特許 5703639 工具径調整装置を備える工作機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5703639

(24)【登録日】2015年3月6日

(45)【発行日】2015年4月22日

(54)【発明の名称】工具径調整装置を備える工作機械

(51)【国際特許分類】

   B23B 39/00 20060101AFI20150402BHJP

   B23B 49/00 20060101ALI20150402BHJP

   B23B 29/034 20060101ALI20150402BHJP

   B23Q 3/157 20060101ALI20150402BHJP

【ＦＩ】

   B23B39/00 B

   B23B49/00 B

   B23B29/034 A

   B23B29/034 B

   B23Q3/157 C

【請求項の数】5

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2010-199116(P2010-199116)

(22)【出願日】2010年9月6日

(65)【公開番号】特開2012-55983(P2012-55983A)

(43)【公開日】2012年3月22日

【審査請求日】2013年8月21日

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000001247

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト

(74)【代理人】

【識別番号】100089082

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 脩

(74)【代理人】

【識別番号】100130188

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 喜一

(74)【代理人】

【識別番号】100190333

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 群司

(72)【発明者】

【氏名】中村 英士

(72)【発明者】

【氏名】沢木 典一

(72)【発明者】

【氏名】門田 昭彦

(72)【発明者】

【氏名】横山 孝司

【審査官】 小川 真

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−２５９９７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２８８６３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−０６４２１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３１１５１７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｂ ２９／０３４

Ｂ２３Ｂ ３９／００

Ｂ２３Ｂ ４９／００

Ｂ２３Ｑ ３／１５７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

工具を装着可能な主軸装置と、
工具径を調整可能なボーリングホルダを含む複数の前記工具を収容可能し、工具交換割出位置と、前記工具交換割出位置と異なる工具径調整割出位置とに割出可能な工具マガジンと、
前記工具マガジンのうち前記工具交換割出位置に位置する前記工具と前記主軸装置に装着されている前記工具とを交換する工具交換装置と、
前記工具マガジンから取り出された前記ボーリングホルダの工具径を調整すると共に、前記主軸装置の動作および前記工具交換装置の動作を行うための加工プログラムの実行に対して並列して前記ボーリングホルダの工具径の調整動作を行うことが可能な工具径調整装置と、
前記工具マガジンのうち前記工具径調整割出位置に位置する前記ボーリングホルダを前記工具マガジンから取り出して前記工具径調整装置へ搬送すると共に、前記工具径調整装置により工具径を調整した前記ボーリングホルダを前記工具径調整装置から前記工具マガジンに戻す搬送装置と、
前記工具交換装置による工具交換処理の実行中であるか否かを判定し、前記工具交換処理の実行中でない場合に、前記搬送装置による前記ボーリングホルダの前記工具マガジンからの取出動作および工具径を調整した前記ボーリングホルダの戻し動作を行う搬送制御装置と、
を備え、
前記工具マガジンは、収容する前記工具の工具軸方向が水平方向となるように前記工具を収容し、
前記工具径調整装置は、工具軸方向が鉛直方向であり工具先端が上方を向くように前記ボーリングホルダを保持し、当該向きにて保持した状態で工具径を調整し、
前記搬送装置は、前記工具マガジンと前記工具径調整装置との間にて前記ボーリングホルダを搬送し、前記ボーリングホルダを搬送する際に前記ボーリングホルダの工具軸方向を水平方向から鉛直方向へまたは鉛直方向から水平方向へ方向変換する、工具径調整装置を備える工作機械。

【請求項2】

工具を装着可能な主軸装置と、
工具径を調整可能なボーリングホルダを含む複数の前記工具を収容可能し、工具交換割出位置と、前記工具交換割出位置と異なる工具径調整割出位置とに割出可能な工具マガジンと、
前記工具マガジンのうち前記工具交換割出位置に位置する前記工具と前記主軸装置に装着されている前記工具とを交換する工具交換装置と、
前記工具マガジンから取り出された前記ボーリングホルダの工具径を調整すると共に、前記主軸装置の動作および前記工具交換装置の動作を行うための加工プログラムの実行に対して並列して前記ボーリングホルダの工具径の調整動作を行うことが可能な工具径調整装置と、
前記工具マガジンのうち前記工具径調整割出位置に位置する前記ボーリングホルダを前記工具マガジンから取り出して前記工具径調整装置へ搬送すると共に、前記工具径調整装置により工具径を調整した前記ボーリングホルダを前記工具径調整装置から前記工具マガジンに戻す搬送装置と、
前記工具交換装置による工具交換処理の実行中であるか否かを判定し、前記工具交換処理の実行中でない場合に、前記搬送装置による前記ボーリングホルダの前記工具マガジンからの取出動作および工具径を調整した前記ボーリングホルダの戻し動作を行う搬送制御装置と、
を備え、
前記ボーリングホルダは、工具径を調整する粗動調整機構と、前記粗動調整機構による調整精度に比べて高い調整精度を有する微動調整機構とを備え、
前記工具径調整装置は、前記ボーリングホルダの前記粗動調整機構による工具径の粗動調整であり、粗動調整後の前記ボーリングホルダの工具径を計測して微動調整量を算出し、
前記微動調整機構は、前記主軸装置に前記ボーリングホルダが装着された状態で、前記工具径調整装置により算出された前記微動調整量に基づいて前記ボーリングホルダの工具径の微動調整を行う工具径調整装置を備える工作機械。

【請求項3】

請求項１において、
前記ボーリングホルダは、工具径を調整する粗動調整機構と、前記粗動調整機構による調整精度に比べて高い調整精度を有する微動調整機構とを備え、
前記工具径調整装置は、前記ボーリングホルダの前記粗動調整機構による工具径の粗動調整であり、粗動調整後の前記ボーリングホルダの工具径を計測して微動調整量を算出し、
前記微動調整機構は、前記主軸装置に前記ボーリングホルダが装着された状態で、前記工具径調整装置により算出された前記微動調整量に基づいて前記ボーリングホルダの工具径の微動調整を行う工具径調整装置を備える工作機械。

【請求項4】

請求項１〜３の何れか一項において、
前記搬送制御装置は、前記工具交換装置による前記工具交換処理の実行開始までの時間が予め設定された時間以上あるかを判定し、前記工具交換処理の実行開始までの時間が前記設定時間以上ある場合に、前記搬送装置による前記ボーリングホルダの前記工具マガジンからの取出動作および工具径を調整した前記ボーリングホルダの戻し動作を行う工具径調整装置を備える工作機械。

【請求項5】

請求項４において、
前記工作機械は、前記ボーリングホルダにおける現在の工具径と当該ボーリングホルダに対する指令工具径に基づいて当該ボーリングホルダの工具径の調整を行うか否かを判定する主制御装置を備え、
前記搬送制御装置は、前記主制御装置により工具径調整を行うと判定された前記ボーリングホルダに対して、前記取出動作を行う工具径調整装置を備える工作機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、工具径を調整可能なボーリングホルダに対して工具径調整を行う工具径調整装置を備える工作機械に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、工具径を調整可能なボーリングホルダとして、例えば、特許文献１、２に記載されたものがある。これらのボーリングホルダは、マシニングセンタなどの工作機械の主軸に取り付けた状態で、工具径の調整を行っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７−２８３４６９号公報

【特許文献2】特開２００３−３１１５１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、工作機械の主軸にボーリングホルダを取り付けた状態で工具径を調整すると、工具径を調整している間は、工作物の加工を行うことができない。そのため、非加工時間が長くなり、結果として加工サイクルタイムが長くなってしまう。

【0005】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、加工時間に影響を与えることなく、工具径の調整を行うことができる工具径調整装置を備える工作機械を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

