JP5732350B2

JP5732350B2 - 工作機械

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Publication number: JP5732350B2
Application number: JP2011182853A
Authority: JP
Inventors: 幸次土持
Original assignee: DMG Mori Co Ltd
Current assignee: DMG Mori Co Ltd
Priority date: 2010-11-11
Filing date: 2011-08-24
Publication date: 2015-06-10
Anticipated expiration: 2031-08-24
Also published as: DE102011084517B4; DE102011084517A1; CN202291683U; US20120121353A1; JP2012115978A; US8967925B2

Description

本発明は、ホブ及びワークをそれぞれ軸中心に回転させて歯切り加工を行う工作機械に関する。

前記工作機械として、例えば、特開２００４−２５３３３号公報に開示されたホブ盤が知られている。このホブ盤は、ベッドと、水平方向たるＸ軸方向に移動自在にベッド上に設けられたコラムと、コラムの前面に上下方向たるＺ軸方向に移動自在に支持されたサドルと、サドルに配設されたホブヘッドと、軸中心に回転自在に且つＸ軸方向に垂直な水平方向（Ｙ軸方向）と平行にホブヘッドによって支持され、ホブが同軸に装着されるホブ軸と、ギア列を介してホブ軸を軸中心に回転させるホブ軸駆動用モータと、水平回転自在にベッド上に設けられ、ワークが同軸に装着されるワークテーブルと、直接ワークテーブルを水平回転させるテーブル駆動用モータとを備える。

そして、このようなホブ盤では、ホブ軸駆動用モータの回転力がギア列を介しホブ軸に伝達されてこのホブ軸がホブとともに回転し、テーブル駆動用モータの回転力が直接ワークテーブルに伝達されてこのワークテーブルがワークとともに回転する。その際、ホブ及びワークは、ホブの位相とワークの位相とが合うように回転する。この後、コラムがＸ軸方向にワークに接近するように移動せしめられるとともに、サドルがＺ軸方向に移動せしめられ、ホブによってワークが加工される。

ここで、ホブの位相とワークの位相とを合わせるには、例えば、ホブ軸駆動用モータの回転位置が回転原点にあることを検出する検出センサと、テーブル駆動用モータの回転位置が回転原点にあることを検出する検出センサとから得られる各検出信号を基に、ホブ軸駆動用モータの回転位置をその回転原点に、テーブル駆動用モータの回転位置をその回転原点にそれぞれ一致させるとともに、ホブの回転位置をその回転原点に、ワークの回転位置をその回転原点にそれぞれ一致させてから、これら各回転原点を基準にホブ及びワークを所定の回転速度で回転させることで両者の位相が合わせられる。尚、前記回転原点とは、その回転方向において基準となる回転角度位置を意味し、前記ホブ軸駆動用モータ及びホブについては所定の同じ回転角度位置がこれらの回転原点であり、同様に、テーブル駆動用モータ及びワークについても所定の同じ回転角度位置がこれらの回転原点となっている。

特開２００４−２５３３３号公報

ところで、歯切り加工を行う際には、１工程で加工が終了する場合だけでなく、荒加工と仕上加工との２工程に分けて加工を行うなど、複数の工程で加工を行う場合がある。そして、この場合、２工程目においても、ホブの位相とワークの位相とが合った状態でワークを加工する必要があり、このためには、１工程目の終了時に、ホブの位相とワークの位相とが合った状態でホブ及びワークの回転を停止させたり、２工程目の開始時に、ホブの位相とワークの位相とが合った状態にして加工する必要がある。

しかしながら、ホブ軸駆動用モータの回転力がギア列を介してホブ軸に伝達される上記従来のホブ盤では、ホブ軸駆動用モータの回転位置のみからホブの回転位置を判断すると、１工程目の終了時に、ホブの位相とワークの位相とが合った状態でホブ及びワークの回転を停止させたり、２工程目の開始時に、ホブの位相とワークの位相とが合った状態にすることができない場合がある。

即ち、前記ギア列の速度比が１対１のときのように、ホブ軸駆動用モータの回転速度とホブの回転速度とが同じであるときには問題ないものの、前記ギア列の速度比が１対１でないときのように、ホブ軸駆動用モータの回転速度とホブの回転速度とが異なるときには、ホブ軸駆動用モータの回転位置が回転原点と一致することが検出されても、そのときのホブの回転位置は回転原点と一致していない場合がある。

例えば、ホブ軸駆動用モータの回転速度とホブの回転速度との速度比を２対１とすると、ホブ軸駆動用モータの回転位置がその回転原点と一致すると検出されたとき、ホブの回転位置はその回転原点と一致する場合と、回転原点から１８０°ずれた位置となっている場合がある。

そして、このように、ホブの回転位置が回転原点からずれると、ホブの位相とワークの位相とがずれた状態となり、このまま２工程目の加工を行うと、例えば、１工程目で加工，形成された歯部が毀損される恐れがあるし、ホブに大きな負荷が掛かってホブが破損する恐れもある。

尚、ホブ軸駆動用モータの回転速度とホブの回転速度とが異なるときには、ホブの回転位置が回転原点にあることを検出する検出センサを設け、この検出センサから得られる検出信号を基にホブの回転位置が回転原点と一致するか否かを認識するようにすれば、ホブ軸駆動用モータの回転速度とホブの回転速度とが異なっていても、ホブの回転位置が回転原点と一致するか否かを確実に認識することができ、上述のような不都合が生じるのを防止可能であるが、このような検出センサを設けることが物理的に困難な場合もあるし、検出センサを設けることで製造コストが上昇するという問題もある。

本発明は、以上の実情に鑑みなされたものであって、ホブを用いた加工を行なうための工作機械であって、ワークを再加工する際に、ホブとワークの位相ずれが生じるのを確実に防止することができる工作機械の提供を、その目的とする。

