JP2023143547A - タップ加工装置及びタップ加工ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】装置の簡素化、省スペース化、小型化を図り、タップ加工の自由度を高め、タップ加工を精度良く行うことができるタップ加工装置及びタップ加工ユニットを提供すること。【解決手段】被加工物Ｗに対してタップ加工を行うタップ加工装置１は、先端部にタップＴが設けられる回転シャフト（回転軸）３と回転シャフト３を回転駆動するＩＰＭモータ４とを有するスピンドル部２と、ＩＰＭモータ４を駆動するインバータ装置（モータ駆動器）１１とを備えている。インバータ装置１１は、ＩＰＭモータ４の突極性を利用してＩＰＭモータ４の磁極位置を推定するセンサレス制御によりＩＰＭモータ４を駆動すると共に、回転シャフト３を回転シャフト３の軸方向に移動させるために用いられ、センサレス制御により推定したＩＰＭモータ４の磁極位置に基づく回転位置信号を生成するよう構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、タップ加工装置及びタップ加工ユニットに関する。

従来、タップ加工（ねじ切り加工）を行うタップ加工装置は、先端部にタップを取り付けた回転軸と、回転軸を回転駆動するモータとを有するスピンドル部を備えている。スピンドル部の回転軸は、ボールねじを用いた送り軸等により、移動させることができる。また、スピンドル部には、モータの回転位置を検出するエンコーダ等の位置センサが取り付けられている（例えば、特許文献１等）。

特開２００１－２５２８２５号公報

しかしながら、従来のタップ加工装置は、スピンドル部に位置センサを取り付けているため、スピンドル部や装置の小型化・省スペース化を妨げる要因となっていた。また、位置センサからセンサ信号（モータの回転位置信号）を外部に出力する信号線やその配線により、装置の複雑化を招き、タップ加工の自由度を高めることができなかった。

また、同期タップ加工を実現するため、モータの回転を制御するコントローラと回転軸の移動（送り）を制御するコントローラの両方を制御する上位コントローラが必要となり、装置の構成が複雑化していた。また、位置センサを介して回転位置信号を取得しているため、どうしてもモータによる回転軸の回転（回転数）と回転軸の送り（送り量）の同期にずれが生じ、制御の同時性という点でまだまだ十分とは言えなかった。

本発明は、装置の簡素化、小型化、省スペース化を図り、タップ加工の自由度を高め、タップ加工を精度良く行うことができるタップ加工装置及びタップ加工ユニットを提供する。

本発明の一の態様であるタップ加工装置は、被加工物に対してタップ加工を行うタップ加工装置であって、先端部にタップが設けられる回転軸と回転軸を回転駆動するＩＰＭモータとを有するスピンドル部と、ＩＰＭモータを駆動するモータ駆動器とを備える。モータ駆動器は、ＩＰＭモータの突極性を利用してＩＰＭモータの磁極位置を推定するセンサレス制御によりＩＰＭモータを駆動すると共に、被加工物に対して回転軸を回転軸の軸方向に相対的に移動させるために用いられ、センサレス制御により推定したＩＰＭモータの磁極位置に基づく回転位置信号を生成するよう構成されている。

上記タップ加工装置によれば、モータ駆動器は、ＩＰＭモータの突極性を利用してＩＰＭモータの磁極位置を推定することで、ＩＰＭモータの駆動をセンサレスで制御する。そのため、従来のように、モータの回転位置を検出するエンコーダ等の位置センサが不要となる。これにより、スピンドル部やタップ加工装置の小型化・省スペース化を図ることができる。

また、上述のセンサレス制御により位置センサが不要となることから、位置センサからセンサ信号（回転位置信号）を外部に出力する信号線やその配線も不要となる。そのため、タップ加工装置を簡素化することができ、タップ加工装置の設置の自由度や、回転軸を含むスピンドル部の動作の自由度が高くなる。これにより、タップ加工装置におけるタップ加工の自由度を高めることができる。

