工具更换装置的制作方法

本发明涉及工具更换装置，尤其涉及由转塔的旋转而进行工具分度的工具更换装置。

背景技术：

将安装于机床的主轴上的工具自动地更换的工具更换装置一直以来被使用。在该工具更换装置中，预先设置作业中需要的多个工具，以自动地将安装于机床主轴上的工具更换为根据加工状态而指定的工具的方式而构成。

作为这种具备自动更换工具的自动工具更换装置的机床，如在日本特开2010-99766号公报中所公开的那样，存在具备具有夹持工具的多个夹爪的转塔的装置。

如在日本特开2010-99766号公报所公开的那样，在具备现有的自动工具更换装置的机床中，机床的控制装置只识别转塔驱动源的位置和相位，通常不直接识别转塔的实际位置。

如在日本特开2010-99766号公报所公开的那样，在具备现有的自动工具更换装置的机床中，不是实际的转塔，只识别转塔驱动源的位置和相位，不识别转塔的实际位置。在此，在将动力从转塔驱动源向转塔传递的机构部中啮入切屑时，转塔驱动源的动力的一部分不能传递至转塔。该情况下，机床的控制装置即使为了规定量地驱动转塔向转塔驱动源发送指令，来自转塔驱动源的动力的一部分也不能使用于转塔的旋转动作，在转塔驱动源和转塔之间产生偏差，在机床的控制装置基于转塔驱动源的位置识别的转塔相位和实际的转塔相位之间可能会产生差异。

在现有的机床中，在机床的控制装置所识别的转塔的相位和实际的转塔相位之间产生差异的情况下，为了消除两者的差异，熟练者以消除其差异的方式进行变更实际的转塔的相位的作业，或者以机床所识别的相位与实际转塔的相位一致的方式，需要在机床中重新输入值。因此，在两者之间产生差异的情况下，能够进行适当作业的熟练者能完成使两者相位一致的作业，其他人员不能够使机床的转塔正常地进行旋转动作。另外，不是熟练作业的熟练者，则在作业的修复上耗费时间，有不能够顺利地进行作业的情况。

技术实现要素：

因此，本发明的目的在于提供一种工具更换装置，在控制装置所识别的转塔的相位和实际转塔的相位之间产生差异的情况下，能够容易地使两者的相位一致。

由本发明而制造的工具更换装置，具备转塔、使该转塔旋转的转塔驱动源，通过传递该转塔驱动源的输出使上述转塔旋转而进行工具分度，该工具更换装置具有检测由上述转塔旋转而周期性地产生的变动的变动检测单元、基于由上述变动检测单元检测出的检测结果，设定上述转塔的工具分度的基准相位的转塔相位检测单元。

即使在机床的控制装置所识别的转塔的相位和实际的转塔相位之间产生差异，也能够通过进行转塔的旋转动作，在转塔的旋转中，检测在预先规定的相位上周期性地产生的变动，能够检测成为转塔的分度基准的相位。

还具备在上述转塔旋转中，在预先规定的相位使上述转塔驱动源的负荷变动的负荷变动机构，上述负荷变动检测单元具备检测由上述负荷变动机构产生的上述转塔驱动源的负荷的负荷检测单元。

作为在预先规定的相位上周期性地产生的变动，具备使转塔驱动源的负荷变动的负荷变动机构，检测由负荷变动机构产生的转塔驱动源的负荷之后，强制性地产生周期性的变动并检测负荷的变动，能够更准确地检测成为转塔的分度基准的相位。

或者说，还具备在上述转塔旋转中，在预先规定的相位使振动变动的振动变动机构，上述变动检测单元具备检测由上述振动变动机构产生的振动的振动检测单元。

具备在预先规定的相位周期性地使振动变动的振动变动机构，通过检测由振动变动机构产生的振动，能够更准确地检测成为转塔的分度基准的相位。

能够具备：控制上述转塔驱动源的动作的控制装置；存储在上述控制装置所识别的转塔的相位和实际的转塔相位无差异的状态下，上述转塔成为工具分度的基准时的上述转塔驱动源的相位的转塔驱动源基准相位存储单元；计算在由上述转塔相位检测单元检测的转塔的工具分度的基准相位中的上述转塔驱动源的相位和上述转塔驱动源的基准相位的相位差的转塔驱动源相位差计算单元；在将上述转塔分度为规定相位时，相对于上述转塔驱动源的目标位置补正上述相位差的补正单元。