上記目的を達成するための本発明は、
ホブを保持する第１保持部材と、ワークを保持する第２保持部材と、前記第１保持部材に保持されたホブを軸中心に回転させる第１駆動モータを備えた第１駆動手段と、前記第２保持部材に保持されたワークを軸中心に回転させる第２駆動モータを備えた第２駆動手段と、前記第１駆動モータの回転位置がその回転原点にあることを検出して第１検出信号を送信する第１検出手段と、前記第２駆動モータの回転位置がその回転原点にあることを検出して第２検出信号を送信する第２検出手段と、前記各駆動モータの作動を制御する制御手段とを有し、前記ホブにより前記ワークに対して歯切り加工を行う工作機械であって、前記第１駆動モータ回転速度と前記ホブの回転速度とが異なる速度、又は前記第２駆動モータの回転速度とワークの回転速度とが異なる速度に設定された工作機械において、
前記制御手段は、
前記各駆動モータを停止させる際、前記各駆動モータの回転速度とこれに対応するホブ又はワークの回転速度との速度比と、前記各検出手段から送信される各検出信号とを基に、前記各駆動モータの回転位置と前記ホブ及びワークの回転位置とがそれぞれ回転原点に一致するときの検出信号を認識し、前記各駆動モータ，ホブ及びワークの回転位置がそれぞれ回転原点と一致するように該各駆動モータを停止させるように構成されていることを特徴とする工作機械に係る。

この発明によれば、制御手段は、各駆動モータを停止させる際、第１駆動モータの回転速度とホブの回転速度との速度比、及び／又は第２駆動モータの回転速度とワークの回転速度との速度比と、各検出手段から送信される各検出信号とを基に、各駆動モータの回転位置とホブ及びワークの回転位置とがそれぞれその回転原点に一致するときの検出信号を認識し、各駆動モータ，ホブ及びワークの回転位置がそれぞれその回転原点と一致するように各駆動モータを停止させる。

したがって、第１駆動モータの回転速度とホブの回転速度、及び／又は第２駆動モータの回転速度とワークの回転速度とが異なる場合であっても、第１駆動モータの回転位置とホブの回転位置を回転原点に一致させ、また、第２駆動モータの回転位置とワークの回転位置を回転原点に一致させた状態で、各駆動モータを停止させることができる。

このため、例えば、この後、ワークに仕上加工を施すなど、更にワークを加工する際に、各駆動モータ，ホブ及びワークの各回転位置を再度回転原点に合わせるといった追加の動作を要することなく、次の加工を実施することができる。また、ホブとワークとの間の位相ずれを確実に防止することができ、前工程で加工，形成された歯部が次工程の加工によって毀損されるという問題や、ホブに大きな負荷が掛かってホブが破損するという問題が生じるのを防止することができる。更に、新たな部品を特に設けることなく、このような問題が生じるのを防止することができる。

尚、前記制御手段は、前記各駆動モータの停止時ではなく、前記ワークの再加工前に、事前に前記各駆動モータを回転させた後、前記各駆動モータの回転速度とこれに対応するホブ又はワークの回転速度との速度比と、前記各検出手段から送信される各検出信号とを基に、前記各駆動モータの回転位置と前記ホブ及びワークの回転位置とがそれぞれその回転原点に一致するときの検出信号を認識し、前記各駆動モータ，ホブ及びワークの回転位置がそれぞれそれらの回転原点と一致するように該各駆動モータを停止させて、前記各駆動モータ，ホブ及びワークの回転位置を位置合わせした後、前記各駆動モータを再回転させて該ワークの再加工を行なうように構成されていても良い。

この場合には、各駆動モータ，ホブ及びワークの回転位置をそれぞれ回転原点に合わせた後、ワークの加工を再開するので、第１駆動モータの回転位置とホブの回転位置とが回転原点からずれ、また、第２駆動モータの回転位置とワークの回転位置とが回転原点からずれた状態で各駆動モータが停止したとしても、ホブとワークとの間の位相を合わせた状態で加工を再開することができる。

したがって、上記と同様、前工程で加工，形成された歯部が次工程の加工によって毀損されるという問題や、ホブに大きな負荷が掛かってホブが破損するという問題が生じるのを防止することができる。

また、前記第１駆動手段が、前記第１駆動モータとホブとが連結された連結状態と、これらの連結が解除された連結解除状態との間で切換可能に構成されている場合、前記制御手段は、前記各駆動モータを停止させて前記第１駆動手段を前記連結解除状態とする際、前記各速度比及び各検出信号を基に、前記各駆動モータの回転位置と前記ホブ及びワークの回転位置とがそれぞれその回転原点に一致するときの各検出信号を認識し、前記各駆動モータ，ホブ及びワークの回転位置がそれぞれその回転原点と一致するように該各駆動モータを停止させた後、前記第１駆動手段を前記連結解除状態とするように構成されていても良い。

このようにすれば、第１駆動モータの回転位置とホブの回転位置とがこれらの回転原点と一致し、第２駆動モータの回転位置とワークの回転位置とがこれらの回転原点と一致した状態で各駆動モータを停止させ、その状態で第１駆動モータとホブとの連結を解除することができるので、再度、第１駆動モータとホブとを連結した際、第１駆動モータ及びホブの回転位置が変わっていなければ、第１駆動モータ及びホブは、その回転位置が回転原点と一致した状態になる。したがって、加工を再開する際に、各駆動モータ，ホブ及びワークの各回転位置を再度回転原点に合わせるといった追加の動作を要することなく、直ちに加工を再開することができる。

一方、前記制御手段は、前記各駆動モータの停止時ではなく、前記連結解除状態にある前記第１駆動手段を前記連結状態にして、前記ワークを再加工する際に、上記のような回転原点合わせ動作を行なわせるように構成されていても良い。