そして、モータ駆動器は、ＩＰＭモータをセンサレス制御すると共に、そのセンサレス制御において推定したＩＰＭモータの磁極位置に基づいて回転位置信号を生成する。モータ駆動器により生成した回転位置信号は、被加工物に対する回転軸の相対移動のために用いられる。すなわち、モータ駆動器により生成した回転位置信号を利用して、タップの種類、ピッチ等に応じた回転軸の移動（送り）を制御することができる。そのため、従来のように、位置センサを介して回転位置信号を取得する場合と比較して、ＩＰＭモータの回転制御と回転軸の送り制御の同時性を向上させることができる。これにより、ＩＰＭモータによる回転軸の回転（回転数）と回転軸の送り（送り量）の同期をより一層高め、タップ加工を精度良く行うことができる。

また、上述したように、ＩＰＭモータの回転制御と回転軸の送り制御の同時性を向上させ、より精度の高い同期タップ加工を実現することができる。そのため、従来のように、モータの回転を制御するコントローラと回転軸の送りを制御するコントローラの両方を制御する上位コントローラが不要となる。これにより、タップ加工装置の構成の簡素化を図ることができる。

上記タップ加工装置において、モータ駆動器は、インダクタンス方式のセンサレス制御によりＩＰＭモータを駆動するよう構成されていてもよい。インダクタンス方式のセンサレス制御は、タップ加工のようなモータ低速回転時の磁極位置の推定に適している。そのため、タップ加工を精度良く行うことができる。

また、上記タップ加工装置は、モータ駆動器により生成した回転位置信号を、被加工物に対する回転軸の相対的な移動を制御するための送り信号に変換する信号変換部をさらに備えていてもよい。この場合には、送り信号に基づいて被加工物に対する回転軸の相対的な移動を制御することができ、ＩＰＭモータの回転制御と回転軸の送り制御の同時性をより一層向上させることができる。

また、上記タップ加工装置は、被加工物に対して回転軸を回転軸の軸方向に相対的に移動させるための送り機構と、送り機構を制御する送り制御部とをさらに備え、送り制御部は、送り信号に基づいて送り機構を制御するよう構成されていてもよい。この場合には、ＩＰＭモータによる回転軸の回転と送り機構による回転軸の送りを同期させ、タップ加工を精度良く行うことができる。

本発明の他の態様であるタップ加工ユニットは、被加工物に対してタップ加工を行うタップ加工ユニットであって、先端部にタップが設けられる回転軸と回転軸を回転駆動するＩＰＭモータとを有するスピンドル部と、ＩＰＭモータを駆動するモータ駆動器とを備える。モータ駆動器は、ＩＰＭモータの突極性を利用してＩＰＭモータの磁極位置を推定するセンサレス制御によりＩＰＭモータを駆動すると共に、被加工物に対して回転軸を回転軸の軸方向に相対的に移動させるために用いられ、センサレス制御により推定したＩＰＭモータの磁極位置に基づく回転位置信号を生成するよう構成されている。

上記タップ加工ユニットにおいて、モータ駆動器は、インダクタンス方式のセンサレス制御によりＩＰＭモータを駆動するよう構成されていてもよい。
また、上記タップ加工ユニットは、モータ駆動器により生成した回転位置信号を、被加工物に対する回転軸の相対的な移動を制御するための送り信号に変換する信号変換部をさらに備えていてもよい。

第１実施形態におけるタップ加工装置の構成を示す説明図である。 スピンドル部における軸方向の断面図である。 スピンドル部における軸方向に直交する断面図（図２のＡ－Ａ線断面図）である。 第２実施形態におけるタップ加工装置の構成を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
（第１実施形態）
図１に示すように、本実施形態のタップ加工装置１は、下穴加工をした被加工物Ｗに対してタップ加工（ねじ切り加工）を行うものである。タップ加工装置１は、スピンドル部２、インバータ装置（モータ駆動器）１１、ロボットコントローラ１２及び多関節ロボット（送り機構）１３を備えている。

図２に示すように、スピンドル部２は、ハウジング２１、回転シャフト（回転軸）３、ＩＰＭモータ４等を備えている。ＩＰＭモータ４は、回転シャフト３を回転駆動する３相ブラシレスモータであり、ステータ４１及びロータ４２を備えている。