能够计算在机床所识别的转塔的相位与实际的转塔的相位无差别的状态下，转塔为分度基准相位时的转塔驱动源相位和检测产生差别后转塔的分度基准的相位时的转塔驱动源的相位的差量，通过相对于使转塔向任意相位分度时的转塔驱动源的目标值补正该差量，能够通过机床自动地使机床所识别的转塔的相位和实际的转塔的相位一致。

能具备：控制上述转塔驱动源的动作的控制装置；存储在上述控制装置所识别的转塔的相位和实际的转塔相位无差别的状态下，上述转塔成为工具分度的基准时的上述转塔驱动源的相位的转塔驱动源基准相位存储单元；计算在由上述转塔相位检测单元检测的转塔的工具分度的基准相位中的上述转塔驱动源的相位和上述转塔驱动源的基准相位的相位差的转塔驱动源相位差计算单元；使从上述转塔驱动源向上述转塔的输出的传递停止的输出停止单元；在通过上述停止单元使从上述转塔驱动源向上述转塔的输出的传递停止的状态下，使上述转塔驱动源旋转上述相位差量的调整单元。

能够计算在机床所识别的转塔的相位与实际的转塔的相位无差别的状态下，转塔成为分度基准相位时的转塔驱动源相位和产生差别后检测转塔的分度基准相位时的转塔驱动源的相位的差量，通过转塔驱动源用于转塔的旋转而追加该差量后，转塔驱动源的输出不作为转塔旋转的动力传递，使转塔驱动源的相位为追加相位差量前的相位，使产生于转塔上的偏差恢复原状，通过机床能够自动地使机床所识别的转塔相位和实际的转塔相位一致。

具备控制上述转塔驱动源的动作的控制装置、存储在上述控制装置所识别的转塔的相位和实际的转塔的相位无差别的状态下，上述转塔成为工具分度基准时的上述转塔驱动源的相位的转塔驱动源基准相位存储单元、使从上述转塔驱动源向上述转塔的输出的传递停止的输出停止单元，在使上述转塔的相位成为工具分度基准相位时使上述转塔驱动源停止，在由上述输出停止单元停止向上述转塔的输出的传递的状态下，能够将上述转塔驱动源分度为上述转塔为工具分度基准时的相位。

能够存储在机床所识别的转塔的相位和实际的转塔的相位无差别的状态下，转塔成为分度基准相位时的转塔驱动源的基准相位，将实际的转塔相位分度为分度基准相位后，转塔驱动源的输出不作为转塔旋转的动力输出，将转塔驱动源的相位向转塔驱动源的基准相位分度，通过机床能够自动地使机床所识别的转塔相位和实际的转塔相位一致。

本发明提供一种工具更换装置，通过具备以上机构，在控制装置所识别的转塔相位和实际的转塔相位之间产生差异的情况下，能够容易地使两者的相位一致。

附图说明

图1是表示第一实施方式中的转塔驱动源和转塔的关系的图。

图2是表示在第一实施方式中的转塔旋转中的转塔驱动源的负荷变动例的图。

图3是表示检测在第一实施方式中的转塔旋转中的转塔驱动源负荷的变动，并检测成为转塔分度基准的相位的流程的流程图。

图4是表示检测在第二实施方式中的转塔旋转中的转塔驱动源负荷的变动，并检测成为转塔分度基准的相位的流程的流程图。

图5是表示第三实施方式中的转塔和转塔驱动源的关系的图。

图6是表示第三实施方式中的转塔和转塔驱动源的关系的图。

图7是表示检测在第四实施方式中的转塔旋转中的转塔驱动源负荷的变动，并检测成为转塔分度基准的相位的流程的流程图。

图8是表示第五实施方式中的转塔驱动源和转塔的关系的图。

图9是表示在第五实施方式中的转塔旋转中的转塔驱动源负荷的变动例的图。

具体实施方式

(第一实施方式)

图1是表示本实施方式中的转塔驱动源与转塔的关系的图，图1中的(a)是侧视图，图1中的(b)是从转塔驱动源侧的箭头A侧观察转塔的主视图。在图1中，1是转塔，2是驱动转塔1的转塔驱动源，与转塔1隔着固定部4并通过传动机构连接。

转塔1能以旋转中心8为中心向右、向左任意方向旋转，T1、T2、T3…表示可在主轴与转塔1之间交接工具的相位。另外，15表示欲将转塔1分度的相位。并且，11表示可在主轴与转塔之间交接工具的相位。

通过将端部固定于固定部4上的弹簧5将球6推压在转塔1的转塔驱动源2侧的面上。球6作为位置被推压在转塔1的同一位置，但通过转塔1的旋转，边推压转塔1边在转塔1的用虚线所围绕的双重圆周间移动。另外，以将转塔1上的、球6移动的圆周路径八等分的方式设置8个槽3。