この場合、前記工作機械は、更に、第１駆動モータの回転位置を検出する回転位置検出手段を備え、前記制御手段は、更に、前記第１駆動モータを停止したときの回転位置であって、前記回転位置検出手段によって検出される回転位置と、第１駆動モータと前記ホブとの間の速度比、及び停止時の前記第１駆動モータの回転位置から算出される前記ホブの停止時の回転位置とを記憶する回転位置記憶手段を備えて構成され、更に、前記制御手段は、前記連結解除状態にある前記第１駆動手段を前記連結状態として前記ワークの加工を再開する際、連結前に、前記第１駆動モータの回転位置が前記回転位置記憶手段に格納された第１駆動モータの回転位置と一致するように該第１駆動モータを駆動して停止させ、ついで、前記第１駆動手段を前記連結状態にして、前記各駆動モータを回転させるとともに、前記速度比並びに前記第１及び第２検出信号と、前記連結解除状態とされた時における前記ホブの回転位置と、回転停止時における前記第１駆動モータの回転位置とを基に、前記各駆動モータの回転位置と前記ホブ及びワークの回転位置とがそれぞれ回転原点となるときの第１及び第２検出信号を認識して、前記各駆動モータ，ホブ及びワークの回転位置がそれぞれそれらの回転原点と一致するように該各駆動モータを停止させて、前記各駆動モータ，ホブ及びワークの回転位置を位置合わせした後、該ワークの加工を再開するように構成される。

このようにすれば、第１駆動モータの回転位置とホブの回転位置とが回転原点からずれ、また、第２駆動モータの回転位置とワークの回転位置とがその回転原点からずれた状態で各駆動モータが停止した後、第１駆動モータとホブとの連結が解除されたとしても、これらを再連結してワークを再加工する際に、ホブとワークとの間の位相を合わせた状態で加工を再開することができる。

尚、前記第１駆動手段が前記連結状態と連結解除状態との間で切換可能に構成されている場合の一例としては、ホブを含む複数の工具がタレットに装着され、このタレットに装着された複数の工具の内、所定の加工位置に割り出された工具を第１駆動モータによって回転可能とする場合が挙げられる。

以上のように、本発明に係る工作機械によれば、ワークを再加工する際に、ホブとワークの位相を確実に一致させることができ、位相ずれによって加工不良が生じるのを確実に防止することができる。

本発明の第１実施形態に係る工作機械の概略構成を一部ブロック図で示した斜視図である。本発明の第２実施形態に係る工作機械の概略構成を一部ブロック図で示した模式図である。第２実施形態に係るタレットなどの概略構成を示した正面図である。第２実施形態に係るホブホルダなどの概略構成を示した断面図である。

以下、本発明の具体的な実施形態について、添付図面に基づき説明する。

（第１実施形態）
図１に示すように、本発明の第１実施形態に係る工作機械１は、円筒状をしたホブＨを軸中心に回転自在に保持するホブ保持体１１と、円筒状をしたワークＷを軸中心に回転自在に保持するワーク保持体１５と、ホブ保持体１１に保持されたホブＨを軸中心に回転させるホブ駆動機構２０と、ワーク保持体１５に保持されたワークＷを軸中心に回転させるワーク駆動機構２６と、ホブ保持体１１に保持されたホブＨとワーク保持体１５に保持されたワークＷとの間に送りを与える送り機構（図示せず）と、ホブ駆動機構２０，ワーク駆動機構２６及び送り機構（図示せず）の作動を制御する制御装置３０とを備えて構成される。

前記ホブ保持体１１は、両端が突出するようにホブＨの中心穴内に嵌挿されたホブ軸１２と、ホブ軸１２の両端を軸中心に回転自在に保持する保持部材１３とから構成され、前記ワーク保持体１５は、軸中心に回転自在に設けられる主軸１６と、主軸１６の先端に装着され、主軸１６と同軸となるようにワークＷの一端を把持するチャック１７とから構成される。尚、ホブＨ及びワークＷは、これらの軸線が直交するように保持されている。

前記ホブ駆動機構２０は、駆動モータ２１と、駆動モータ２１の回転力をホブ軸１２に伝達する伝達機構２２とから構成されており、この伝達機構２２は、駆動モータ２１の出力軸２１ａに設けられた原動プーリ２３と、ホブ軸１２の一端に設けられた従動プーリ２４と、これらのプーリ２３，２４間に掛け渡された駆動ベルト２５とからなる。駆動モータ２１の回転力は、原動プーリ２３，駆動ベルト２５及び従動プーリ２４を介してホブ軸１２に伝達され、ホブＨが当該ホブ軸１２とともに回転する。

また、前記原動プーリ２３及び従動プーリ２４は、原動プーリ２３の回転速度（即ち、駆動モータ２１の回転速度）と従動プーリ２４の回転速度（即ち、ホブＨの回転速度）との比である速度比が１対１でないように構成されており、これにより、ホブＨは、駆動モータ２１の回転速度とは異なる回転速度で回転する。

前記ワーク駆動機構２６は、駆動モータ２７と、駆動モータ２７の出力軸と主軸１６の後端とを接続するカップリング（図示せず）とから構成されており、駆動モータ２７の回転力によって主軸１６がチャック１７及びワークＷとともに回転する。また、駆動モータ２７の回転速度と主軸１６（ワークＷ）の回転速度とは同一になっている。

また、前記駆動モータ２１，２７には、当該駆動モータ２１，２７の回転位置（回転角度位置）を検出するロータリエンコーダ２８，２９がそれぞれ付設されている。

前記送り機構（図示せず）は、例えば、前記ホブ軸１２の軸線及び主軸１６の軸線の双方と直交する方向と、主軸１６の軸線方向とに前記保持部材１３及び主軸１６を相対移動させてホブＨ及びワークＷを相対移動させる。