ステータ４１は、筒状のハウジング２１の内側に収容されている。ロータ４２は、ステータ４１の内側に配置され、回転可能に構成されている。ロータ４２の中心には、回転シャフト３が挿通して固定されている。回転シャフト３は、ロータ４２と一体的に回転可能に構成されている。回転シャフト３の両端部は、ハウジング２１内に設けられた複数の軸受２２により回転可能に支持されている。

回転シャフト３の先端部には、タップ加工に用いられる工具であるタップＴを取り付けて保持するチャック３１が設けられている。チャック３１には、タップＴが取り付けられている。チャック３１は、タップＴ以外にも、タップ加工前の下穴加工に用いられるドリル工具等を取り付け可能に構成されている。すなわち、チャック３１は、タップＴを含む様々な種類の工具を脱着可能に構成されている。

図３に示すように、ＩＰＭモータ４において、ステータ４１は、ステータコア４１１とコイル４１２とを有する。ステータコア４１１は、複数のティース４１３を有する。隣接するティース４１３同士の間のスロット４１４には、３相のコイル４１２が巻回されている。

ロータ４２は、ロータコア４２１と永久磁石４２２とを有する。ロータ４２は、ロータコア４２１の内部に永久磁石４２２が埋め込まれたＩＰＭ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ）型の構造により構成されている。ロータコア４２１の内部には、周方向に複数（４極）の永久磁石４２２が埋め込まれている。ＩＰＭモータ４の極数は適宜変更することができる。

このような構成のＩＰＭモータ４は、突極性を有する。ＩＰＭモータ４は、ｄ軸インダクタンスＬｄとｑ軸インダクタンスＬｑとが異なる。ｄ軸インダクタンスに対するｑ軸インダクタンスの比（Ｌｑ／Ｌｄ）である突極比は、１以外の値であり、１より大きい値である。

図１に示すように、インバータ装置１１は、スピンドル部２のＩＰＭモータ４に動力線を介して電力を供給し、センサレス制御によりＩＰＭモータ４を駆動する。そして、ＩＰＭモータ４の駆動により、ステータ４１の内側でロータ４２を回転させ、ロータ４２と一体である回転シャフト３を回転させる。

ここで、センサレス制御とは、位置センサを用いずにモータ電流や電圧情報からモータの磁極位置を推定してモータの回転を制御するものである。本実施形態では、ＩＰＭモータ４の突極性を利用したインダクタンス方式のセンサレス制御を用いている。

インダクタンス方式は、モータの磁極位置に応じてインダクタンスが変化するため、モータ駆動電流に関係しない高周波電圧をモータに印加してモータ電流を検出し、それらよりインダクタンス変化に起因する位置推定誤差量を算出する。そして、位置推定誤差量をゼロに収束させるようにモータの磁極位置を推定する。

インダクタンス方式の場合、モータの磁極位置の推定精度は、モータに印加する高周波電圧の周波数に依存する。そのため、タップ加工のようなモータを低速回転で使用する際の磁極位置の推定に適している。なお、インダクタンス方式のセンサレス制御によるモータの磁極位置推定の手法については、従来公知の様々な手法を用いることができる。

インバータ装置１１は、スピンドル部２のＩＰＭモータ４をセンサレス制御すると同時に、そのセンサレス制御において推定したＩＰＭモータ４の磁極位置に基づく回転位置信号（パルス又は正弦波）を生成する。すなわち、インバータ装置１１は、センサレス制御によるＩＰＭモータ４の駆動に利用したＩＰＭモータ４の磁極位置情報から回転位置信号を生成する。インバータ装置１１は、生成した回転位置信号をロボットコントローラ１２に出力する。

