特開 2022-141496 加工装置、加工装置の制御方法、及び、プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022141496

(43)【公開日】2022-09-29

(54)【発明の名称】加工装置、加工装置の制御方法、及び、プログラム

(51)【国際特許分類】

   B23Q 3/155 20060101AFI20220921BHJP

   G05B 19/19 20060101ALI20220921BHJP

   G05B 19/416 20060101ALI20220921BHJP

   G05B 19/404 20060101ALI20220921BHJP

   G05B 19/4155 20060101ALI20220921BHJP

   B23Q 17/22 20060101ALI20220921BHJP

   B23Q 11/08 20060101ALI20220921BHJP

【ＦＩ】

B23Q3/155 F

G05B19/19 W

G05B19/416 Q

G05B19/404 F

G05B19/4155 T

B23Q17/22 D

B23Q11/08 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】16

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021041830

(22)【出願日】2021-03-15

(71)【出願人】

【識別番号】000104652

【氏名又は名称】キヤノン電子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003133

【氏名又は名称】特許業務法人近島国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】藤生 卓

(72)【発明者】

【氏名】古宮 奈保子

(72)【発明者】

【氏名】田中 千紘

【テーマコード（参考）】

3C002

3C011

3C029

3C269

【Ｆターム（参考）】

3C002AA02

3C002BB03

3C002CC05

3C002DD14

3C002GG02

3C002HH01

3C002HH06

3C002HH09

3C002KK04

3C002LL01

3C011DD02

3C029AA25

3C269AB01

3C269BB14

3C269CC02

3C269CC15

3C269CC17

3C269EF39

3C269GG01

3C269JJ10

3C269JJ18

3C269JJ19

3C269PP15

(57)【要約】

【課題】 工具マガジンに工具の有無を検出するセンサがない構成であっても、格納動作時に工具が破損することを防止する。
【解決手段】主軸１１は、工具を把持し、保持部４１は、ワークＷを保持する。工具マガジン７０は、複数の工具を格納する。移動装置２００は、主軸１１と保持部４１とを、Ｘ、Ｙ、Ｚの３軸方向に相対移動させる。ＣＰＵは、移動装置２００の動作トルクを検出し、その検出結果に基づいて移動装置２００を制御する。ＣＰＵは、主軸１１に把持された工具を工具マガジン７０のポットに格納する格納動作の際のトルクリミット値である第１トルクリミット値を、工具により加工対象物を加工している加工動作の際のトルクリミット値である第２トルクリミット値よりも小さく設定して、格納動作を実行するリミット格納モードを実行可能である。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

工具を把持する主軸と、
工具により加工する加工対象物を保持する保持部と、
複数の工具を格納する工具マガジンと、
前記主軸と前記保持部とを、Ｘ、Ｙ、Ｚの３軸方向に相対移動させる移動手段と、
前記主軸の前記保持部に対する相対位置を検出する位置検出手段と、
前記移動手段の動作トルクを検出するトルク検出手段と、
前記位置検出手段及び前記トルク検出手段の検出結果に基づいて前記移動手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記移動手段の動作トルクのトルクリミット値を変更可能であり、前記主軸に把持された工具を前記工具マガジンの所定位置に格納すべく前記主軸を前記所定位置に向けて移動させる格納動作の際の前記トルクリミット値である第１トルクリミット値を、工具により加工対象物を加工している加工動作の際の前記トルクリミット値である第２トルクリミット値よりも小さく設定して、前記格納動作を実行するリミット格納モードを実行可能であることを特徴とする加工装置。

【請求項2】

前記制御手段は、前記リミット格納モードの実行時の前記格納動作における前記主軸の移動速度を、前記加工動作における前記主軸の移動速度よりも遅くすることを特徴とする請求項１に記載の加工装置。

【請求項3】

前記制御手段は、前記リミット格納モードを実行した際に、前記トルク検出手段により検出された動作トルクが前記第１トルクリミット値となった場合には、前記所定位置に既に工具が格納されていると判断することを特徴とする請求項１又は２に記載の加工装置。

【請求項4】

前記制御手段は、前記位置検出手段により検出された前記主軸の位置と、前記制御手段が前記移動手段に指令した位置との位置偏差のリミット値である位置偏差リミット値を変更可能であり、前記リミット格納モードにおいて、前記格納動作の際の前記位置偏差リミット値である第１位置偏差リミット値を、前記加工動作の際の前記位置偏差リミット値である第２位置偏差リミット値よりも小さく設定することを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載の加工装置。