前記制御装置３０は、駆動モータ２１，２７の回転位置が回転原点にあることを検出する回転原点検出部３１と、前記駆動モータ２１の回転速度とホブＨの回転速度との速度比、及び駆動モータ２７の回転速度とワークＷの回転速度との速度比（１対１）を記憶する速度比記憶部３２と、駆動モータ２１，２７及び送り機構（図示せず）を制御する駆動制御部３３とを備える。尚、回転原点検出部３１及びロータリエンコーダ２８，２９が、前述の第１検出手段及び第２検出手段に相当する。

前記回転原点検出部３１は、前記ロータリエンコーダ２８によって検出される駆動モータ２１の回転位置を基に、駆動モータ２１の回転位置がその回転原点に一致したとき、これを検出して第１検出信号を送信するとともに、前記ロータリエンコーダ２９によって検出される駆動モータ２７の回転位置を基に、駆動モータ２７の回転位置がその回転原点に一致したとき、これを検出して第２検出信号を送信する。尚、駆動モータ２１，２７、ホブＨ及びワークＷの各回転原点はそれぞれ任意に設定されるものであり、駆動モータ２１とホブＨは同じ回転角度位置が回転原点に設定され、同様に駆動モータ２７とワークＷは同じ回転角度位置が回転原点に設定される。

前記駆動制御部３３は、駆動モータ２１によりホブ軸１２及びホブＨを回転させ、駆動モータ２７により主軸１６，チャック１７及びワークＷを回転させるとともに、送り機構（図示せず）により、軸中心に回転するホブＨ及びワークＷを相対移動させて、ワークＷに歯切り加工を施す。その際、駆動制御部３３は、ホブＨ及び駆動モータ２１の回転位置をそれぞれ回転原点に一致させ、ワークＷ及び駆動モータ２７の回転位置をそれぞれ回転原点に一致させた後、これら各回転原点を基準にして、ホブＨ及びワークＷを所定の回転速度で回転させることで、ホブＨの位相とワークＷの位相とが合わされる。

また、駆動制御部３３は、回転中の駆動モータ２１，２７を停止させる際、駆動モータ２１については、速度比記憶部３２に格納された駆動モータ２１とホブＨとの間の速度比と、回転原点検出部３１から送信される第１検出信号とを基に、駆動モータ２１の回転位置とホブＨの回転位置とがそれぞれその回転原点に一致するときの第１検出信号を認識して、駆動モータ２１の回転位置とホブＨの回転位置とがそれぞれその回転原点と一致するように停止させるとともに、駆動モータ２７については、速度比記憶部３２に格納された駆動モータ２７とワークＷとの間の速度比と、回転原点検出部３１から送信される第２検出信号とを基に、駆動モータ２７の回転位置とワークＷの回転位置とがそれぞれその回転原点に一致するときの第２検出信号を認識して、駆動モータ２７の回転位置とワークＷの回転位置とがそれぞれその回転原点と一致するように停止させる。これにより、駆動モータ２１，２７、ホブＨ及びワークＷの回転位置は、それぞれその回転原点と一致する。

例えば、駆動モータ２１の回転速度とホブＨの回転速度との速度比が２対１である場合、駆動モータ２１が１回転した時点でホブＨは１／２回転しか回転せず、駆動モータ２１が２回転してホブＨが１回転するため、２つ毎に得られる第１検出信号が、駆動モータ２１の回転位置とホブＨの回転位置とがそれぞれその回転原点に一致するときの第１検出信号となる。駆動制御部３３は、このような第１検出信号を認識して駆動モータ２１の回転位置とホブＨの回転位置とがそれぞれその回転原点と一致するように駆動モータ２１を停止させる。また、駆動モータ２７とワークＷとの間の速度比は１対１であるため、駆動モータ２７をその回転位置が回転原点と一致するように停止させれば、ワークＷの回転位置は、必ず回転原点と一致する。

以上のように構成された第１実施形態の工作機械１によれば、駆動制御部３３による制御の下、駆動モータ２１，２７によりホブＨ及びワークＷを軸中心に回転させるとともに、送り機構（図示せず）によりホブＨ及びワークＷを接触させた状態で相対移動させることで、ワークＷが加工される。このとき、ホブＨ及びワークＷは、それぞれの回転原点を基準に回転している。

そして、回転中の駆動モータ２１，２７を停止させる際には、速度比記憶部３２に格納された速度比と、回転原点検出部３１から送信される各検出信号とを基に、駆動モータ２１とホブＨの回転位置がそれぞれその回転原点と一致するときの第１検出信号を認識するとともに、駆動モータ２７とワークＷの回転位置がそれぞれその回転原点に一致するときの第２検出信号を認識して、駆動モータ２１，２７、ホブＨ及びワークＷの回転位置がそれぞれその回転原点と一致するように当該駆動モータ２１，２７を停止させる。

したがって、第１実施形態の工作機械１によれば、駆動モータ２１の回転速度とホブＨの回転速度とが異なる場合であっても、駆動モータ２１とホブＨの回転位置をそれぞれ回転原点に一致させた状態で駆動モータ２１を停止させることができる。尚、駆動モータ２７については、その回転速度とワークＷの回転速度とが同一であるため、当然に、駆動モータ２７の回転位置とワークＷの回転位置とがそれぞれ回転原点に一致した状態で、当該駆動モータ２７が停止される。

このため、例えば、この後、ワークＷに仕上加工を施すなど、更にワークＷを加工する際には、駆動モータ２１，２７、ホブＨ及びワークＷの各回転位置を再度それぞれの回転原点に合わせるといった追加の動作を要することなく、次の加工を実施することができる。また、ホブＨとワークＷとの間の位相ずれを確実に防止することができ、前工程で加工，形成された歯部が次工程の加工によって毀損されるという問題や、ホブＨに大きな負荷が掛かってホブＨが破損するという問題が生じるのを防止することができる。更に、新たな部品を特に設けることなく、このような問題が生じるのを防止することができる。