ここで、磁極位置と回転位置の関係について説明する。上述した磁極位置の推定には、ＩＰＭモータ４のロータ４２のＮ－Ｓ極の位置を表す座標として電気角が用いられる。一方、回転シャフト３の回転位置を表す座標として、回転シャフト３の回転角度である機械角が用いられる。電気角と機械角の関係はモータの磁極数により異なり、磁極数をＰとすると機械角＝電気角×２／Ｐの関係となる。本実施形態では、磁極数が４極であるから、７２０°の電気角に対し機械角は３６０°となる。したがって、ＩＰＭモータ４が正常に駆動（回転）している場合、回転シャフト３の１回転（３６０°の機械角）で、ＩＰＭモータ４側は７２０°の電気角で制御される。

例えば、パルス出力で、ＩＰＭモータ４の電気角１°ごとにインバータ装置１１から１パルス出力する場合、回転シャフト３の１回転で７２０パルス出力される。正弦波（サインカーブ）出力の場合、センサレス制御に使用した信号（パルス信号等）からその分解能（回転シャフト３の１回転当たりの波形数）に応じて正弦波が出力される。このように、電気角と機械角の関係を用いて、ＩＰＭモータ４の磁極位置情報からＩＰＭモータ４の回転位置情報が得られ、その回転位置情報に基づいて回転位置信号が生成・出力される。

ロボットコントローラ１２は、信号変換部１４と送り制御部１５とを有する。信号変換部１４は、ロボットコントローラ１２に内蔵されており、インバータ装置１１から入力された回転位置信号を、タップＴの種類、ピッチ等に応じた回転シャフト３の送り量に基づく送り信号に変換する。

送り制御部１５は、信号変換部１４において変換された送り信号に基づいて多関節ロボット１３の駆動を制御する。具体的には、後述するように、多関節ロボット１３によるスピンドル部２（回転シャフト３）の移動（送り）を制御し、スピンドル部２（回転シャフト３）を所定の送り量で移動させる。

なお、ロボットコントローラ１２としては、スピンドル部２（回転シャフト３）の送りを制御する機能（送り制御部１５）を有する従来公知のロボットコントローラ等を用いることができる。本実施形態のロボットコントローラ１２は、回転位置信号を送り信号に変換する機能（信号変換部１４）をさらに有する。

多関節ロボット１３は、ベース部１３１と、複数のリンク及び関節を有するアーム部１３２とにより構成されている。アーム部１３２の先端部には、スピンドル部２が取り付けられている。スピンドル部２は、アーム部１３２の先端部に連結された固定部１３３によって固定されている。

多関節ロボット１３には、多関節ロボット１３を駆動する複数の駆動モータ（図示略）が内蔵されている。駆動モータとしては、例えば、サーボモータ等が用いられる。複数の駆動モータは、ロボットコントローラ１２の送り制御部１５により制御する。すなわち、多関節ロボット１３の動作は、ロボットコントローラ１２の送り制御部１５により制御する。

多関節ロボット１３は、アーム部１３２の先端部に取り付けられたスピンドル部２を様々な方向に移動させることができる。多関節ロボット１３は、ロボットコントローラ１２の送り制御部１５による複数の駆動モータの制御により、スピンドル部２（回転シャフト３）を回転シャフト３の軸方向に所定の送り量で移動させることができる。本実施形態では、タップ加工の際に、スピンドル部２（回転シャフト３）を垂直方向（上下方向）Ｘに沿って配置し、垂直方向Ｘに移動させる。

次に、本実施形態のタップ加工装置１によるタップ加工について説明する。
図１に示すように、タップ加工前において、スピンドル部２の回転シャフト３は、被加工物Ｗの上方の待機位置にある。回転シャフト３は、垂直方向（上下方向）Ｘに沿って配置されている。なお、タップ加工の対象となる被加工物Ｗは、被加工物Ｗを保持する保持部１６に固定されている。被加工物Ｗには、予め下穴加工が施され、下穴が形成されている。

タップ加工を開始すると、回転シャフト３をねじ切りの回転方向に回転させると共に、スピンドル部２を下方に移動させる。これにより、待機位置にある回転シャフト３を回転させながら下方に移動（前進）させ、回転シャフト３のタップＴを被加工物Ｗの下穴に挿入し、被加工物Ｗの下穴にねじ切りを行う。