【請求項5】

前記制御手段は、前記リミット格納モードを実行した際に、前記位置検出手段により検出された前記主軸の位置の位置偏差が前記第１位置偏差リミット値となった場合には、前記所定位置に既に工具が格納されていると判断することを特徴とする請求項４に記載の加工装置。

【請求項6】

工具を把持する主軸と、
工具により加工する加工対象物を保持する保持部と、
複数の工具を格納する工具マガジンと、
前記主軸と前記保持部とを、Ｘ、Ｙ、Ｚの３軸方向に相対移動させる移動手段と、
前記主軸の位置を検出する位置検出手段と、
前記移動手段の動作トルクを検出するトルク検出手段と、
前記位置検出手段及び前記トルク検出手段の検出結果に基づいて前記移動手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記位置検出手段により検出された前記主軸の位置と、前記制御手段が前記移動手段に指令した位置との位置偏差のリミット値である位置偏差リミット値を変更可能であり、前記主軸に把持された工具を前記工具マガジンの所定位置に格納すべく前記主軸を前記所定位置に向けて移動させる格納動作の際の前記位置偏差リミット値である第１位置偏差リミット値を、工具により加工対象物を加工している加工動作の際の前記位置偏差リミット値である第２位置偏差リミット値よりも小さく設定して、前記格納動作を実行するリミット格納モードを実行可能であることを特徴とする加工装置。

【請求項7】

前記主軸及び前記工具マガジンが内部に配置され、工具による加工空間を形成する外装カバーを備え、
前記外装カバーは、前記加工空間にアクセス可能な開閉ドアを有し、
前記制御手段は、装置の電源投入後の最初の前記格納動作を実行する場合には、前記格納動作を前記リミット格納モードにより実行することを特徴とする請求項１ないし６の何れか１項に記載の加工装置。

【請求項8】

前記制御手段は、前記装置の電源投入から前記格納動作の実行開始までに前記開閉ドアの開閉があった場合には、前記格納動作を前記リミット格納モードにより実行することを特徴とする請求項７に記載の加工装置。

【請求項9】

前記制御手段は、加工動作中に一時停止され、前記加工動作を再開した後の最初の前記格納動作を実行する際に、前記加工動作の停止中に前記開閉ドアの開閉があった場合には、前記格納動作を前記リミット格納モードにより実行することを特徴とする請求項７又は８に記載の加工装置。

【請求項10】

前記主軸に把持された工具の先端を検出可能な先端検出手段と、を備え、
前記制御手段は、加工に使用する工具のＺ軸方向の長さである工具長が不明である場合には、前記格納動作を実行する前に前記主軸に把持された工具の先端を前記先端検出手段により検出することで前記工具長を測定することを特徴とする請求項１ないし９の何れか１項に記載の加工装置。

【請求項11】

前記主軸に把持された工具による加工位置、前記工具マガジンの位置、前記先端検出手段の位置は、ＸＹ平面上で互いに異なり、
前記制御手段は、前記先端検出手段を使用する場合において、前記工具長が分かっている場合には、ＸＹ平面上の前記先端検出手段がある位置に向けて前記主軸を相対移動させてから、前記主軸をＺ軸方向に関して前記先端検出手段に向けて第１速度で移動させた後、前記第１速度よりも遅い第２速度で移動させることを特徴とする請求項１０に記載の加工装置。

【請求項12】

前記制御手段は、前記先端検出手段を使用する場合において、前記工具長が分かっていない場合には、前記工具長が分かっている場合よりも、前記第１速度で移動する距離を短くすることを特徴とする請求項１１に記載の加工装置。

【請求項13】

前記保持部をＸ軸を中心に回転させる回転手段を備え、
前記制御手段は、前記保持部を所定の角度以上回転させる指令があった際に、Ｚ軸方向に関して前記工具の前記主軸からの突き出し量が所定の閾値を超えている場合には、前記指令を実行せずにエラーとすることを特徴とする請求項１ないし１２の何れか１項に記載の加工装置。