（請求項１）第一の発明は、工具を装着可能な主軸装置と、工具径を調整可能なボーリングホルダを含む複数の前記工具を収容可能し、工具交換割出位置と、前記工具交換割出位置と異なる工具径調整割出位置とに割出可能な工具マガジンと、前記工具マガジンのうち前記工具交換割出位置に位置する前記工具と前記主軸装置に装着されている前記工具とを交換する工具交換装置と、前記工具マガジンから取り出された前記ボーリングホルダの工具径を調整すると共に、前記主軸装置の動作および前記工具交換装置の動作を行うための加工プログラムの実行に対して並列して前記ボーリングホルダの工具径の調整動作を行うことが可能な工具径調整装置と、前記工具マガジンのうち前記工具径調整割出位置に位置する前記ボーリングホルダを前記工具マガジンから取り出して前記工具径調整装置へ搬送すると共に、前記工具径調整装置により工具径を調整した前記ボーリングホルダを前記工具径調整装置から前記工具マガジンに戻す搬送装置と、前記工具交換装置による工具交換処理の実行中であるか否かを判定し、前記工具交換処理の実行中でない場合に、前記搬送装置による前記ボーリングホルダの前記工具マガジンからの取出動作および工具径を調整した前記ボーリングホルダの戻し動作を行う搬送制御装置とを備える。
前記工具マガジンは、収容する前記工具の工具軸方向が水平方向となるように前記工具を収容し、前記工具径調整装置は、工具軸方向が鉛直方向であり工具先端が上方を向くように前記ボーリングホルダを保持し、当該向きにて保持した状態で工具径を調整し、前記搬送装置は、前記工具マガジンと前記工具径調整装置との間にて前記ボーリングホルダを搬送し、前記ボーリングホルダを搬送する際に前記ボーリングホルダの工具軸方向を水平方向から鉛直方向へまたは鉛直方向から水平方向へ方向変換する、工具径調整装置を備える。
（請求項２）また、第二の本発明は、工具を装着可能な主軸装置と、工具径を調整可能なボーリングホルダを含む複数の前記工具を収容可能し、工具交換割出位置と、前記工具交換割出位置と異なる工具径調整割出位置とに割出可能な工具マガジンと、前記工具マガジンのうち前記工具交換割出位置に位置する前記工具と前記主軸装置に装着されている前記工具とを交換する工具交換装置と、前記工具マガジンから取り出された前記ボーリングホルダの工具径を調整すると共に、前記主軸装置の動作および前記工具交換装置の動作を行うための加工プログラムの実行に対して並列して前記ボーリングホルダの工具径の調整動作を行うことが可能な工具径調整装置と、前記工具マガジンのうち前記工具径調整割出位置に位置する前記ボーリングホルダを前記工具マガジンから取り出して前記工具径調整装置へ搬送すると共に、前記工具径調整装置により工具径を調整した前記ボーリングホルダを前記工具径調整装置から前記工具マガジンに戻す搬送装置と、前記工具交換装置による工具交換処理の実行中であるか否かを判定し、前記工具交換処理の実行中でない場合に、前記搬送装置による前記ボーリングホルダの前記工具マガジンからの取出動作および工具径を調整した前記ボーリングホルダの戻し動作を行う搬送制御装置とを備える。
前記ボーリングホルダは、工具径を調整する粗動調整機構と、前記粗動調整機構による調整精度に比べて高い調整精度を有する微動調整機構とを備え、前記工具径調整装置は、前記ボーリングホルダの前記粗動調整機構による工具径の粗動調整であり、粗動調整後の前記ボーリングホルダの工具径を計測して微動調整量を算出し、前記微動調整機構は、前記主軸装置に前記ボーリングホルダが装着された状態で、前記工具径調整装置により算出された前記微動調整量に基づいて前記ボーリングホルダの工具径の微動調整を行う。
（請求項３）第一の発明において、前記ボーリングホルダは、工具径を調整する粗動調整機構と、前記粗動調整機構による調整精度に比べて高い調整精度を有する微動調整機構とを備え、前記工具径調整装置は、前記ボーリングホルダの前記粗動調整機構による工具径の粗動調整であり、粗動調整後の前記ボーリングホルダの工具径を計測して微動調整量を算出し、前記微動調整機構は、前記主軸装置に前記ボーリングホルダが装着された状態で、前記工具径調整装置により算出された前記微動調整量に基づいて前記ボーリングホルダの工具径の微動調整を行う。

【0007】

（請求項４）第一、第二の発明において、前記搬送制御装置は、前記工具交換装置による前記工具交換処理の実行開始までの時間が予め設定された時間以上あるかを判定し、前記工具交換処理の実行開始までの時間が前記設定時間以上ある場合に、前記搬送装置による前記ボーリングホルダの前記工具マガジンからの取出動作および工具径を調整した前記ボーリングホルダの戻し動作を行う。
（請求項５）第一、第二の発明において、前記工作機械は、前記ボーリングホルダにおける現在の工具径と当該ボーリングホルダに対する指令工具径に基づいて当該ボーリングホルダの工具径の調整を行うか否かを判定する主制御装置を備え、前記搬送制御装置は、前記主制御装置により工具径調整を行うと判定された前記ボーリングホルダに対して、前記取出動作を行う。

【発明の効果】

【0010】

（請求項１）本発明によれば、工具マガジンにおいて、工具径調整割出位置を工具交換割出位置と異なる位置としている。さらに、工具径調整装置は、主軸装置の動作および工具交換装置の動作を行うための加工プログラムの実行に対して並列してボーリングホルダの工具径の調整動作を行うことができる。さらに、搬送制御装置は、工具交換装置による工具交換処理の実行中であるか否かを判定し、工具交換処理の実行中でない場合に、搬送装置によるボーリングホルダの工具マガジンからの取出動作および工具径を調整したボーリングホルダの戻し動作を行う。これらによって、工具径調整装置の動作、および、搬送装置の動作は、加工プログラムの処理に影響を与えることなく実行できる。従って、ボーリングホルダの工具径を調整することがあっても、加工サイクルタイムが長くなることを抑制できる。
さらに、工具径調整装置にボーリングホルダが配置される状態においては、ボーリングホルダの工具軸方向が鉛直方向となるようにしている。これにより、人間が新たなボーリングホルダを工具マガジンに投入する場合に、工具径調整装置に配置することで、搬送装置を動作させることで、工具マガジンに投入することができる。特に、工具径を調整可能なボーリングホルダの質量は大きいものがある。そのため、大質量のボーリングホルダを工具マガジンに直接配置するために工具軸方向を水平方向に搬送し装着することは容易ではない。これに対して、大質量のボーリングホルダであっても、工具軸方向を鉛直方向に搬送し装着することは比較的容易である。つまり、大質量のボーリングホルダを工具マガジンに投入する場合に、当該ボーリングホルダを工具径調整装置に介して工具マガジンに投入することにより、容易となる。
（請求項２，３）本発明によれば、粗動調整機構と微動調整機構を有するボーリングホルダを対象としている。ここで、工具径の微動調整は、主軸装置にボーリングホルダを装着した状態で行う方が、より高精度に行うことができる。一方、工具径の粗動調整は、ボーリングホルダを主軸装置に装着した状態で行う必要はない。そこで、この粗動調整について、工具マガジンから取り出して加工プログラムの処理に影響を与えないように実行することで、所望の工具径調整を行うことができる。

【0011】

（請求項４）本発明によれば、工具交換処理の実行開始までの時間が設定時間以上ある場合に、搬送装置による動作が行われるようにしている。従って、搬送装置により、ボーリングホルダの工具マガジンからの取出動作および工具径を調整したボーリングホルダの戻し動作を行っている最中に、工具交換装置により工具交換を行う状態となることを抑制できる。つまり、搬送装置による動作が、工具交換装置による工具交換動作に影響を与えることなく実行できる。その結果、加工サイクルタイムに影響を与える工具交換時間が長くなることを抑制できる。
（請求項５）本発明によれば、例えば、指令工具径が現在工具径に一致する場合には工具径調整装置による工具径の調整を行う必要がないため、工具径調整を行わないようにできる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】ボーリングホルダの軸方向の部分断面図である。

【図2】粗動調整機構の軸方向の拡大断面図である。

【図3】図２のＡ−Ａ断面図である。

【図4】微動調整機構を調整した状態を示すボーリングホルダの軸方向の部分断面図である。

【図5】粗動調整機構の動作：連結工程を示す図である。

【図6】粗動調整機構の動作：アンクランプ工程を示す図である。

【図7】粗動調整機構の動作：当接工程を示す図である。

【図8】粗動調整機構の動作：調整工程を示す図である。

【図9】粗動調整機構の動作：クランプ工程を示す図である。

【図10】図９のＢ−Ｂ断面図である。

【図11】工作機械の正面図（主軸の軸方向から見た図）である。

【図12】工作機械の平面図、図１１の上方から見た図である。

【図13】搬送装置および工具径調整装置の部分の拡大平面図である。

【図14】搬送装置および工具径調整装置を図１３のＣ方向から見た図である。

【図15】工具径調整装置を図１４のＤ方向から見た図である。

【図16】搬送装置を図１４のＥ方向から見た図である。

【図17】メインプログラム処理を示すフローチャートである。

【図18】サブプログラムの処理を示すフローチャートである。

【図19】ジョブセット処理を示すフローチャートである。

【図20】工具取出処理を示すフローチャートである。

【図21】工具戻し処理を示すフローチャートである。

【図22】搬送制御装置の処理及び工具径調整装置による工具径調整の処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