尚、上例では、駆動モータ２１，２７を停止させる際に、駆動モータ２１，２７、ホブＨ及びワークＷの回転位置をそれぞれその回転原点に一致させた状態で停止させるようにしたが、これら駆動モータ２１，２７、ホブＨ及びワークＷを任意の回転位置で停止させた後、歯切り加工を再開する際に、駆動モータ２１，２７、ホブＨ及びワークＷの回転位置をそれぞれその回転原点に一致させる位置合わせ動作を行なわせてから加工を再開するようにしても良い。

即ち、前記駆動制御部３３は、歯切り加工を再開する前に、駆動モータ２１，２７を回転させるとともに、駆動モータ２１及びホブＨについては、速度比記憶部３２に格納された駆動モータ２１とホブＨとの間の速度比と、回転原点検出部３１から送信される第１検出信号とを基に、駆動モータ２１とホブＨの回転位置がそれぞれその回転原点と一致するときの第１検出信号を認識して、駆動モータ２１とホブＨの回転位置をそれぞれその回転原点に一致させて停止させ、駆動モータ２７及びワークＷについても同様に、速度比記憶部３２に格納された駆動モータ２７とワークＷとの間の速度比と、回転原点検出部３１から送信される第２検出信号とを基に、駆動モータ２７とワークＷの回転位置がそれぞれその回転原点と一致するときの第２検出信号を認識して、駆動モータ２７とワークＷの回転位置をそれぞれその回転原点に一致させて停止させ、この後、駆動モータ２１，２７を再駆動してホブＨとワークＷとを所定の回転速度で回転させ、当該ホブＨ及びワークＷを送り機構（図示せず）により適宜相対移動させてワークＷを加工する。

このようにすれば、駆動モータ２１，２７、ホブＨ及びワークＷがそれぞれその回転原点と一致しない任意の回転位置に停止していても、ホブＨとワークＷとの位相を合わせた状態で加工を再開することができる。

したがって、上記と同様、前工程で加工，形成された歯部が次工程の加工によって毀損されるという問題や、ホブＨに大きな負荷が掛かってホブＨが破損するという問題が生じるのを防止することができる。

（第２実施形態）
図２乃至図４に示すように、本発明の第２実施形態に係る工作機械２は、円筒状をしたホブＨを軸中心に回転自在に保持するホブホルダ５１と、旋削工具Ｓを保持する旋削工具ホルダ５５と、回転工具Ｔを軸中心に回転自在に保持する回転工具ホルダ５６と、ホブホルダ５１に保持されたホブＨ及び回転工具ホルダ５６に保持された回転工具Ｔを軸中心に回転させる回転駆動機構６０とを有する刃物台５０と、前記ワーク保持体１５と、前記ワーク駆動機構２６と、ホブＨ，旋削工具Ｓ及び回転工具ＴとワークＷとの間に送りを与える前記送り機構（図示せず）と、回転駆動機構６０，ワーク駆動機構２６及び送り機構（図示せず）の作動を制御する制御装置７０とを備えて構成される。尚、この第２実施形態において、上記第１実施形態に係る工作機械１と同じ構成要素については同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。

前記刃物台５０は、前記ホブホルダ５１，旋削工具ホルダ５５，回転工具ホルダ５６及び回転駆動機構６０の他、多角柱状に形成され、外周面に複数のホルダ５１，５５，５６が着脱自在に取り付けられるタレット５７と、タレット５７をその軸中心に矢示方向に回転自在に支持する刃物台本体（図示せず）と、タレット５７をその軸中心に回転させて、所定のホルダ５１，５５，５６（ホブＨ、工具Ｓ，Ｔ）を加工位置に割り出す割出機構（図示せず）などを備える。

前記ホブホルダ５１は、両端が突出するようにホブＨの中心穴内に嵌挿されたホブ軸５２と、ホブ軸５２の両端を軸中心に回転自在に保持する保持部材５３とから構成され、ホブＨ及びワークＷの軸線が直交するようにホブＨを保持する。

前記回転駆動機構６０は、前記タレット５７の内部空間５７ａ内に前記刃物台本体によって支持された駆動モータ６１と、ホブホルダ５１に設けられ、駆動モータ６１の回転力をホブ軸５２に伝達する伝達機構６２と、回転工具ホルダ５６に設けられ、駆動モータ６１の回転力を回転工具Ｔに伝達する伝達軸６６とから構成されており、加工位置に割り出されたホブホルダ５１の伝達機構６２又は回転工具ホルダ５６の伝達軸６６と駆動モータ６１の出力軸６１ａとを係合させて当該駆動モータ６１の回転力を伝達する。

前記伝達機構６２は、前記保持部材５３の内部空間５３ａ内に軸中心に回転自在に支持された第１回転軸６３及び第２回転軸６４と、ホブ軸５２の一端に設けられたギア６５とからなる。第１回転軸６３は、一端が駆動モータ６１の出力軸６１ａと係合し、他端にギア６３ａが設けられ、第２回転軸６４は、ギア６３ａと噛合するギア６４ａを一端に備えるとともに、ギア６５と噛合するギア６４ｂを他端に備える。駆動モータ６１の回転力は、第１回転軸６３、ギア６３ａ，６４ａ、第２回転軸６４、ギア６４ｂ，６５を介してホブ軸５２に伝達され、ホブＨが当該ホブ軸５２とともに回転する。

また、前記ギア６３ａ，６４ａ，６４ｂ，６５は、原動側のギア６３ａの回転速度と従動側のギア６５の回転速度との速度比が１対１でないように構成されており、これにより、ホブＨは、駆動モータ６１の回転速度とは異なる回転速度で回転する。