【請求項14】

工具を把持する主軸と、
工具により加工する加工対象物を保持する保持部と、
複数の工具を格納する工具マガジンと、
前記主軸と前記保持部とを、Ｘ、Ｙ、Ｚの３軸方向に相対移動させる移動手段と、
前記主軸の位置を検出する位置検出手段と、
前記主軸に把持された工具の先端を検出可能な先端検出手段と、
前記位置検出手段の検出結果に基づいて前記移動手段を制御する制御手段と、を備え、
前記主軸に把持された工具による加工位置、前記工具マガジンの位置、前記先端検出手段の位置は、ＸＹ平面上で互いに異なり、
前記制御手段は、前記先端検出手段を使用する場合において、加工に使用する工具のＺ軸方向の長さである工具長が分かっている場合には、ＸＹ平面上の前記先端検出手段がある位置に向けて前記主軸を移動させてから、前記主軸をＺ軸方向に関して前記先端検出手段に向けて第１速度で移動させた後、前記第１速度よりも遅い第２速度で移動させることを特徴とする加工装置。

【請求項15】

請求項１ないし１４の何れか１項に記載の加工装置の前記制御手段としてコンピュータを機能させるプログラム。

【請求項16】

工具が取り付けられる主軸を移動手段によって移動させながら前記工具により加工対象物を加工する加工装置の制御方法であって、前記主軸を移動させて前記工具を工具マガジンに格納動作するに際し、前記移動手段の動作トルクのトルクリミット値及び位置偏差リミット値の少なくともいずれか一方を加工対象物を加工している加工動作の際の値よりも小さく変更して前記格納動作を実行することを特徴とする加工装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、加工対象物を加工可能な加工装置、加工装置の制御方法、及び、プログラム
に関する。

【背景技術】

【0002】

加工装置として、加工具が取り付けられた主軸を回転させて加工対象物（ワーク）に切削加工などをする装置が従来から知られている。このような加工装置では、主軸に取り付ける工具を工具マガジンに格納された工具と交換可能としている（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－１７３６８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、工具マガジンに工具の有無を検出するセンサを設けた場合、工具マガジンに既に工具が格納されているか否かがわかる。但し、このようなセンサを設けなかった場合、工具を工具マガジンの所定位置に格納する格納動作を行う際に、この所定位置に工具があるかわからない場合がある。このため、既に所定位置に工具がある状態で工具の格納動作を行った場合、工具同士が干渉して工具が破損する虞がある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の加工装置は、工具を把持する主軸と、工具により加工する加工対象物を保持する保持部と、複数の工具を格納する工具マガジンと、前記主軸と前記保持部とを、Ｘ、Ｙ、Ｚの３軸方向に相対移動させる移動手段と、前記主軸の前記保持部に対する相対位置を検出する位置検出手段と、前記移動手段の動作トルクを検出するトルク検出手段と、前記位置検出手段及び前記トルク検出手段の検出結果に基づいて前記移動手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記移動手段の動作トルクのトルクリミット値を変更可能であり、前記主軸に把持された工具を前記工具マガジンの所定位置に格納すべく前記主軸を前記所定位置に向けて移動させる格納動作の際の前記トルクリミット値である第１トルクリミット値を、工具により加工対象物を加工している加工動作の際の前記トルクリミット値である第２トルクリミット値よりも小さく設定して、前記格納動作を実行するリミット格納モードを実行可能であることを特徴とする。

【0006】

また、本発明の加工装置は、工具を把持する主軸と、工具により加工する加工対象物を保持する保持部と、複数の工具を格納する工具マガジンと、前記主軸と前記保持部とを、Ｘ、Ｙ、Ｚの３軸方向に相対移動させる移動手段と、前記主軸の位置を検出する位置検出手段と、前記移動手段の動作トルクを検出するトルク検出手段と、前記位置検出手段及び前記トルク検出手段の検出結果に基づいて前記移動手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記位置検出手段により検出された前記主軸の位置と、前記制御手段が前記移動手段に指令した位置との位置偏差のリミット値である位置偏差リミット値を変更可能であり、前記主軸に把持された工具を前記工具マガジンの所定位置に格納すべく前記主軸を前記所定位置に向けて移動させる格納動作の際の前記位置偏差リミット値である第１位置偏差リミット値を、工具により加工対象物を加工している加工動作の際の前記位置偏差リミット値である第２位置偏差リミット値よりも小さく設定して、前記格納動作を実行するリミット格納モードを実行可能であることを特徴とする。