（ボーリングホルダの構成）
ボーリングホルダ１の構成について、図１〜図３を参照して説明する。図１に示すように、ボーリングホルダ１は、軸線周りに回転可能な主軸２に保持されて工作物に穴などを加工する工具であって、工具径を調整可能とされている。ここで、各図において、ボーリングホルダ１のうち主軸２側を基端側といい、ボーリングホルダ１のうち刃具７０が設けられる側を先端側という。

【0016】

ボーリングホルダ１は、被保持部１０と、微動調整機構２０と、粗動調整機構５０と、刃具７０とを備えている。被保持部１０は、基端側に向かって細くなるようなテーパ状に形成されたテーパシャンク部１１と、テーパシャンク部１１の最基端に設けられたプルスタッド１２とを備えている。テーパシャンク部１１は、主軸２のテーパ穴に挿入され、プルスタッド１２は、主軸２のコレット（図示せず）により把持される。このようにして、被保持部１０は、主軸２に保持されている。また、テーパシャンク部１１の中心には、軸線方向に延びる空気流路１３が形成されている。この空気流路１３には、主軸２側から空気が供給される。主軸２側から供給される空気は、主制御装置（図示せず）によって圧力を制御される。

【0017】

微動調整機構２０は、被保持部１０の先端側に取り付けられており、刃具７０の軸線からの位置、すなわち工具径を微動調整することができる装置である。この微動調整機構２０は、基端ボディ部２１と、弾性変形部４１とを備えている。

【0018】

基端ボディ部２１は、被保持部１０の先端側に一体的に結合されており、内部に空油圧変換部２２が形成されている。空油圧変換部２２は、次のように構成されている。被保持部１０の空気流路１３の先端側に連通する第一シリンダ２３が形成されている。この第一シリンダ２３内に第一ピストン２４が、摺動シール２５を介して、軸線方向（図１の上下方向に）に往復スライド可能に収容されている。また、第一ピストン２４のうち先端側には、連結ロッド２６を介して第二ピストン２７が連結されている。この第二ピストン２７は、第一シリンダ２３の先端側に連通する小径の第二シリンダ２８内に、摺動シール２９を介して、軸線方向に往復スライド可能に収容されている。

【0019】

第二ピストン２７の先端側は、作動油が充填される作動油空間３０を形成しており、被保持部１０の空気流路１３を通して空気圧が第一ピストン２４に作用することで、第一ピストン２４が先端側に移動し、これに伴い第二ピストン２７が先端側に移動することで、作動油空間３０内の油圧が増圧される。このようにして、空油圧変換部２２は、被保持部１０の空気流路１３から供給される空気圧を、油圧に変換させると共に増圧している。作動油空間３０の先端側には、連通路３１が連通して形成されている。

【0020】

弾性変形部４１は、基端ボディ部２１の先端側に、次のように構成されている。弾性変形部４１の内部には、パワーユニット４２が設けられている。パワーユニット４２は、凸ブロック４３と凹ブロック４４との間に油圧空間４５が形成され、この油圧空間４５と基端ボディ部２１の連通路３１とが、弾性変形部４１の本体および凹ブロック４４に形成してある油通路４６を通して連通している。さらに、弾性変形部４１にはＳ字状のスリット４７が形成されており、油圧空間４５に油圧が作用すると、弾性変形部４１における先端側の微動部４８は、弾性変形することにより、弾性変形部４１のうち基端ボディ部２１側に対して、図１の左方向にシフトする。

【0021】

粗動調整機構５０は、微動調整機構２０の先端側に取り付けられており、刃具７０の軸線からの位置、すなわち工具径を粗調整することができる装置である。この粗動調整機構５０による工具径の調整可能量は、微動調整機構２０による工具径の調整可能量よりも大きい。この粗動調整機構５０は、粗動ハウジング５１と、粗動移動体５２と、カウンタウエイト５３と、ピニオン軸５４と、流体受給ポート５５と、空油圧変換部５６と、クランプ部５７と、付勢力発生部５８とを備えている。

【0022】

粗動ハウジング５１は、微動調整機構２０の弾性変形部４１の微動部４８に取り付けられている。つまり、粗動ハウジング５１は、弾性変形部４１の微動部４８が径方向にシフトした場合には、その動作に伴って径方向にシフトする。

【0023】

粗動移動体５２は、主として円柱状に形成されている。なお、粗動移動体５２は、円柱状に限られるものではなく、例えば、角柱状に形成されるようにしてもよい。この粗動移動体５２の先端側（ボーリングホルダ１の径方向外側）に刃具７０が設けられている。粗動移動体５２の外周面には、円柱の中心軸方向に直交する方向へ延在する溝５２ａが、円柱の中心軸方向に複数（４個）並設されている。例えば、図１においては、４個の溝５２ａを形成した図を示している。この溝５２ａは、周方向において全範囲に形成される必要はなく、所定の位相範囲のみに形成することで足りる。このように形成された粗動移動体５２は、粗動ハウジング５１の先端側であって径方向に向かって貫通形成されている円形孔５１ａのうち一方開口側（図１の右側）に、往復スライド可能に嵌挿されている。この粗動移動体５２の粗動ハウジング５１に対する径方向の移動量（粗動調整量）は、微動調整機構２０の弾性変形部４１における微動部４８の微動調整量より大きい。

【0024】

そして、粗動移動体５２の外周面の溝５２ａが、図１の上側（ボーリングホルダ１の基端側）を向くように配置され、かつ、粗動移動体５２がその円柱軸周りに回転しないように回り止めされている。さらに、粗動移動体５２の円柱状の基端部には、さらに円柱軸方向に延長されるように移動体側ラック部５２ｂが一体的に形成されている。この移動体側ラック部５２ｂは、ラック＆ピニオン機構の一部を構成するものであり、後述するピニオン軸５４に噛合している。つまり、ピニオン軸５４が回転すると、粗動移動体５２は図１の左右方向に移動する。

【0025】

さらに、粗動移動体５２の先端側には、基端側に向かって突出する基準部５２ｃが設けられている。この基準部５２ｃのうちボーリングホルダ１の径方向外側面は、ボーリングホルダ１の径方向を法線方向とする平面状に形成されている。そして、基準部５２ｃは、常に粗動ハウジング５１の外部に露出する位置に位置している。この基準部５２ｃは、粗動調整を行う際に用いるものであって、後述する粗動調整ユニット８０に設けられる位置調整用基準部材８３に当接させるための部材である。

【0026】

カウンタウエイト５３は、粗動移動体５２の偏心運動によって生じる不均一な荷重を吸収するためのものである。つまり、カウンタウエイト５３の形状や位置は、粗動移動体５２および刃具７０による慣性モーメントと等価な慣性モーメントを有するように設定される。本実施形態においては、カウンタウエイト５３は、全体としてほぼ円柱状に形成されており、粗動移動体５２の質量とほぼ同程度の質量を有している。

【0027】

ここで、このカウンタウエイト５３は、慣性モーメントを調整することができるような機構を有している。具体的には、カウンタウエイト５３は、ウエイト本体５３ａと、調整用ウエイト５３ｂとを備えている。調整用ウエイト５３ｂは、例えば、ねじなどにより、ウエイト本体５３ａに対してカウンタウエイト５３のスライド方向に相対移動可能に設けられている。つまり、調整用ウエイト５３ｂのウエイト本体５３ａに対する位置を調整することで、例えば、刃具７０の交換などにより、粗動移動体５２および刃具７０の慣性モーメントが変更された場合に、カウンタウエイト５３全体としてこれに等価な慣性モーメントを有するようにできる。また、カウンタウエイト５３は、円柱状に限られるものではなく、例えば、角柱状に形成されるようにしてもよい。

【0028】

このカウンタウエイト５３は、粗動ハウジング５１の先端側に貫通形成されている円形孔５１ａのうち他方開口側（図１の左側）に、往復スライド可能に嵌挿されている。そして、カウンタウエイト５３は、その円柱軸周りに回転しないように粗動ハウジング５１に回り止めされている。カウンタウエイト５３の円柱状の基端部には、さらに円柱軸方向に延長されるようにウエイト側ラック部５３ｃが一体的に形成されている。このウエイト側ラック部５３ｃは、ラック＆ピニオン機構の一部を構成するものであり、後述するピニオン軸５４に噛合している。つまり、ピニオン軸５４が回転すると、カウンタウエイト５３は図１の左右方向に移動する。