尚、前記駆動モータ６１には、当該駆動モータ６１の回転位置を検出するロータリエンコーダ６７が付設されている。また、ホブホルダ５１及び回転工具ホルダ５６は、それぞれ割出機構（図示せず）によって加工位置以外の位置に割り出される時には、駆動モータ６１と第１回転軸６３（ホブＨ）及び伝達軸６６（回転工具Ｔ）との連結がそれぞれ解除される。このとき、第１回転軸６３及び伝達軸６６は、その一端が回転規制部材５８と係合してその回転が規制される。

前記制御装置７０は、駆動モータ６１，２７の回転位置が回転原点にあることを検出する回転原点検出部７１と、駆動モータ６１の回転速度とホブＨの回転速度との速度比、及び駆動モータ２７の回転速度とワークＷの回転速度との速度比（１対１）を記憶する速度比記憶部７２と、駆動モータ６１，２７、送り機構（図示せず）及び割出機構（図示せず）を制御する駆動制御部７３とを備える。尚、回転原点検出部７１及びロータリエンコーダ６７，２９が、前述の第１検出手段及び第２検出手段に相当する。

前記回転原点検出部７１は、前記ロータリエンコーダ６７によって検出される駆動モータ６１の回転位置を基に、駆動モータ６１の回転位置がその回転原点と一致したとき、これを検出して第１検出信号を送信する。尚、前記第２検出信号については上述した第１の実施形態の場合と同様である。また、駆動モータ６１，２７、ホブＨ及びワークＷの各回転原点はそれぞれ任意に設定されるものであり、駆動モータ６１とホブＨは同じ回転角度位置が回転原点に設定され、同様に駆動モータ２７とワークＷは同じ回転角度位置が回転原点に設定される。

前記駆動制御部７３は、上述の第１の実施形態と同様、駆動モータ６１によりホブ軸５２及びホブＨを回転させ、駆動モータ２７により主軸１６，チャック１７及びワークＷを回転させるとともに、送り機構（図示せず）によりホブＨ及びワークＷを相対移動させることによって、ワークＷに歯切り加工を施す。

また、駆動制御部７３は、前記加工位置にホブＨを割り出してこれを用いた加工を実行後、工具交換指令やタレット回転指令を受け付け、ホブＨとは異なる工具Ｓ，Ｔを加工位置に割り出して、次の加工を実行する際、以下のように駆動モータ６１，２７及び割出機構（図示せず）を制御する。

即ち、駆動モータ６１については、速度比記憶部７２に格納された駆動モータ６１とホブＨとの間の速度比と、回転原点検出部７１から送信される第１検出信号とを基に、駆動モータ６１の回転位置とホブＨの回転位置とがそれぞれその回転原点に一致するときの第１検出信号を認識して、駆動モータ６１の回転位置とホブＨの回転位置とがそれぞれその回転原点と一致するように停止させる。一方、駆動モータ２７については、速度比記憶部７２に格納された駆動モータ２７とワークＷとの間の速度比と、回転原点検出部７１から送信される第２検出信号とを基に、駆動モータ２７の回転位置とワークＷの回転位置とがそれぞれその回転原点に一致するときの第２検出信号を認識して、駆動モータ２７の回転位置とワークＷの回転位置とがそれぞれその回転原点と一致するように停止させる。この後、割出機構（図示せず）によりタレット５７を回転させて他の工具Ｓ，Ｔを加工位置に割り出し、第１回転軸６３と駆動モータ６１の出力軸６１ａとの係合状態（連結）を解除する。

例えば、駆動モータ６１の回転速度とホブＨの回転速度との速度比が３対１である場合、駆動モータ６１が１回転した時点でホブＨは１／３回転しか回転せず、駆動モータ６１が３回転してホブＨが１回転するため、３つ毎に得られる第１検出信号が、駆動モータ６１の回転位置とホブＨの回転位置とがそれぞれその回転原点に一致するときの第１検出信号となる。駆動制御部７３は、このような第１検出信号を認識して駆動モータ６１の回転位置とホブＨの回転位置とがそれぞれその回転原点と一致するように駆動モータ６１を停止させた後、タレット５７を回転させる。

以上のように構成された第２実施形態の工作機械２によれば、前記加工位置にホブＨが割り出された状態で、駆動制御部７３による制御の下、ホブＨ及びワークＷは、それぞれの回転原点を基準に回転し、当該ワークＷはこのような状態で加工される。

そして、ホブＨを用いた加工を終了して、他の工具Ｓ，Ｔを用いた加工を実行するために、回転中の駆動モータ６１，２７を停止させる際には、速度比記憶部７２に格納された速度比と、回転原点検出部７１から送信される各検出信号とを基に、駆動モータ６１とホブＨの回転位置がそれぞれその回転原点と一致するときの第１検出信号を認識するとともに、駆動モータ２７とワークＷの回転位置がそれぞれその回転原点と一致するときの第２検出信号を認識して、駆動モータ６１，２７、ホブＨ及びワークＷの回転位置がそれぞれその回転原点と一致するように当該駆動モータ６１，２７を停止させる。この後、割出機構（図示せず）によりタレット５７を回転させてホブＨと駆動モータ６１との連結を解除する。

このように、第２実施形態に係る工作機械２によれば、上述した第１の実施形態に係る工作機械１と同様の効果が奏され、また、この他に、次のような効果も奏される。即ち、駆動モータ６１とホブＨとを、それぞれその回転原点と一致した状態で停止させるとともに、この状態で駆動モータ６１とホブＨとの連結を解除するようにしたので、再度、駆動モータ６１とホブＨとを連結する際には、ホブＨは前記回転規制部材５８によってその回転が規制されているため、駆動モータ６１の回転位置が変わっていなければ、駆動モータ６１とホブＨとを連結後、駆動モータ６１，２７、ホブＨ及びワークＷの各回転位置を再度それぞれの回転原点に合わせるといった追加の動作を要することなく、直ちに次の加工を実施することができる。