通过转塔驱动源2的动力进行转塔1的旋转动作时，球6边推压转塔1边沿圆周路径移动，此时在槽3上通过。球6在槽3以外的地方移动时，通过作用于球6与转塔1之间的摩擦力，一定的负荷施加于转塔驱动源2上。

球6通过槽3上时，最初，以球6进入槽3且弹簧5伸长的方式变化。球6与槽3重合时，球6与槽3的形状一致地移动，以弹簧5伸长的方式变化后，以弹簧5收缩的方式变化。球6从槽3中离开时，以弹簧5收缩的方式变化。在这一系列的动作中，弹簧5伸长时，球6相对于转塔1，在与其旋转方向相同的方向施加力，施加于转塔驱动源2上的负荷降低。相反，弹簧5收缩时，由于用于收缩弹簧5的力从转塔1通过球6施加于弹簧5上，作为其反作用的力向相对于转塔1的旋转成为阻力的方向动作。由此，施加于转塔驱动源2的负荷增加。

由此，通过转塔驱动源2使转塔1旋转时，如图2所示，在球6与槽3重合的位置上，转塔驱动源2的负荷产生变动。通过检测该转塔驱动源2的负荷的变动，能够检测实际的转塔1的位置。因此，能够检测出作为球6与槽3重合的位置的转塔的分度基准的相位10、用转塔驱动源2识别的欲将转塔1分度的相位15之间的差异16。

其次，说明检测由使转塔驱动源2的负荷变动的结构而产生的转塔驱动源2的负荷的变动，并检测转塔分度基准的相位10的方法。

转塔驱动源2以使转塔1以预先在机床的控制装置中设定的、规定的速度旋转的方式，通过机床的控制装置控制输出的动力。

例如，通过以旋转比规定的速度慢的情况下输出变大，旋转比规定的速度快的情况下，抑制输出的方式进行控制，控制装置以转塔1的旋转速度为规定的速度的方式进行控制。

因此，相对于转塔1的旋转动作的阻力变小的情况下，转塔驱动源2的输出变小，阻力变大的情况下转塔驱动源2的输出变大。

图1所表示的机构的情况下，由于通过由转塔1旋转动作中球6进出槽3，在转塔1的旋转动作中的对转塔驱动源2的负荷变动，因此随着该变动，从机床的控制装置对转塔驱动源2的指令值变化，向转塔驱动源2供给的电流值也发生变化。通过检测该指令值、输入转塔驱动源2的电流值的变化，能够作为转塔的分度基准相位10检测由槽3对转塔驱动源2带来的负荷超过某值时的相位9。

其次，基于图3的流程图，对每个步骤进行说明。

(步骤SA1)进行转塔的旋转动作。

(步骤SA2)判断是否检测出转塔驱动源的负荷变动。检测出的情况(YES)下，进行步骤SA3，未检测出的情况(NO)下，返回至步骤SA1。

(步骤SA3)检测转塔的分度基准相位。

并且，图1所示的槽3的安装方法只是一例，未必需要在圆周上等间距设置槽，也可不等间距设置。另外，在图1中，槽3的深度和形状任意一个都相同，但也能够使每个槽3的深度和形状不同。而且，通过以使槽3部分的摩擦系数为与其他部分不同的值的方式，改变槽3部分的表面粗糙度、变更槽3部分和其他部分的材质、改变槽3部分和其他部分的表面处理，也能够改变施加于转塔驱动源2上的负荷变动情况。

并且，代替槽3，设置山型那样的凸状形状，也能够使转塔驱动源2的负荷变动。另外，通过代替球6使用滚子，或代替使用弹簧5和球6，将在固定部侧具有支撑端的悬臂梁推压在同心圆上部分等的方法，也能够使转塔驱动源2的负荷变动。

(第二实施方式)

在本实施方式中，预先存储在第一实施方式中检测的转塔的分度基准相位。

首先，检测转塔的分度基准相位10。作为检测方法，检测由图1所示的机构而产生的转塔驱动源2的负荷变动。由图1所示那样的机构所产生的转塔驱动源2的负荷变动，由于相对于转塔1的相位几乎每次都在相同的相位产生，所以，能够作为转塔1的分度基准使用该相位。

在机床的控制装置中，存储在机床识别的转塔相位和实际的转塔相位无差别的状态下，实际的转塔相位与转塔1的分度基准相位一致时的转塔驱动源的相位α、实际转塔1的相位与用图1中的机构所检测的转塔的分度基准相位一致时的转塔驱动源2的相位α’。