【0029】

ピニオン軸５４は、粗動ハウジング５１の先端側に貫通形成されている円形孔５１ａのほぼ中央に、粗動ハウジング５１の回転軸線回りに回転可能に支持されている。そして、ピニオン軸５４は、移動体側ラック部５２ｂとウエイト側ラック部５３ｃに噛合している。そして、図３において、ピニオン軸５４が左回りに回転すると、移動体側ラック部５２ｂが図３の右側、すなわち粗動移動体５２が径方向外側に移動し、かつ、ウエイト側ラック部５３ｃが図３の左側、すなわちカウンタウエイト５３が粗動移動体５２の移動方向とは反対側の径方向外側に移動する。一方、ピニオン軸５４が右回りに回転すると、移動体側ラック部５２ｂが図３の左側、すなわち粗動移動体５２が径方向内側に移動し、かつ、ウエイト側ラック部５３ｃが図３の右側、すなわちカウンタウエイト５３が粗動移動体５２の移動方向とは反対側の径方向内側に移動する。つまり、ピニオン軸５４が回転すると、粗動移動体５２とカウンタウエイト５３は、同期して、両者が反対方向に連動する。

【0030】

流体受給ポート５５は、粗動ハウジング５１の基端側の外周面に設けられている。この流体受給ポート５５は、外部の粗動調整ユニット８０に連結され、粗動調整ユニット８０から供給される空気圧を供給される。さらに、流体受給ポート５５は、第一ポートと第二ポートを有している。第一ポートは、後述する空気滞留空間５１ｂ側へ空気を供給するポートであって、第二ポートは、後述する空油圧変換部５６側へ空気を供給するポートである。

【0031】

ここで、粗動ハウジング５１には、粗動移動体５２の基端（ボーリングホルダ１の径方向内側の端部）とカウンタウエイト５３の基端（ボーリングホルダ１の径方向内側の端部）との間には、空気滞留空間５１ｂが形成されている。この空気滞留空間５１ｂと流体受給ポート５５の第一ポートとの間には、両者を連通する空気流路５１ｃが形成されている。つまり、空気滞留空間５１ｂには、粗動調整ユニット８０から供給される空気圧によって粗動移動体５２とカウンタウエイト５３が動作する。具体的には、粗動調整ユニット８０から空気圧が供給されて空気滞留空間５１ｂの空気圧が高まると、粗動移動体５２は、径方向外側、すなわち刃具７０の位置が回転軸線から遠ざかる方向へスライドする。粗動移動体５２の動作と同時にかつ連動して、カウンタウエイト５３が径方向外側へスライドする。また、空気滞留空間５１ｂに供給された空気は、粗動ハウジング５１の円形孔５１ａと粗動移動体５２との間に形成されている僅かな隙間、および、当該円形孔５１ａとカウンタウエイト５３との間に形成されている僅かな隙間から外部へ排出される。

【0032】

空油圧変換部５６は、粗動ハウジング５１の内部に形成され、後述する粗動調整ユニット８０から流体受給ポート５５の第二ポートを介して供給される空気圧を油圧に変換している。この空油圧変換部５６は、粗動ハウジング５１の内部に径方向に向かって形成された段付きシリンダ５６ａと、この段付きシリンダ５６ａ内に径方向に往復スライド可能に収容されているピストン５６ｂとを備えている。ピストン５６ｂは、大径円盤部と小径ロッド部とを有している。段付きシリンダ５６ａのうちピストン５６ｂの大径円盤部より図２の右側空間には、流体受給ポート５５から空気圧が供給される。また、段付きシリンダ５６ａのうちピストン５６ｂの小径ロッド部の図２の左側空間は、作動油空間を形成している。つまり、流体受給ポート５５の第二ポートを介して供給される空気圧がピストン５６ｂの大径円盤部に作用することで、ピストン５６ｂが図２の左側へ移動し、これに伴い作動油空間内の油圧が増圧される。このようにして、空油圧変換部５６は、空気圧を油圧に変換させると共に増圧している。

【0033】

クランプ部５７は、Ｌ字型のレバーからなり、粗動ハウジング５１内に支持されている。このクランプ部５７は、粗動移動体５２の外周面を押圧することにより、粗動ハウジング５１に対する粗動移動体５２の位置をクランプする。一方、クランプ部５７は、粗動移動体５２の外周面の押圧を解除することにより、粗動ハウジング５１に対する粗動移動体５２の位置をアンクランプする。つまり、クランプ部５７は、粗動移動体５２のクランプとアンクランプの切り替えレバーの役割を有する。なお、クランプ部５７は、粗動移動体５２のクランプとアンクランプの切り替えを行うのみであって、粗動移動体のスライド動作を行うものではない。つまり、クランプ部５７によるクランプ／アンクランプの切り替え動作は、粗動移動体５２のスライド動作とは独立して行われる。

【0034】

このクランプ部５７は、ほぼＬ字型の一端側に位置し、粗動ハウジング５１に形成された回転支持部５１ｄにほぼ回転可能に支持された支持部５７ａと、Ｌ字型の他端側に位置し、粗動移動体５２の外周面を押圧し複数の溝５２ａの何れかに係合する爪５７ｂ（押圧部）とを備えている。つまり、クランプ部５７は、支持部５７ａを中心に揺動することで、爪５７ｂが粗動移動体５２の溝５２ａと係合する状態（クランプ状態）と、爪５７ｂが粗動移動体５２の溝５２ａと係合しない状態（アンクランプ状態）とを切り替え動作する。このクランプ部５７は、粗動ハウジング５１に配置された第一スプリング６０によって、爪５７ｂが粗動移動体５２の溝５２ａと係合しない状態となる方向に付勢されている。

【0035】

さらに、クランプ部５７のうち基端側（付勢力発生部５８側）には、傾斜面を有する係合突起部５７ｃが形成されている。この係合突起部５７ｃは、図２の状態において、右側の突起量が左側の突起量に比べて小さくなるように形成されている。

【0036】

付勢力発生部５８は、クランプ部５７が粗動移動体５２をクランプする方向（押圧する方向）への付勢力をクランプ部５７に対して発生させる。この付勢力発生部５８は、第二スプリング５８ａと、付勢部材５８ｂとを備えている。第二スプリング５８ａは、粗動ハウジング５１のうちボーリングホルダ１の回転軸方向のほぼ中央付近に、径方向に向かって形成された円形孔５１ｅの一端に支持されている。

【0037】

この第二スプリング５８ａの他端に付勢部材５８ｂが当接している。付勢部材５８ｂは、ほぼ有底筒状をなし、その筒底面に第二スプリング５８ａが当接し付勢している。一方、付勢部材５８ｂのうち第二スプリング５８ａと反対側には、作動油空間５１ｆが形成されている。この作動油空間５１ｆは、空油圧変換部５６の作動油空間（段付きシリンダ５６ａのピストン５６ｂの小径ロッド部より図２の左側空間）から、連通路５１ｇを介して供給される作動油が収容される。つまり、付勢部材５８ｂは、第二スプリング５８ａの付勢力と作動油の圧力とが相互に対抗するように力を受け、両者の力に応じてスライド方向の位置が決定される。

【0038】

この付勢部材５８ｂの外周面には、さらに、図２の左側に向かって縮径するテーパ部５８ｃが形成されている。このテーパ部５８ｃは、付勢部材５８ｂの周方向において全範囲に形成される必要はなく、所定の位相範囲のみに形成することで足りる。このテーパ部５８ｃには、クランプ部５７の係合突起部５７ｃの傾斜面が常に当接している。つまり、テーパ部５８ｃとクランプ部５７の係合突起部５７ｃとは、くさび係合している。そして、付勢部材５８ｂのスライド位置に応じて、クランプ部５７の係合突起部５７ｃの傾斜面が当接する位置が異なる。つまり、付勢部材５８ｂのスライド位置に応じて、クランプ部５７が粗動移動体５２に対してクランプする方向への付勢力が調整される。

【0039】

（微動調整機構による工具径の微動調整方法）
次に、微動調整機構による工具径の微動調整方法について、図１および図４を参照してより詳細に説明する。主軸２側から制御された所定の圧力の空気が供給されるとする。そうすると、この空気圧に応じて空油圧変換部２２の第一ピストン２４が、ボーリングホルダ１の先端側に向かってスライドする。第一ピストン２４の移動に伴って、第二ピストン２７も、ボーリングホルダ１の先端側に向かってスライドする。この第二ピストン２７の移動によって、作動油空間３０に充填される作動油の圧力が高まる。作動油の圧力が高まることで、連通路３１および油通路４６を介して、弾性変形部４１の油圧空間４５の油圧が高くなる。その結果、弾性変形部４１における先端側の微動部４８が、図４に示すように、左側へシフトする。