尚、駆動モータ６１については、他の工具Ｓ，Ｔを用いた加工を実行後、当該駆動モータ６１を停止する際に、上記と同様にして、これをその回転位置が回転原点と一致するように停止させると良い。或いは、他の工具Ｓ，Ｔを用いた加工を実行後、当該駆動モータ６１を任意の回転位置に停止させた後、当該駆動モータ６１とホブＨとを再連結する前に、事前に、駆動モータ６１の回転位置を回転原点と一致させるようにしても良い。

また、上例では、タレット５７を回転させてホブＨとは異なる工具Ｓ，Ｔを加工位置に割り出す前に、駆動モータ６１，２７、ホブＨ及びワークＷの回転位置をそれぞれその回転原点と一致させるようにしたが、タレット５７を回転し、ホブＨを加工位置に割り出して、駆動モータ６１とホブＨとを再連結した後、駆動モータ６１，２７、ホブＨ及びワークＷの回転位置をそれぞれその回転原点に合わせるようにしても良い。

この場合、前記制御装置７０は、連結を解除したときの駆動モータ６１及びホブＨの回転位置を記憶する回転位置記憶部７４を更に備え、前記駆動制御部７３は、連結を解除したときの駆動モータ６１及びホブＨの回転位置を当該回転位置記憶部７４に格納する。尚、駆動モータ６１の回転位置は、ロータリエンコーダ６７の検出値から認識することができ、ホブＨの回転位置は、ロータリエンコーダ６７の検出値と、速度比記憶部７２に格納された駆動モータ６１とホブＨとの間の速度比とを基に認識することができる。

そして、駆動制御部７３は、他の工具Ｓ，Ｔが加工位置に割り出された状態から、ホブＨを再度加工位置に割り出して駆動モータ６１とホブＨとを再連結する際、以下のように制御する。

即ち、ホブＨを加工位置に割り出す前に、回転位置記憶部７４に格納された駆動モータ６１の回転位置を読み出し、駆動モータ６１の回転位置が読み出した回転位置（連結解除したときの回転位置）となるように、駆動モータ６１を駆動する。ついで、割出機構（図示せず）によりタレット５７を回転させてホブＨを加工位置に割り出し、第１回転軸６３と駆動モータ６１の出力軸６１ａとを連結する。

この後、駆動モータ６１を回転させるとともに、速度比記憶部７２に格納された駆動モータ６１とホブＨとの間の速度比、回転位置記憶部７４に格納された連結解除時の駆動モータ６１及びホブＨの回転位置と、回転原点検出部７１から送信される第１検出信号とを基に、駆動モータ６１の回転位置とホブＨの回転位置とが回転原点に一致するときの第１検出信号を認識して、当該駆動モータ６１の回転位置とホブＨの回転位置とがそれぞれその回転原点と一致したとき、当該駆動モータ６１を停止する。

一方、駆動モータ２７についても同様にこれを駆動して回転させ、速度比記憶部７２に格納された駆動モータ２７とワークＷとの間の速度比と、回転原点検出部７１から送信される第２検出信号とを基に、駆動モータ２７の回転位置とワークＷの回転位置とが回転原点に一致するときの第２検出信号を認識して、当該駆動モータ２７の回転位置とワークＷの回転位置とがそれぞれその回転原点と一致したとき、当該駆動モータ２７を停止する。

そして、このようにして、駆動モータ６１とホブＨの回転位置をそれぞれその回転原点に一致させ、駆動モータ２７とワークＷの回転位置をそれぞれその回転原点に一致させた後、駆動モータ６１，２７をそれぞれ所定の回転速度で回転させるとともに、ホブＨ及びワークＷを送り機構（図示せず）により相対移動させて当該ワークＷを加工する。

このような実施形態によれば、上述した第１の実施形態に係る工作機械１と同様の効果が奏され、この他に、次のような効果が奏される。即ち、駆動モータ６１とホブＨとを連結後、ワークＷを加工する前に、駆動モータ６１，２７、ホブＨ及びワークＷの回転位置をそれぞれその回転原点に一致させるようにしたので、駆動モータ６１及びホブＨの回転位置が回転原点からずれた状態で停止し、その連結が解除されても、ホブＨを用いた加工を再開する際には、ホブＨとワークＷとの位相を合わせた状態で加工を再開することができる。

以上、本発明の具体的な実施形態について説明したが、本発明の採り得る具体的な態様は、何らこれに限定されるものではない。

上例では、速度比記憶部３２に、駆動モータ２１とホブＨとの間の速度比、及び駆動モータ２７とワークＷとの間の速度比の両方を格納し、速度比記憶部７２に、駆動モータ６１とホブＨとの間の速度比、及び駆動モータ２７とワークＷとの間の速度比の両方を格納するようにしたが、駆動モータ２７とワークＷとの間の速度比が１対１であるため、駆動モータ２１とホブＨとの間の速度比や、駆動モータ６１とホブＨとの間の速度比のみを格納するようにしても良い。

この場合、駆動制御部３３，７３は、ホブＨ及びワークＷを停止させるに当たり、速度比記憶部３２，７２に格納された速度比と、回転原点検出部３１，７１から送信される第１検出信号とを基に、駆動モータ２１，６１の回転位置とホブＨの回転位置とがそれそれ回転原点となるときの第１検出信号を認識して、駆動モータ２１，６１の回転位置とホブＨの回転位置とがそれぞれ回転原点に一致するように停止させるとともに、回転原点検出部３１，７１から送信される第２検出信号を基に、駆動モータ２７の回転位置とワークＷの回転位置とがそれぞれ回転原点に一致するように停止させる。

また、上例において、ワークＷの回転速度を駆動モータ２７の回転速度とは異なる回転速度としても良い。この場合、駆動モータ２１とホブＨとの間で用いた手法と同様の手法によって、駆動モータ２７とワークＷの回転位置をそれぞれその回転原点に一致させることができる。