另外，将转塔1分度为任意相位θ时的转塔驱动源2的相位的目标值为β的情况下，通过利用机床的控制装置，对转塔驱动源2指示

β-α+α’

的目标值，利用机床自动地使机床的控制装置识别的转塔1的相位和实际的转塔1的相位一致。

更详细地说明，在机床识别的转塔1的相位与实际的转塔1的相位无差别的状态时，由于，

α＝α’

机床的控制装置对转塔驱动源2指示β的目标值。

机床的控制装置所识别的转塔1的相位和实际的转塔1的相位偏离后，当检测实际的转塔1的相位与图1中的机构所检测的转塔的分度基准的相位一致时的转塔驱动源2的相位α’时，由于α和α’不等，因此机床的控制装置对转塔驱动源2指示

β-α+α’

的目标值。由于通过-α+α’的项能够补正机床所识别的转塔相位与实际的转塔相位的差量，因此能够通过机床的控制装置自动地使机床所识别的转塔1的相位和实际的转塔1的相位一致。

其次，基于图4的流程图，说明每个步骤。

(步骤SB1)检测转塔的分度基准相位。

(步骤SB2)存储转塔为分度基准相位时的转塔驱动源的相位α’。

(步骤SB3)使用预先存储于机床的控制装置的数据储存部的、在机床所识别的转塔相位与实际的转塔相位无差别的状态下转塔为分度基准相位时的转塔驱动源相位α、转塔为分度基准相位时的转塔驱动源相位α’，将转塔向任意相位β分度的情况的转塔驱动源的目标值作为

β-α+α’

进行转塔驱动源的控制。

并且，关于相位的存储，代替存储于机床的控制装置中，也可在工具更换装置中存储。

(第三实施方式)

在本实施方式中，特征在于，当在机床所识别的转塔相位与实际的转塔相位无差别的状态下转塔为分度基准相位时的转塔驱动源的相位、转塔为分度基准相位时的转塔驱动源的相位存在差别时，停止从转塔驱动源向转塔的输出，使转塔驱动源以相位差量旋转。

首先，检测转塔的分度基准相位10。作为检测方法，检测由图1中所示的机构产生的转塔驱动源2的负荷变动。由图1所示的那样的机构产生的转塔驱动源2的负荷变动，由于相对于转塔1的相位几乎每回都在相同的相位产生，所以能够作为转塔1的分度基准使用该相位。

在机床的控制装置中，存储在机床所识别的转塔相位与实际的转塔相位无差别的状态下，实际的转塔相位与转塔1的分度基准相位一致时的转塔驱动源相位α、实际的转塔1的相位与用图1中的机构所检测的转塔的分度基准相位一致时的转塔驱动源2的相位α’。

然后，在实际的转塔相位和机床的控制装置所识别的转塔的相位偏离的情况下，将实际的转塔1的相位与用图1中的机构所检测的转塔的分度基准相位一致时的转塔驱动源2的相位α’存储于机床的控制装置中。

并且，作为转塔1的输出未作为转塔的旋转动力传递的状态，使转塔1的驱动源只变化-(α’-α)后，通过为转塔驱动源2的输出作为转塔1的旋转动力传递的状态，通过机床的控制装置能够自动地使机床的控制装置所识别的转塔的相位和实际的转塔相位一致。

其次，关于本实施方式的具体机构进行说明。图5及图6是表示在本实施方式中的转塔和转塔驱动源的关系的图，图5是转塔驱动源的动力可向转塔传递的状态，图6是转塔驱动源的动力不可向转塔传递的状态。在图5及图6中，18是设置于转塔驱动源2上的齿轮，19是设置于转塔1上的齿轮，21是驱动转塔驱动源2的滚珠丝杠，17是驱动滚珠丝杠21的驱动源。关于其他的结构，由于与图1相同所以省略其说明。

在图5所示的状态中，通过驱动源17移动至转塔1的齿轮19与转塔驱动源2的齿轮18啮合的位置，转塔驱动源2的动力传递至转塔1上，转塔1进行旋转。

然后，通过驱动源17，使转塔驱动源2的齿轮移动至不与转塔1的齿轮19啮合的位置，作为转塔1的输出不作为转塔旋转的动力传递的状态，使转塔1的驱动源的相位只变化-(α’-α)后，再次通过驱动源，使转塔驱动源2的齿轮移动至与转塔1的齿轮19啮合的位置，为转塔驱动源2的输出作为转塔1的旋转动力传递的状态。