【0040】

このようにして弾性変形部４１の微動部４８が基端ボディ部２１に対して径方向に微動することにより、弾性変形部４１の微動部４８側に取り付けられている粗動調整機構５０全体が、基端ボディ部２１に対して径方向に微動する。つまり、粗動移動体５２に取り付けられている刃具７０の回転軸線に対する位置、すなわち工具径は、微動調整機構２０の動作によって微動調整される。

【0041】

微動調整量を変更する場合には、主軸２側から供給される空気の圧力を調整することにより行う。ここで、微動調整機構２０は、空油圧変換部２２により主軸２側から供給する空気圧を増幅している。従って、小さな空気圧によって、弾性変形部４１の弾性変形を可能とする。また、微動調整量をゼロに戻す場合には、主軸２側から供給する空気圧をゼロにすればよい。この微動調整機構２０による微動調整は、弾性変形部４１の弾性変形によるものであるため、この微動調整量はそれほど大きなものではない。逆に言うと、微動調整機構２０は、非常に微小な調整を高精度に行うことができる。

【0042】

（粗動調整機構による工具径の粗調整方法）
次に、粗動調整機構５０の動作について、図５〜図１０を参照して説明する。粗動調整機構５０の動作に際して、粗動調整ユニット８０を用いるため、まずは、粗動調整ユニット８０について説明する。

【0043】

粗動調整ユニット８０は、図５に示すように、流体供給装置８１と、流体供給スライドポート８２と、位置調整用基準部材８３とを備える。流体供給装置８１は、空気を供給することができ、かつ、供給する空気圧を制御可能な装置である。ここで、本実施形態においては、粗動調整ユニット８０は、後述する工具径調整装置１０７に設けられている。

【0044】

流体供給スライドポート８２は、粗動調整機構５０の流体受給ポート５５に連結することができ、流体供給装置８１から供給される空気を流体受給ポート５５へ供給するポートである。この流体供給スライドポート８２は、流体供給装置８１に対して、図５の左右方向にスライド可能に設けられている。さらに、流体供給スライドポート８２は、流体受給ポート５５の第一ポートに対応した第一連結ポートと、流体受給ポート５５の第二ポートに対応した第二連結ポートとを備えている。そして、流体供給装置８１は、流体供給スライドポート８２の第一連結ポートから空気圧を供給するか、第二連結ポートから空気圧を供給するかの切り替えを行うことができる。位置調整用基準部材８３は、流体供給装置８１に固定されており、粗動移動体５２に設けられた基準部５２ｃに当接可能に設けられている。

【0045】

次に、粗動調整機構５０による工具径の調整方法について説明する。まず、図５に示すように、ボーリングホルダ１と粗動調整ユニット８０とを相対的に移動させて、粗動調整ユニット８０の流体供給スライドポート８２と、粗動調整機構５０の流体受給ポート５５とを連結させる（連結工程）。具体的には、流体供給スライドポート８２の第一連結ポートを流体受給ポート５５の第一ポートに連結し、流体供給スライドポート８２の第二連結ポートを流体受給ポート５５の第二ポートに連結する。このとき、粗動調整ユニット８０の流体供給スライドポート８２は、図５の左側に最もスライドした状態としている。さらに、この状態において、粗動移動体５２の基準部５２ｃは、粗動調整ユニット８０の位置調整用基準部材８３に対向するように位置している。

【0046】

続いて、図６に示すように、流体供給装置８１が、流体供給スライドポート８２の第二連結ポートおよび流体受給ポート５５の第二ポートを介して、空油圧変換部５６の段付きシリンダ５６ａのうちピストン５６ｂの大径円盤部の右側空間に空気圧を供給する。そうすると、空油圧変換部５６のピストン５６ｂが図６の左側へ移動し、段付きシリンダ５６ａ内のピストン５６ｂの小径ロッド部より図６の左側空間および作動油空間５１ｆの油圧が高まる。この作動油の圧力の高騰により、付勢部材５８ｂが、第二スプリング５８ａの付勢力に抗して、図６の右側へスライドする。そうすると、付勢部材５８ｂの外周面に形成されているテーパ部５８ｃの位置が、図６の右側へスライドする。これに伴って、クランプ部５７の係合突起部５７ｃとテーパ部５８ｃとの接触可能位置が図６の上方に移動する。そのため、第一スプリング６０の付勢力により、クランプ部５７は、支持部５７ａを中心として、図６の反時計回りに揺動し、爪５７ｂが粗動移動体５２の溝５２ａから係合を離脱する。つまり、粗動移動体５２は、粗動ハウジング５１に対してアンクランプされる（アンクランプ工程）。そして、流体供給装置８１は、流体供給スライドポート８２の第二連結ポート側へ供給している空気圧を一定の状態を維持しておく。

【0047】

続いて、図７に示すように、流体供給装置８１が、流体供給スライドポート８２の第一連結ポートおよび流体受給ポート５５の第一ポートを介して、空気流路５１ｃに空気圧を供給する。そうすると、空気滞留空間５１ｂの空気圧が高まり、空気滞留空間５１ｂの体積を拡大するような力を発生する。つまり、空気滞留空間５１ｂの空気圧の高騰により、粗動移動体５２およびカウンタウエイト５３が離れる方向、すなわち、径方向外側へスライドする。このとき、粗動移動体５２、カウンタウエイト５３およびピニオン軸５４は、ラック＆ピニオン機構を構成している。従って、粗動移動体５２の径方向外側へのスライド動作と、カウンタウエイト５３の径方向外側へのスライド動作とは、同期しかつ連動している。さらに、粗動移動体５２のスライド量とカウンタウエイト５３のスライド量とは同一である。

【0048】

このように、粗動移動体５２が径方向外側へスライドすることに伴って、粗動移動体５２の基準部５２ｃが、粗動調整ユニット８０の位置調整用基準部材８３に当接する（当接工程）。このとき、刃具７０の位置は、ボーリングホルダの回転軸線から遠ざかる方向の所定位置（例えば、最も遠ざかる位置）に移動している。つまり、流体供給スライドポート８２が流体供給装置８１に対して図７の最も左側に位置する状態であって、流体供給スライドポート８２が流体受給ポート５５に連結された状態であって、粗動移動体５２の基準部５２ｃが位置調整用基準部材８３に当接した状態において、刃具７０の回転軸線に対する位置、すなわち工具径は、既知である。この状態を基準状態とする。

【0049】

続いて、図８に示すように、基準状態から、ボーリングホルダ１と位置調整用基準部材８３との相対的な位置を近接する方向に変更する。ここで、基準状態における工具径は既知であって、目標工具径は把握できている。そこで、目標工具径と基準状態における工具径との差分だけ、ボーリングホルダ１を位置調整用基準部材８３に近接する方向へ相対的に移動させる。このようにして、回転軸線に対する刃具７０の位置、すなわち工具径を粗調整する（調整工程）。

【0050】

この調整工程において、回転軸線に対する刃具７０の位置を調整する際に、刃具７０の位置が回転軸線から遠ざかる方向へ粗動移動体５２を粗動ハウジング５１に対してスライドさせるために供給された空気は、粗動移動体５２およびカウンタウエイト５３と粗動ハウジング５１に形成された円形孔５１ａとの僅かな隙間から外部へ排出している。

【0051】

続いて、図９および図１０に示すように、流体供給装置８１が、流体供給スライドポート８２の第二連結ポートおよび流体受給ポート５５の第二ポートを介して供給していた空気圧を低下させる。そうすると、空油圧変換部５６のピストン５６ｂが図９の右側へ移動し、段付きシリンダ５６ａ内のピストン５６ｂの小径ロッド部より図９の左側空間および作動油空間５１ｆの油圧が低下する。この作動油の圧力の低下により、付勢部材５８ｂが、第二スプリング５８ａの付勢力により、図９の左側へスライドする。そうすると、付勢部材５８ｂの外周面に形成されているテーパ部５８ｃの位置が、図９の左側へスライドする。これに伴って、クランプ部５７の係合突起部５７ｃとテーパ部５８ｃとの接触可能位置が図９の下方に移動する。そのため、第一スプリング６０の付勢力に抗して、クランプ部５７は、支持部５７ａを中心として、図９の時計回りに揺動し、爪５７ｂが粗動移動体５２の外周面を押圧する。このとき、爪５７ｂは、粗動移動体５２の溝５２ａを押圧しながら係合する。つまり、粗動移動体５２は、粗動ハウジング５１に対してクランプされる（クランプ工程）。