１工作機械
１１ホブ保持体
１２ホブ軸
１３保持部材
１５ワーク保持体
１６主軸
１７チャック
２０ホブ駆動機構
２１，２７駆動モータ
２２伝達機構
２６ワーク駆動機構
２８，２９ロータリエンコーダ
３０制御装置
３１回転原点検出部
３２速度比記憶部
３３駆動制御部

Claims

ホブを保持する第１保持部材と、ワークを保持する第２保持部材と、前記第１保持部材に保持されたホブを軸中心に回転させる第１駆動モータを備えた第１駆動手段と、前記第２保持部材に保持されたワークを軸中心に回転させる第２駆動モータを備えた第２駆動手段と、前記第１駆動モータの回転位置がその回転原点にあることを検出して第１検出信号を送信する第１検出手段と、前記第２駆動モータの回転位置がその回転原点にあることを検出して第２検出信号を送信する第２検出手段と、前記各駆動モータの作動を制御する制御手段とを有し、前記ホブによりワークに対して歯切り加工を行う工作機械であって、前記第１駆動モータの回転速度と前記ホブの回転速度が異なる速度、又は前記第２駆動モータの回転速度とワークの回転速度とが異なる速度に設定された工作機械において、
前記制御手段は、
前記各駆動モータを停止させる際、前記各駆動モータの回転速度とこれに対応するホブ又はワークの回転速度との速度比と、前記各検出手段から送信される各検出信号とを基に、前記各駆動モータの回転位置と前記ホブ及びワークの回転位置とがそれぞれその回転原点に一致するときの検出信号を認識し、前記各駆動モータ，ホブ及びワークの回転位置がそれぞれその回転原点と一致するように該各駆動モータを停止させるように構成されていることを特徴とする工作機械。
ホブを保持する第１保持部材と、ワークを保持する第２保持部材と、前記第１保持部材に保持されたホブを軸中心に回転させる第１駆動モータを備えた第１駆動手段と、前記第２保持部材に保持されたワークを軸中心に回転させる第２駆動モータを備えた第２駆動手段と、前記第１駆動モータの回転位置がその回転原点にあることを検出して第１検出信号を送信する第１検出手段と、前記第２駆動モータの回転位置がその回転原点にあることを検出して第２検出信号を送信する第２検出手段と、前記各駆動モータの作動を制御する制御手段とを有し、前記ホブによりワークに対して歯切り加工を行う工作機械であって、前記第１駆動モータの回転速度と前記ホブの回転速度が異なる速度、又は前記第２駆動モータの回転速度とワークの回転速度とが異なる速度に設定された工作機械において、
前記制御手段は、
停止させた前記各駆動モータを再度回転させて前記ワークの加工を再開する際、事前に前記各駆動モータを回転させて、前記各駆動モータの回転速度とこれに対応するホブ又はワークの回転速度との速度比と、前記各検出手段から送信される各検出信号とを基に、前記各駆動モータの回転位置と前記ホブ及びワークの回転位置とがそれぞれその回転原点に一致するときの検出信号を認識し、前記各駆動モータ，ホブ及びワークの回転位置がそれぞれその回転原点と一致するように該各駆動モータを停止させて、前記各駆動モータ，ホブ及びワークの回転位置を位置合わせした後、前記各駆動モータを回転させて該ワークの加工を再開するように構成されていることを特徴とする工作機械。
前記第１駆動手段は、前記第１駆動モータとホブとが連結された連結状態と、これらの連結が解除された連結解除状態との間で切換可能に構成され、
前記制御手段は、
前記各駆動モータを停止させて前記第１駆動手段を前記連結解除状態とする際、前記各速度比及び各検出信号を基に、前記各駆動モータの回転位置と前記ホブ及びワークの回転位置とがそれぞれその回転原点に一致するときの各検出信号を認識し、前記各駆動モータ，ホブ及びワークの回転位置がそれぞれその回転原点と一致するように該各駆動モータを停止させた後、前記第１駆動手段を前記連結解除状態とするように構成されていることを特徴とする請求項１記載の工作機械。
請求項２に記載した工作機械において、
該工作機械は、更に、第１駆動モータの回転位置を検出する回転位置検出手段を備え、
前記第１駆動手段は、前記第１駆動モータとホブとが連結された連結状態と、これらの連結が解除された連結解除状態との間で切換可能に構成され、
前記制御手段は、更に、前記第１駆動モータを停止したときの回転位置であって、前記回転位置検出手段によって検出される回転位置と、第１駆動モータと前記ホブとの間の回転速度比、及び停止時の前記第１駆動モータの回転位置から算出される前記ホブの停止時の回転位置とを記憶する回転位置記憶手段を備えてなり、
更に、前記制御手段は、前記連結解除状態にある前記第１駆動手段を前記連結状態として前記ワークの加工を再開する際、連結前に、前記第１駆動モータの回転位置が前記回転位置記憶手段に格納された第１駆動モータの回転位置と一致するように該第１駆動モータを駆動して停止させ、
ついで、前記第１駆動手段を前記連結状態にして、前記各駆動モータを回転させるとともに、前記速度比並びに前記第１及び第２検出信号と、前記連結解除状態とされた時における前記ホブの回転位置と、回転停止時における前記第１駆動モータの回転位置とを基に、前記各駆動モータの回転位置と前記ホブ及びワークの回転位置とがそれぞれ回転原点となるときの第１及び第２検出信号を認識して、前記各駆動モータ，ホブ及びワークの回転位置がそれぞれそれらの回転原点と一致するように該各駆動モータを停止させて、前記各駆動モータ，ホブ及びワークの回転位置を位置合わせした後、該ワークの加工を再開するように構成されていることを特徴とする工作機械。