并且，图5及图6中表示的机构是一例，也可作为动力传递机构代替齿轮用摩擦轮传递动力，或由带传递动力。另外，关于齿轮组的构成，不限于在如图5及图6所表示的那样的转塔1的内周啮合的结构，关于齿轮组的构成，无论怎样的结构都可适用。

并且，关于齿轮的形状，不需要是正齿轮彼此、斜齿轮彼此、锥齿轮彼此等，只要是可啮合的齿轮，其种类也可使用任意种类的齿轮。另外，关于使转塔驱动源2移动的机构，不限于与轴平行的方向，也可以向相对于轴具有角度的方向移动。而且，关于移动的对象，也可以代替移动转塔驱动源2，通过移动转塔1侧，使齿轮彼此啮合，或解除啮合。

并且，在本实施方式中，关于相位的存储，也可以代替存储于机床的控制装置，在工具更换装置中存储。

(第四实施方式)

在本实施方式中，其特征在于，实际转塔的相位为工具分度基准的相位时，停止从转塔驱动源向转塔的输出，将转塔驱动源分度为转塔驱动源基准相位。在此，作为转换是否从转塔驱动源传递向转塔的输出的机构，能够使用与第三实施方式相同的机构。

首先，检测转塔的分度基准相位10。作为检测方法，检测由图1所示的机构而产生的转塔驱动源2的负荷变动。由图1所示的那样的机构而产生的转塔驱动源2的负荷变动，由于在相对于转塔1的相位几乎每回相同的相位上产生，因此能够将该相位作为转塔1的分度基准而使用。

在机床的控制装置中，存储在机床所识别的转塔的相位与实际的相位无差别的状态下，实际的转塔的相位与转塔1的分度基准相位一致时的转塔驱动源的相位α。

然后，实际的转塔的相位和机床的控制装置所识别的转塔相位偏离的情况下，检测用图1中的机构所检测的转塔的分度基准相位，在检测出该相位的位置，停止转塔驱动源的动作。

并且，作为转塔1的输出不作为转塔的旋转动力传递的状态，变化为存储转塔驱动源2的相位的相位α后，通过成为转塔驱动源2的输出作为转塔1的旋转的动力传递的状态，能够通过机床的控制装置自动地使机床的控制装置所识别的转塔1的相位和实际的转塔相位一致。

另外，即使在本实施方式中，关于相位的存储，也能够代替存储于机床的控制装置，在工具更换装置中存储。

其次，基于图7的流程图，说明每个步骤。

(步骤SC1)检测转塔的分度基准相位。

(步骤SC2)在转塔为分度基准相位的位置上，停止转塔驱动源。

(步骤SC3)转塔驱动源的输出不作为转塔旋转的动力传递。

(步骤SC4)在存储于机床的控制装置的数据储存部的、机床所识别的转塔的相位和实际的转塔相位无差别的状态中，将转塔驱动源的相位向转塔为分度基准相位时的转塔驱动源相位α变化。

(步骤SC5)转塔驱动源的输出作为转塔的旋转动力传递。

(第五实施方式)

图8是表示在本实施方式中的转塔驱动源和转塔的关系的图。与图1中所示的机构的不同点是，设置在圆周路径上的槽的数量根据情况而变化。由此，如图9所示，在球6与槽3重合的位置上，转塔驱动源2的负荷变动，负荷的变动次数根据槽3而不同。在使负荷变动的相位有多个的情况下，可区别各自的相位并检测。

(第六实施方式)

在以上的实施方式中，作为发生周期性产生的变动的机构，通过槽3和球6进行变动转塔驱动源2的负荷，代替变动转塔驱动源2的负荷，在预先确定的相位上产生振动的点不同。关于检测后的相位补正等，与以上的实施方式相同。作为振动发生机构，也能够另外设置产生一些振动的机构，也可使用由工具更换装置具有的自然的凹凸等而产生的振动。

作为具体的振动检测方法，在工具更换装置上安装其他振动计，通过将测量结果传递至机床的控制装置，检测测量的振动超过规定值时的转塔的相位。另外，作为其他方法，在工具更换装置另外设置噪音计，测量由振动而产生的音量，通过将其结果传递至机床的控制装置，检测测量的振动超过规定值时的转塔的相位。

而且，作为其他方法，通过由工具更换装置而产生的振动带来的、机床的控制装置的指令值、机床的控制装置的、向驱动源供给的电流值的变动的检测也能够检测振动的检测值超过规定值时的转塔的相位。