【0052】

（工作機械の構成）
次に、上述したボーリングホルダ１および粗動調整ユニット８０を搭載した工作機械の例としてのマシニングセンタ１００について図１１を参照して説明する。なお、本実施形態で説明するマシニングセンタ１００は、一例であって、本発明は、他の横型マシニングセンタや立型マシニングセンタにも適用可能である。

【0053】

図１１に示すように、マシニングセンタ１００は、横型マシニングセンタを例示している。マシニングセンタ１００は、ベッド１０１と、主軸装置１０２と、コラム１０３と、テーブル１０４と、工具マガジン１０５と、工具交換装置１０６と、主制御装置（図示せず）と、工具径調整装置１０７と、搬送装置１０８と、搬送制御装置１０９とを備えて構成される。

【0054】

主軸装置１０２は、上述したように工具を装着可能な主軸２を備えている。この主軸装置１０２は、ベッド１０１に固定されているコラム１０３に対してＸ軸方向およびＹ軸方向に移動可能に設けられている。テーブル１０４は、工作物を搭載し、ベッド１０１上に配置され、ベッド１０１に対してＺ軸方向に移動可能に設けられている。

【0055】

工具マガジン１０５は、複数の工具を収容している。工具マガジン１０５が収容する工具には、上述した工具径を調整可能な複数種類のボーリングホルダ１、および、工具径を調整不可の工具（例えば、エンドミルなど）が含まれる。また、工具マガジン１０５は、後述する工具交換装置１０６により工具交換を行う工具交換割出位置Ｐ１と、工具径調整を行うために搬送装置１０８との受け渡しを行う工具径調整割出位置Ｐ２とをそれぞれ異なる位置に設定している。図１２に示すように、工具交換割出位置Ｐ１は、工具マガジン１０５のうち工作機械の正面側に位置し、工具径調整割出位置Ｐ２は、工具マガジン１０５のうち工作機械の奥側に位置する。そして、工具マガジン１０５のポケットは、工具交換割出位置Ｐ１および工具径調整割出位置Ｐ２のそれぞれに割出可能とされている。

【0056】

工具交換装置１０６は、工具マガジン１０５のうち工具交換割出位置Ｐ１に位置する工具と主軸装置１０２に装着されている工具とを交換する装置である。従って、工具交換装置１０６は、主軸装置１０２と工具マガジン１０５との間に設けられている。本実施形態においては、工具交換装置１０６により交換される次工具は、工具マガジン１０５に保管されている工具を９０°旋回させて、次工具交換位置に移動される。

【0057】

工具径調整装置１０７は、上述した粗動調整ユニット８０を備えており、ボーリングホルダ１の粗動調整を行う。工具径調整装置１０７は、工具マガジン１０５から取り出されたボーリングホルダ１の工具径を粗動調整すると共に、主軸装置１０２の動作および工具交換装置１０６の動作を行うための加工プログラムの実行に対して並列してボーリングホルダ１の工具径の粗動調整動作を行うことが可能である。工具径調整装置１０７の詳細構成は、後述する。

【0058】

搬送装置１０８は、工具マガジンのうち工具径調整割出位置Ｐ２に位置するボーリングホルダ１を工具マガジン１０５から取り出して工具径調整装置１０７へ搬送すると共に、工具径調整装置１０７により工具径を調整したボーリングホルダ１を工具径調整装置１０７から工具マガジン１０５に戻す。搬送制御装置１０９は、搬送装置１０８に一体的に設けられている。搬送装置１０８の詳細構成および搬送制御装置１０９による処理は、後述する。

【0059】

（工具径調整装置の詳細構成および動作）
次に、工具径調整装置１０７の詳細構成について、図１３〜図１５を参照して説明する。工具径調整装置１０７は、基台２１０と、工具回転支持装置２２０と、工具回転用モータ２３０と、図５〜図９を用いて説明した粗動調整ユニット８０と、工具径計測装置２４０と、水平スライド装置２５０と、高さ調整装置２６０とを備えて構成される。

【0060】

基台２１０は、図１４および図１５に示すように、床上に固定され、工具マガジン１０５のうち工作機械の奥側に配置されている。工具回転支持装置２２０は、図１５に示すように、基台２１０に固定されている。この工具回転支持装置２２０には、ボーリングホルダ１のテーパシャンク部１１を挿入して位置決め可能なテーパ穴が上面に形成されている。さらに、工具回転支持装置２２０は、基台２１０に対して回転可能に支持されている。この工具回転支持装置２２０の回転軸は、床面に垂直な方向（鉛直方向）となるように設けられている。つまり、工具回転支持装置２２０には、図１５に示すように、ボーリングホルダ１を上方から下方に向かって配置することになる。工具回転用モータ２３０は、工具回転支持装置２２０の下方に設けられており、工具回転支持装置２２０を鉛直軸回りに回転駆動させる。

【0061】

粗動調整ユニット８０は、図１３および図１５に示すように、基台２１０の上面に配置され、工具回転支持装置２２０の上面に対して水平方向（Ｚ軸方向）に対向するように配置されている。粗動調整ユニット８０の詳細は、上述したとおりであるので、ここでは説明を省略する。工具径計測装置２４０は、工具回転支持装置２２０に配置されているボーリングホルダ１の工具径を計測する装置である。この工具径計測装置２４０は、粗動調整ユニット８０と一体的に設けられており、粗動調整ユニット８０の僅かに上方に設けられている。

【0062】

水平スライド装置２５０は、図１５に示すように、基台２１０の上面に設けられ、粗動調整ユニット８０および工具径計測装置２４０を、基台２１０に対して、図１５の左右方向（Ｚ軸方向）にスライド可能としている。このスライド駆動は、モータにより行う。高さ調整装置２６０は、図１５に示すように、水平スライド装置２５０に設けられ、粗動調整ユニット８０および工具径計測装置２４０の鉛直方向高さを調整可能としている。つまり、ボーリングホルダ１の種類によって工具軸方向長さが異なるため、種々のボーリングホルダ１に適用可能となるようにするための機構である。

【0063】

工具径調整装置１０７の動作について説明する。図１５に示すように、搬送装置１０８により搬送されてきたボーリングホルダ１を工具回転支持装置２２０にて支持する。続いて、工具回転用モータ２３０を駆動して、ボーリングホルダ１の刃具７０が粗動調整ユニット８０側を向くように、ボーリングホルダ１を回転させる。続いて、水平スライド装置２５０を駆動して、粗動調整ユニット８０をボーリングホルダ１に当接させて、工具径の粗動調整を行う。続いて、工具径計測装置２４０により、ボーリングホルダ１の工具径を計測する。

【0064】

ここで、工具径調整装置１０７にボーリングホルダ１が配置される状態においては、ボーリングホルダ１の工具軸方向が鉛直方向となるようにしている。これにより、人間が新たなボーリングホルダ１を工具マガジン１０５に投入する場合に、工具径調整装置１０７に配置することで、搬送装置１０８を動作させることで、工具マガジン１０５に投入することができる。特に、工具径を調整可能なボーリングホルダ１の質量は大きいものがある。そのため、大質量のボーリングホルダ１を工具マガジン１０５に直接配置するために工具軸方向を水平方向に搬送し装着することは容易ではない。これに対して、大質量のボーリングホルダ１であっても、工具軸方向を鉛直方向に搬送し装着することは比較的容易である。つまり、大質量のボーリングホルダ１を工具マガジン１０５に投入する場合に、当該ボーリングホルダ１を工具径調整装置１０７に介して工具マガジン１０５に投入することにより、容易となる。

【0065】

（搬送装置の詳細構成および動作）
次に、搬送装置１０８の詳細構成について、図１３、図１４および図１６を参照して説明する。搬送装置１０８は、基台３１０と、旋回テーブル３２０と、テーブル旋回用モータ３３０と、テーブル昇降シリンダ３４０と、ホルダ把持アーム３５０と、アーム直動用兼工具軸方向変換用アクチュエータ３６０と、ホルダ抜差用直動シリンダ３７０とを備えて構成される。

【0066】

基台３１０は、図１４および図１６に示すように、床上に固定され、工具マガジン１０５と工具径調整装置１０７との間に配置されている。旋回テーブル３２０は、基台３１０に対して鉛直方向（Ｙ軸方向）の軸回りに回転可能に、かつ、基台３１０に対して鉛直方向に昇降可能に支持されている。テーブル旋回用モータ３３０は、旋回テーブル３２０を基台３１０に対して鉛直軸回りに回転駆動する。テーブル昇降シリンダ３４０は、旋回テーブル３２０を基台３１０に対して鉛直方向に昇降駆動する。