【0007】

また、本発明の加工装置は、工具を把持する主軸と、工具により加工する加工対象物を保持する保持部と、複数の工具を格納する工具マガジンと、前記主軸と前記保持部とを、Ｘ、Ｙ、Ｚの３軸方向に相対移動させる移動手段と、前記主軸の位置を検出する位置検出手段と、前記主軸に把持された工具の先端を検出可能な先端検出手段と、前記位置検出手段の検出結果に基づいて前記移動手段を制御する制御手段と、を備え、前記主軸に把持された工具による加工位置、前記工具マガジンの位置、前記先端検出手段の位置は、ＸＹ平面上で互いに異なり、前記制御手段は、前記先端検出手段を使用する場合において、加工に使用する工具のＺ軸方向の長さである工具長が分かっている場合には、ＸＹ平面上の前記先端検出手段がある位置に向けて前記主軸を移動させてから、前記主軸をＺ軸方向に関して前記先端検出手段に向けて第１速度で移動させた後、前記第１速度よりも遅い第２速度で移動させることを特徴とする。

【0008】

また、本発明の加工装置の制御方法は、工具が取り付けられる主軸を移動手段によって移動させながら前記工具により加工対象物を加工する加工装置の制御方法であって、前記主軸を移動させて前記工具を工具マガジンに格納動作するに際し、前記移動手段の動作トルクのトルクリミット値及び位置偏差リミット値の少なくともいずれか一方を加工対象物を加工している加工動作の際の値よりも小さく変更して前記格納動作を実行することを特徴とする

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、工具マガジンに工具の有無を検出するセンサがない構成であっても、格納動作時に工具が破損することを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１の実施形態に係る加工装置の外観斜視図。

【図2】第１の実施形態に係る加工装置の斜視図。

【図3】第１の実施形態に係る電装ユニットの概略断面図。

【図4】第１の実施形態に係る加工装置における制御ブロック図。

【図5】第１の実施形態に係る工具の格納動作のフローチャート。

【図6】第１の実施形態に係る工具の先端検出位置と、格納済みの工具の上端位置との関係を説明する図。

【図7】第１の実施形態に係る工具の格納動作を選択するためのフローチャート。

【図8】第１の実施形態に係る電源投入直後の電源投入フラグ及び安全ドア開きフラグに関するフローチャート。

【図9】第１の実施形態に係る加工再開後の安全ドア開きフラグに関するフローチャート。

【図10】第２の実施形態に係る主軸が工具を掴んでいるか否かの判断のフローチャート。

【図11】（ａ）第２の実施形態において、工具を第１速度でタッチセンサの上方に位置決めする位置を説明する図、（ｂ）主軸が工具を掴んでいない場合を想定した工具の移動量を説明する図。

【図12】第２の実施形態に係る主軸に工具が貼り付いているか否かの判断のフローチャート。

【図13】第３の実施形態において、ワークを水平方向に対して９０°傾けた状態を示す斜視図。

【図14】第３の実施形態に係る、工具の突き出し量に応じた判断処理のフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0011】

＜第１の実施形態＞
第１の実施形態について、図１ないし図９を用いて説明する。まず、本実施形態の加工装置１００の全体構成について、図１ないし図４を用いて説明する。

【0012】

［加工装置］
図１は、本実施形態に係る加工装置１００の外観斜視図であり、エアーを発生させる不図示のエアーコンプレッサに、増圧弁９０が取り付けられて、増圧弁９０によって、圧力が上昇したエアーによって、後述するチャックをアンクランプ状態にする。増圧弁９０の後段にエア圧検知センサ９１が設けられている。工具のチャックにどの程度の圧力がかかっているか測定するために、エア圧検知センサ９１は、工作機械の内部に設けられてもよい。加工装置１００は、図１に示すように、外装カバー１０１内に加工装置本体を収容している。即ち、外装カバー１０１は、後述する主軸や工具マガジンなどが内部に配置され、工具による加工空間を形成する。外装カバー１０１は、加工空間にアクセス可能な開閉ドア１０２を有しており、開閉ドア１０２を開けることで、ワークの交換や手動による工具の交換が可能となっている。また、ワークの加工中には、開閉ドア１０２を閉めるようにしている。開閉ドア１０２の開閉は、不図示のセンサにより検知される。