回転シャフト３のタップＴにより所定の深さまでねじ切りを行った後、回転シャフト３の回転を一旦停止する。そして、回転シャフト３をねじ切りの回転方向と逆方向に回転させると共に、スピンドル部２を上方に移動させる。これにより、回転シャフト３を回転させながら上方に移動（後退）させ、回転シャフト３のタップＴを被加工物Ｗの下穴から抜き出す。その後、回転シャフト３を待機位置に戻し、回転シャフト３の回転を停止する。以上により、タップ加工が完了し、被加工物Ｗにねじ穴が形成される。

ここで、回転シャフト３のタップＴを被加工物Ｗの下穴に挿入してねじ切りを行う時、インバータ装置１１は、センサレス制御によりＩＰＭモータ４を駆動させ、回転シャフト３をねじ切りの回転方向に回転させる。そして、ＩＰＭモータ４をセンサレス制御すると同時に、そのセンサレス制御において推定したＩＰＭモータ４の磁極位置情報から回転位置信号を生成し、ロボットコントローラ１２に出力する。

ロボットコントローラ１２の信号変換部１４は、回転位置信号をタップＴの種類、ピッチ等に応じた回転シャフト３の送り量に基づく送り信号に変換する。送り制御部１５は、信号変換部１４において変換した送り信号により多関節ロボット１３を駆動させ、スピンドル部２を所定の送り量で下方に移動させる。これにより、回転シャフト３を所定の送り量で下方に移動させる。なお、回転シャフト３のタップＴを被加工物Ｗの下穴から抜き出す時は、これと逆の動作を行う。

次に、本実施形態のタップ加工装置１における作用効果について説明する。
本実施形態のタップ加工装置１によれば、インバータ装置１１は、ＩＰＭモータ４の突極性を利用してＩＰＭモータ４の磁極位置を推定することで、ＩＰＭモータ４の駆動をセンサレスで制御する。そのため、従来のように、モータの回転位置を検出するエンコーダ等の位置センサが不要となる。これにより、スピンドル部２やタップ加工装置１の小型化・省スペース化を図ることができる。

また、上述のセンサレス制御により位置センサが不要となることから、位置センサからセンサ信号（回転位置信号）を外部に出力する信号線やその配線も不要となる。そのため、タップ加工装置１を簡素化することができ、タップ加工装置１の設置の自由度や、回転シャフト３を含むスピンドル部２の動作の自由度が高くなる。これにより、タップ加工装置１におけるタップ加工の自由度を高めることができる。

そして、インバータ装置１１は、ＩＰＭモータ４をセンサレス制御すると共に、そのセンサレス制御において推定したＩＰＭモータ４の磁極位置に基づいて回転位置信号を生成する。インバータ装置１１により生成した回転位置信号は、回転シャフト３の移動のために用いられる。すなわち、インバータ装置１１により生成した回転位置信号を利用して、タップＴの種類、ピッチ等に応じた回転シャフト３の移動（送り）を制御することができる。そのため、従来のように、位置センサを介して回転位置信号を取得する場合と比較して、ＩＰＭモータ４の回転制御と回転シャフト３の送り制御の同時性を向上させることができる。これにより、ＩＰＭモータ４による回転シャフト３の回転（回転数）と回転シャフト３の送り（送り量）の同期をより一層高め、タップ加工を精度良く行うことができる。

また、上述したように、ＩＰＭモータ４の回転制御と回転シャフト３の送り制御の同時性を向上させ、より精度の高い同期タップ加工を実現することができる。そのため、従来のように、モータの回転を制御するコントローラと回転軸の送りを制御するコントローラの両方を制御する上位コントローラが不要となる。これにより、タップ加工装置１の構成の簡素化を図ることができる。

また、従来のように、エンコーダ等の位置センサを使用する場合、信号線を介して外部に出力する回転位置信号の信号電流は微弱なため、外来ノイズ（特に放射ノイズ）に対する耐性が低い。そのため、使用環境の制限やノイズ対策が必要になる場合がある。一方、本実施形態のタップ加工装置１は、センサレス制御によって上述の信号線が不要となり、スピンドル部２（ＩＰＭモータ４）とインバータ装置１１との間の動力線の電流（電圧）によって回転位置信号を得ることから、外来ノイズの影響を受けにくくなる。そのため、従来と比較して使用環境の制限が緩和され、ノイズ対策による負担が低くなる。

