークの特定の回転位置に存在することを検出する請求項１記載の旋盤。
【請求項３】
前記ワークの前記特徴形状部が軸方向に形成された孔であり、
前記特徴形状部回転位置検出手段は、前記主軸モータを正回転及び逆回転させて孔の内側面の回転方向両側の回転位置を記憶し、これら２つの記憶された回転位置から、前記特徴形状部である孔の中心の回転位置を求める請求項１または請求項２記載の旋盤。
【請求項１】
ワークを支持して回転させる主軸、およびこの主軸に対して主軸軸心方向および主軸軸心に直交する方向に相対的な送り移動が可能に設けられて工具が装着される刃物台と、前記主軸を回転させる主軸モータおよび前記主軸又は刃物台の前記送り移動を行わせる送りモータを制御する制御装置とを備えた旋盤において、
前記刃物台に、前記主軸に支持されたワークに接触させる検出用の接触子を設け、
前記主軸の回転位置を検出する回転位置検出手段を設け、
前記主軸モータのトルクを検出する主軸トルク検出手段を設け、
前記ワークの特徴形状部の回転位置を検出する特徴形状部回転位置検出手段を設け、
この特徴形状部回転位置検出手段は、前記主軸又は刃物台の送り相対移動により前記接触子が前記ワークの特徴形状部の回転位相を検出可能な送り位置にあるときに、前記主軸モータを回転させながら前記主軸トルク検出手段のトルクを監視し、このトルクの変化により前記接触子とワークの特徴形状部の接触を検出し、このときの前記回転位置検出手段が検出した回転位置に基づいて前記特徴形状部の回転位置を記憶する旋盤。
【請求項２】
前記送りモータのトルクを検出する送りモータトルク検出手段を設け、
前記ワークの特徴形状部が特定位置に存在することを検出する特徴形状部存在検出手段を設け、
前記特徴形状部存在検出手段は、前記主軸に支持されたワークの前記特徴形状部が主軸の回転によって成す軌跡の中に前記接触子が位置するように前記送りモータを駆動させた後、前記主軸モータによりワークを回転させながら前記送りモータトルク検出手段の主軸軸心方向のトルクを監視し、このトルクの変化により前記特徴形状部がワークの特定の回転位置に存在することを検出する請求項１記載の旋盤。
【請求項３】
前記ワークの前記特徴形状部が軸方向に形成された孔であり、
前記特徴形状部回転位置検出手段は、前記主軸モータを正回転及び逆回転させて孔の内側面の回転方向両側の回転位置を記憶し、これら２つの記憶された回転位置から、前記特徴形状部である孔の中心の回転位置を求める請求項１または請求項２記載の旋盤。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−９４８９９（Ｐ２０１３−９４８９９Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３９８９８（Ｐ２０１１−２３９８９８）
【出願日】平成２３年１１月１日（２０１１．１１．１）
【出願人】（０００００６２９７）村田機械株式会社 (4,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１日（２０１１．１１．１）
【出願人】（０００００６２９７）村田機械株式会社 (4,916)
【Ｆターム（参考）】
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