【0067】

ホルダ把持アーム３５０は、旋回テーブル３２０の上に支持され、ボーリングホルダ１を把持することができる。このホルダ把持アーム３５０は、図１３の状態において、旋回テーブル３２０に対して、Ｚ軸方向に移動可能であると共に、Ｚ軸回りに回転可能であり、さらにＸ軸方向に移動可能である。つまり、ホルダ把持アーム３５０は、基台３１０に対して、Ｙ軸方向（鉛直方向）に移動可能であり、Ｙ軸（鉛直軸）回りに回転可能であり、図１３の状態においてＺ軸方向に移動可能であり、Ｚ軸回りに回転可能であり、Ｘ軸方向に移動可能である。

【0068】

アーム直動用兼工具軸方向変換用アクチュエータ３６０は、旋回テーブル３２０の上に設けられ、旋回テーブル３２０に対して、ホルダ把持アーム３５０を図１３の状態においてＺ軸方向に駆動し、かつ、Ｚ軸回りに回転駆動する。つまり、アーム直動用兼工具軸方向変換用アクチュエータ３６０は、図１３の状態においてＺ軸方向に移動することにより、工具マガジン１０５の工具径調整割出位置Ｐ２（図１２に示す）に位置決めされているボーリングホルダ１をホルダ把持アーム３５０によって把持させると共に、その逆の動作を行う。さらに、アーム直動用兼工具軸方向変換用アクチュエータ３６０は、図１５に示すように、Ｚ軸回りに回転することにより、把持しているボーリングホルダ１の工具軸方向を水平方向と鉛直方向とで変換する。

【0069】

ホルダ抜差用直動シリンダ３７０は、旋回テーブル３２０の上に設けられ、旋回テーブル３２０に対して、ホルダ把持アーム３５０を図１３の状態においてＸ軸方向に駆動する。つまり、ホルダ抜差用直動シリンダ３７０は、図１３において、工具マガジン１０５の工具径調整割出位置Ｐ２（図１２に示す）に位置決めされているボーリングホルダ１をホルダ把持アーム３５０によって抜き取ると共に、その逆の動作を行う。

【0070】

搬送装置１０８の動作について説明する。図１３の「Ｎｏ．１」の矢印にて示すように、図１３の状態において、アーム直動用兼工具軸方向変換用アクチュエータ３６０によりホルダ把持アーム３５０をＺ軸方向に移動させる。この動作により、ホルダ把持アーム３５０が、工具マガジン１０５の工具径調整割出位置Ｐ２に収容されているボーリングホルダ１を把持する。続いて、図１３の「Ｎｏ．２」の矢印にて示すように、ホルダ抜差用直動シリンダ３７０により、ホルダ把持アーム３５０をＸ軸方向に移動させる。この動作により、ホルダ把持アーム３５０が、工具マガジン１０５の工具径調整割出位置Ｐ２からボーリングホルダ１を抜き出す。

【0071】

続いて、図１３の「Ｎｏ．３」の矢印にて示すように、図１３の状態において、テーブル旋回用モータ３３０により、旋回テーブル３２０を９０°旋回させる。この動作により、ホルダ把持アーム３５０により把持されているボーリングホルダ１が、工具径調整装置１０７の工具回転支持装置２２０の上方に移動する。ただし、この時点においては、ボーリングホルダ１の工具軸方向は水平方向のままである。

【0072】

続いて、図１５の「Ｎｏ．４」の矢印にて示すように、アーム直動用兼工具軸方向変換用アクチュエータ３６０により、ホルダ把持アーム３５０を９０°回転させる。この動作により、ホルダ把持アーム３５０により把持されているボーリングホルダ１の工具軸方向が鉛直方向となり、工具径調整装置１０７の工具回転支持装置２２０の中心軸と同軸上に一致する状態となる。

【0073】

続いて、図１５の「Ｎｏ．５」の矢印にて示すように、テーブル昇降シリンダ３４０により、旋回テーブル３２０を下降させる。この動作により、ホルダ把持アーム３５０により把持されているボーリングホルダ１が、工具径調整装置１０７の工具回転支持装置２２０に支持される。ボーリングホルダ１を工具径調整装置１０７から工具マガジン１０５の空ポケットへ搬送する場合には、上記の動作の逆の順序で行う。

【0074】

（工作機械の処理）
次に、工具径調整装置１０７を備える工作機械の処理について、図１７〜図２２を参照して説明する。ここで、図１７〜図２１に示すプログラムは、工作機械の主制御装置にて実行し、図２２に示すプログラムは搬送制御装置１０９および工具径調整装置にて実行する。

【0075】

図１７に示すように、工作機械の主制御装置において、加工プログラムを実行開始の初期であるか（「加工開始」と称する）、または、加工プログラムが工具準備待ちとして待機中（「加工プログラム待機中」と称する）であるか否かを判定する（ステップＳ１）。何れでもない場合には、加工プログラムの途中段階であって、加工プログラムの待機中でないことから、加工プログラムが終了したか否かを判定する（ステップＳ６）。加工プログラムが終了していなければ、ステップＳ１に戻り、加工プログラムが終了していれば、メインプログラムを終了する。

【0076】

一方、ステップＳ１において、加工開始か加工プログラム待機中の何れかの場合には、加工プログラムの現時点から最初の工具情報を読み込む（ステップＳ２）。続いて、読み込んだ工具について、ジョブセットプログラムを実行する（ステップＳ３）。ジョブセットプログラムは、詳細には後述するが、工具径の粗動調整が必要な工具に対して、工具径調整装置により工具径の調整を行うためのジョブとして記憶する処理である。続いて、最初の工具についてジョブセットプログラムの実行が終了すると、加工プログラムの次の工具情報を読み込む（ステップＳ４）。続いて、読み込んだ工具について、ジョブセットプログラムを実行する（ステップＳ５）。次の工具についてジョブセットプログラムの実行が終了すると、加工プログラムが終了したか否かを判定し（ステップＳ６）、終了していなければステップＳ１に戻り、終了していればメインプログラムを終了する。

【0077】

工作機械の主制御装置によるサブプログラムの処理について、図１８を参照して説明する。サブプログラムの処理は、メインプログラムの処理と並列に実行される。まず、加工プログラムが実行中であるか否かを判定する（Ｓ１１）。実行中である場合には、ジョブセットプログラムによって実行した工具の次の加工プログラムの工具を読み込む（ステップＳ１２）。続いて、読み込んだ工具について、ジョブセットプログラムを実行する（ステップＳ１３）。

【0078】

工作機械の主制御装置によるジョブセットプログラムの処理について、図１９を参照して説明する。ジョブセットプログラムを実行する対象の工具について、指令工具径と現在当該工具のＩＤ情報として記憶している工具径（現在工具径）とが一致するか否かを判定する（ステップＳ２１）。一致している場合には、ジョブセットプログラムの処理を終了する。

【0079】

一方、一致していない場合には、指令工具径と現在工具径との径差が、微動調整機構２０による微動調整の可能な範囲か否かを判定する（ステップＳ２２）。径差が微動調整可能範囲であれば、ジョブセットプログラムを終了する。つまり、指令工具径が現在工具径に一致する場合、もしくは、指令工具径と現在工具径との径差が微動調整可能範囲であれば、工具径調整装置１０７による工具径の粗動調整を行う必要がないため、工具径粗動調整ジョブをセットしない。そして、ステップＳ２２において、径差が微動調整可能範囲でない場合には、工具径粗動調整ジョブをセットし、ジョブセットプログラムを終了する。

【0080】

工作機械の主制御装置による工具取出プログラムの処理について、図２０を参照して説明する。工具取出プログラムは、工具径粗動調整の対象のボーリングホルダ１を、搬送装置１０８により、工具径調整装置１０７に移動する処理である。具体的には、ジョブセットプログラムによりセットされた工具径粗動調整ジョブが有るか否かを判定する（ステップＳ３１）。ジョブがなければ、当該処理はリターンされる。一方、ジョブがあれば、工具交換装置１０６による工具マガジン１０５の制御中であるか否かを判定する（ステップＳ３２）。制御中の場合とは、工具交換装置１０６により現在工具交換中である状態や、交換する次工具を呼び出して工具マガジン１０５を動作させている状態が含まれる。工具交換装置１０６により制御中の場合には、処理をリターンする。

【0081】

一方、工具交換装置１０６により制御中でない場合には、工具交換装置１０６による工具交換を実行するまでに、予め設定された時間以上存在するか否かを判定する（ステップＳ３３）。設定時間以上存在しない場合には、処理をリターンする。一方、工具交換を実行するまでに設定時間以上存在する場合には、工具径調整装置１０７による工具径粗動調整が可能か否かを判定する（ステップＳ３４）。つまり、現在、工具径調整装置１０７により別のボーリングホルダ１の工具径の粗動調整を行っているか否かを判定する。そして、工具径調整装置１０７により工具径粗動調整が不可であれば、処理をリターンする。