本実施形態のタップ加工装置１において、インバータ装置１１は、インダクタンス方式のセンサレス制御によりＩＰＭモータ４を駆動するよう構成されている。インダクタンス方式のセンサレス制御は、タップ加工のようなモータ低速回転時の磁極位置の推定に適している。そのため、タップ加工を精度良く行うことができる。

また、タップ加工装置１は、インバータ装置１１により生成した回転位置信号を、回転シャフト３の移動を制御するための送り信号に変換する信号変換部１４をさらに備えている。そのため、送り信号に基づいて回転シャフト３の移動を制御することができ、ＩＰＭモータ４の回転制御と回転シャフト３の送り制御の同時性をより一層向上させることができる。

また、タップ加工装置１は、回転シャフト３を回転シャフト３の軸方向に移動させるための多関節ロボット１３と、多関節ロボット１３を制御する送り制御部１５とをさらに備えている。送り制御部１５は、送り信号に基づいて多関節ロボット１３を制御するよう構成されている。そのため、ＩＰＭモータ４による回転シャフト３の回転と多関節ロボット１３による回転シャフト３の送りを同期させ、タップ加工を精度良く行うことができる。

（第２実施形態）
本実施形態は、図４に示すように、タップ加工装置１において、信号変換部１４の構成を変更した例である。なお、第１実施形態と同様の構成及び作用効果については説明を省略する。

タップ加工装置１は、スピンドル部２、インバータ装置１１、信号変換部１４、ロボットコントローラ１２及び多関節ロボット１３を備えている。信号変換部１４は、独立したユニットとして構成されている。インバータ装置１１は、生成した回転位置信号を信号変換部１４に出力する。信号変換部１４は、インバータ装置１１から入力された回転位置信号を送り信号に変換し、ロボットコントローラ１２に出力する。ロボットコントローラ１２の送り制御部１５は、信号変換部１４から入力された送り信号に基づいて多関節ロボット１３の駆動を制御する。なお、信号変換部１４としては、回転位置信号を送り信号に変換する機能を有する従来公知の信号変換装置等を用いることができる。

（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。

（１）上記実施形態では、回転シャフト３の先端部に設けられたチャック３１にタップＴ及びその他の工具を取り付けることができるよう構成されているが、例えば、回転軸の先端部にタップが固定されている構成としてもよい。

（２）上記実施形態では、多関節ロボット１３によるスピンドル部２の回転シャフト３を移動させる方向（タップ加工を行う方向）を垂直方向（上下方向）Ｘとしたが、送り機構により回転軸を移動させる方向は、垂直方向だけではなく、水平方向であってもよいし、その他の方向であってもよい。

（３）上記実施形態では、送り機構として多関節ロボット１３を用いたが、例えば、従来公知のボールねじを用いた送り軸等を用いてもよい。

（４）上記実施形態では、保持部１６により固定された状態の被加工物Ｗに対してスピンドル部２（回転シャフト３）を多関節ロボット１３により移動させたが、被加工物に対して回転軸を相対的に移動させる態様としては、上記実施形態のように、固定された状態の被加工物に対して回転軸を移動させる態様（第１の態様）、固定された状態の回転軸に対して被加工物を移動させる態様（第２の態様）、回転軸及び被加工物を互いに移動させる態様（第３の態様）を採用することができる。回転軸や被加工物は送り機構により移動させることができる。第３の態様は構成や制御が複雑となるため、第１の態様や第２の態様を採用することが好ましい。第２の態様としては、例えば、スピンドル部（回転軸）を固定した状態で、被加工物を送り機構により移動させる構成とすることができる。

（５）上記実施形態では、インバータ装置１１によるＩＰＭモータ４のセンサレス制御としてインダクタンス方式を用いたが、モータ回転時の逆起電力を利用した誘起電圧方式を用いてもよい。誘起電圧方式は、モータの回転により発生する逆起電力がモータの磁極位置に応じて変化するため、モータの速度に比例する誘起電圧を、モータへの入力電圧と電流より演算し、電圧誤差をゼロに収束させるようにモータの磁極位置を推定する。モータの回転数に比例して推定精度が向上するため、モータ高速回転時の磁極位置推定に適している。なお、誘起電圧方式のセンサレス制御によるモータの磁極位置推定の手法については、従来公知の様々な手法を用いることができる。

（６）上記実施形態では、信号変換部１４がロボットコントローラ１２に内蔵されていたり（信号変換部１４と送り制御部１５とが一体的に構成されていたり）、独立したユニットとして構成されていたりするが、信号変換部は、例えば、モータ駆動器としての機能を有するインバータ装置に内蔵又は付加されるようにしてもよい（信号変換部とモータ駆動器とが一体的に構成されていてもよい）。

（７）上記実施形態では、タップ加工装置１の構成例を示したが、例えば、少なくともスピンドル部及びモータ駆動器を備える構成をタップ加工ユニットとして構成することもできる。

（８）上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。

１…タップ加工装置、２…スピンドル部、３…回転シャフト（回転軸）、４…ＩＰＭモータ、１１…インバータ装置（モータ駆動器）、１３…多関節ロボット（送り機構）、１４…信号変換部、１５…送り制御部、Ｔ…タップ、Ｗ…被加工物

Claims (7)

1. 被加工物に対してタップ加工を行うタップ加工装置であって、
   先端部にタップが設けられる回転軸と前記回転軸を回転駆動するＩＰＭモータとを有するスピンドル部と、
   前記ＩＰＭモータを駆動するモータ駆動器と、を備え、
   前記モータ駆動器は、前記ＩＰＭモータの突極性を利用して前記ＩＰＭモータの磁極位置を推定するセンサレス制御により前記ＩＰＭモータを駆動すると共に、前記被加工物に対して前記回転軸を前記回転軸の軸方向に相対的に移動させるために用いられ、センサレス制御により推定した前記ＩＰＭモータの磁極位置に基づく回転位置信号を生成するよう構成されている、タップ加工装置。
2. 前記モータ駆動器は、インダクタンス方式によるセンサレス制御により前記ＩＰＭモータを駆動するよう構成されている、請求項１に記載のタップ加工装置。
3. 前記モータ駆動器により生成した前記回転位置信号を、前記被加工物に対する前記回転軸の相対的な移動を制御するための送り信号に変換する信号変換部をさらに備える、請求項１又は２に記載のタップ加工装置。
4. 前記被加工物に対して前記回転軸を前記回転軸の軸方向に相対的に移動させるための送り機構と、前記送り機構を制御する送り制御部と、をさらに備え、前記送り制御部は、前記送り信号に基づいて前記送り機構を制御するよう構成されている、請求項３に記載のタップ加工装置。
5. 被加工物に対してタップ加工を行うタップ加工ユニットであって、
   先端部にタップが設けられる回転軸と前記回転軸を回転駆動するＩＰＭモータとを有するスピンドル部と、
   前記ＩＰＭモータを駆動するモータ駆動器と、を備え、
   前記モータ駆動器は、前記ＩＰＭモータの突極性を利用して前記ＩＰＭモータの磁極位置を推定するセンサレス制御により前記ＩＰＭモータを駆動すると共に、前記被加工物に対して前記回転軸を前記回転軸の軸方向に相対的に移動させるために用いられ、センサレス制御により推定した前記ＩＰＭモータの磁極位置に基づく回転位置信号を生成するよう構成されている、タップ加工ユニット。
6. 前記モータ駆動器は、インダクタンス方式によるセンサレス制御により前記ＩＰＭモータを駆動するよう構成されている、請求項５に記載のタップ加工ユニット。
7. 前記モータ駆動器により生成した前記回転位置信号を、前記被加工物に対する前記回転軸の相対的な移動を制御するための送り信号に変換する信号変換部をさらに備える、請求項５又は６に記載のタップ加工ユニット。