【0082】

一方、工具径調整装置１０７により工具径粗動調整が可能である場合には次に進む。つまり、工具交換装置１０６により工具マガジン１０５を制御中でなく、工具交換の実行までに設定時間以上存在しており、工具径調整装置１０７により工具径粗動調整が可能であれば、工具マガジン１０５における該当ボーリングホルダ１のポケットを工具径調整割出位置Ｐ２へ移動開始する（ステップＳ３５）。工具マガジン１０５の該当ボーリングホルダ１のポケットの工具径調整割出位置Ｐ２への移動は、加工プログラムに実質的に影響を与えないように行っている。

【0083】

続いて、工具マガジン１０５における該当ボーリングホルダ１のポケットを工具径調整割出位置Ｐ２へ移動完了したか否かを判定し（ステップＳ３６）、完了するまで継続する。続いて、搬送制御装置１０９および工具径調整装置１０７に対して、ボーリングホルダ１を工具マガジン１０５の工具径調整割出位置Ｐ２から取り出す要求を出力する（ステップＳ３７）。そして、搬送装置１０８により、ボーリングホルダ１の工具マガジン１０５からの取出完了したか否かを判定し（ステップＳ３８）、取出完了すると処理をリターンする。

【0084】

工作機械の主制御装置による工具戻しプログラムの処理について、図２１を参照して説明する。工具戻しプログラムは、工具径調整装置１０７により工具径の粗動調整を行ったボーリングホルダ１を、搬送装置１０８により、工具マガジン１０５に戻す処理である。具体的には、搬送制御装置１０９によって、工具マガジン１０５に空ポケット呼出要求があるか否かを判定する（ステップＳ４１）。呼出要求がなければ処理をリターンする。呼出要求があれば、工具交換装置１０６による工具マガジン１０５の制御中であるか否かを判定する（ステップＳ４２）。制御中の場合とは、工具交換装置１０６により現在工具交換中である状態や、交換する次工具を呼び出して工具マガジン１０５を動作させている状態が含まれる。工具交換装置１０６により制御中の場合には、処理をリターンする。

【0085】

一方、工具交換装置１０６により制御中でない場合には、工具交換装置１０６による工具交換を実行するまでに、予め設定された時間以上存在するか否かを判定する（ステップＳ４３）。設定時間以上存在しない場合には、処理をリターンする。一方、工具交換を実行するまでに設定時間以上存在する場合には、工具マガジン１０５の空ポケットを工具径調整割出位置Ｐ２へ移動を開始する（ステップＳ４４）。つまり、工具マガジン１０５の空ポケットの工具径調整割出位置Ｐ２への移動は、加工プログラムに実質的に影響を与えないように行っている。

【0086】

続いて、工具マガジン１０５における空ポケットを工具径調整割出位置Ｐ２へ移動完了したか否かを判定し（ステップＳ４５）、完了するまで継続する。続いて、空ポケットを工具径調整割出位置Ｐ２へ移動完了すると、搬送制御装置１０９および工具径調整装置１０７に対して、空ポケットの移動完了信号を出力する（ステップＳ４６）。そして、搬送装置１０８により、工具径の粗動調整済みのボーリングホルダ１を、工具マガジン１０５へ戻し完了したか否かを判定する（ステップＳ４７）。戻し完了すると、当該ボーリングホルダ１の工具ＩＤ情報を更新する（ステップＳ４８）。具体的には、現在の工具径を記憶すると共に、微動調整量を記憶する。そして、処理をリターンする。

【0087】

次に、搬送制御装置１０９の処理および工具径調整装置１０７による工具径粗動調整の処理について、図２２を参照して説明する。工具取出プログラムのステップＳ３７において、ボーリングホルダ１を工具マガジン１０５の工具径調整割出位置Ｐ２から取出要求があるか否かを判定する（ステップＳ５１）。取出要求がなければ、処理をリターンする。

【0088】

ボーリングホルダ１の取出要求があれば、工具マガジン１０５の工具径調整割出位置Ｐ２からボーリングホルダ１の取出動作を実行する（ステップＳ５２）。つまり、搬送装置１０８により、図１３〜図１６に示す「Ｎｏ．１」から「Ｎｏ．５」の昇順に動作させる。続いて、工具径調整装置１０７により、ボーリングホルダ１の工具径の粗動調整動作を行う（ステップＳ５３）。続いて、工具径調整装置１０７により、工具径の粗動調整済みのボーリングホルダ１の工具径を工具径計測装置２４０により計測する（ステップＳ５４）。

【0089】

続いて、指令工具径と計測したボーリングホルダ１の工具径との差である微動調整量を算出する（ステップＳ５５）。続いて、工作機械の主制御装置に対して、工具マガジン１０５の工具径調整割出位置Ｐ２に空ポケットの呼出要求を出力する（ステップＳ５６）。続いて、工具マガジン１０５の空ポケットが工具径調整割出位置Ｐ２に移動完了したか否かを判定し（ステップＳ５７）、移動完了するまで継続する。この移動完了の判定は、工具戻しプログラムのステップＳ４６の移動完了信号が出力されるか否かにより行う。

【0090】

空ポケットが工具径調整割出位置Ｐ２に移動完了した場合には、搬送装置１０８により、ボーリングホルダ１を工具マガジン１０５の工具径調整割出位置Ｐ２に戻す動作を開始する（ステップＳ５８）。つまり、搬送装置１０８により、図１３〜図１６に示す「Ｎｏ．５」から「Ｎｏ．１」の降順に動作させる。続いて、ボーリングホルダ１の工具マガジン１０５への戻し動作が完了した否かを判定し（ステップＳ５９）、戻し動作が完了するまで継続する。そして、工作機械の主制御装置に対して、戻し完了信号を出力する（ステップＳ６０）。

【0091】

以上説明した工作機械によれば、以下の効果を奏する。工具マガジン１０５において、工具径調整割出位置Ｐ２を工具交換割出位置Ｐ１と異なる位置としている。さらに、工具径調整装置１０７は、主軸装置１０２の動作および工具交換装置１０６の動作を行うための加工プログラムの実行に対して並列してボーリングホルダ１の工具径の粗動調整動作を行うことができる。さらに、搬送制御装置１０９は、工具交換装置１０６による工具交換処理の実行中であるか否かを判定し、工具交換処理の実行中でない場合に、搬送装置１０８によるボーリングホルダ１の工具マガジン１０５からの取出動作および工具径を調整したボーリングホルダ１の戻し動作を行う。これらによって、工具径調整装置１０７の動作、および、搬送装置１０８の動作は、加工プログラムの処理に影響を与えることなく実行できる。従って、ボーリングホルダ１の工具径を調整することがあっても、加工サイクルタイムが長くなることを抑制できる。

【0092】

さらに、工具交換処理の実行開始までの時間が設定時間以上ある場合に、搬送装置１０８による動作が行われるようにしている。従って、搬送装置１０８により、ボーリングホルダ１の工具マガジン１０５からの取出動作および工具径を調整したボーリングホルダ１の戻し動作を行っている最中に、工具交換装置１０６により工具交換を行う状態となることを抑制できる。つまり、搬送装置１０８による動作が、工具交換装置１０６による工具交換動作に影響を与えることなく実行できる。その結果、加工サイクルタイムに影響を与える工具交換時間が長くなることを抑制できる。

【符号の説明】

【0093】

１：ボーリングホルダ、 ２：主軸
１０：被保持部、 ２０：微動調整機構、 ５０：粗動調整機構、 ７０：刃具
８０：粗動調整ユニット
１００：マシニングセンタ、 １０１：ベッド、 １０２：主軸装置、 １０３：コラム
１０４：テーブル、 １０５：工具マガジン、 １０６：工具交換装置
１０７：工具径調整装置、 １０８：搬送装置、 １０９：搬送制御装置
２１０：基台、 ２２０：工具回転支持装置、 ２３０：工具回転用モータ
２４０：工具径計測装置、 ２５０：水平スライド装置、 ２６０：高さ調整装置
３１０：基台、 ３２０：旋回テーブル、 ３３０：テーブル旋回用モータ
３４０：テーブル昇降シリンダ、 ３５０：ホルダ把持アーム
３６０：アーム直動用兼工具軸方向変換用アクチュエータ
３７０：ホルダ抜差用直動シリンダ
Ｐ１：工具交換割出位置、 Ｐ２：工具径調整割出位置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】