【0013】

開閉ドア１０２には、透光性の窓１０３が設けられている。開閉ドア１０２は、窓１０３が設けられていない部分に、開閉ロッド１０４が接続される。

【0014】

図２に示すように、加工装置１００は、移動機構支持部材としてのフレーム１と、それぞれフレーム１に支持された第１移動機構１０、第２移動機構２０及び第３移動機構３０と、加工対象物としてのワークＷを支持する支持機構４０と、支持機構４０を回転可能な回転手段としての第１回転機構（回転機構）５０及び第２回転機構（別の回転機構）６０と、工具マガジン７０と、電装ユニット８０とを備える。第１移動機構１０、第２移動機構２０及び第３移動機構３０により、後述する主軸１１と保持部４１とを、Ｘ、Ｙ、Ｚの３軸方向に相対移動させる移動手段としての移動装置２００を構成する。

【0015】

フレーム１は、内部に空洞を有する架台２上に載置されており、図２に示すように、第１フレーム部３と、第１フレーム部３の端部から直角に折り曲げられた第２フレーム部４とから構成される。本実施形態では、第１フレーム部３は、鉛直方向に沿って配置されており、第２フレーム部４は、水平方向に沿って配置されている。

【0016】

第１移動機構１０は、第２移動機構２０を介してフレーム１の第１フレーム部３の第１の面３ａに支持されており、Ｚ軸方向（鉛直方向、第１方向）に主軸１１を移動可能である。主軸１１には、工具１２が工具ホルダを介して着脱自在に取り付けられている。主軸１１は、モータ１３により回転駆動される。第１移動機構１０は、モータ１４と、Ｚ軸方向に配置された案内軸（不図示）とを有し、モータ１４の駆動により主軸１１を案内軸に沿ってＺ軸方向に往復移動（昇降）させる。主軸１１は、Ｚ軸支持部材（不図示）を介して案内軸に移動可能に支持されている。案内軸やＺ軸支持部材は、カバー１７により覆われている。

【0017】

第２移動機構２０は、フレーム１の第１フレーム部３の第１の面３ａに支持されており、Ｚ軸方向に直交するＸ軸方向（水平方向、第２方向）に第１移動機構１０と共に主軸１１を移動可能である。第２移動機構２０は、モータ２１と、Ｘ軸方向に配置された案内軸（不図示）とを有し、モータ２１の駆動により第１移動機構１０を案内軸に沿ってＸ軸方向に往復移動させる。

【0018】

第３移動機構３０は、フレーム１の第２フレーム部４の第２の面４ａに支持されており、Ｚ軸方向及びＸ軸方向に直交するＹ軸方向（水平方向、第３方向）に支持機構４０を移動可能である。第３移動機構３０は、モータ（不図示）と、Ｙ軸方向に配置された案内軸（不図示）とを有し、モータの駆動により支持機構４０を案内軸に沿ってＹ軸方向に往復移動させる。

【0019】

また、第３移動機構３０は、第２回転機構６０を支持する支持板部３１を備えており、支持板部３１が案内軸に沿ってＹ軸方向に往復移動する。図２に示すように、架台２のＹ軸方向の支持機構４０側は開口しており、支持板部３１及び支持板部３１に支持された第２回転機構６０がＹ軸方向に移動しても架台２と干渉することを防いでいる。そして、第３移動機構３０は、詳しくは後述するように、第２回転機構６０及び第１回転機構５０と共に支持機構４０をＹ軸方向に移動可能である。

【0020】

支持機構４０は、例えば、歯科用補綴物など工具１２により切削加工される加工対象物としてのワークＷを支持する。このような支持機構４０は、ワークＷを保持する保持部４１と、両端部が第１回転機構５０の回転部５１にそれぞれ連結され、保持部４１を介してワークＷを支持する支持部４２とを有する。

【0021】

第１回転機構５０は、支持機構４０をＺ軸方向に直交する回転軸としてのａ軸を中心として回転可能である。本実施形態では、ａ軸は、Ｘ軸方向と平行としている。このような第１回転機構５０は、回転部５１、５２を回転自在に支持する支持フレーム５３と、回転部５１を回転駆動するモータとを有する。支持フレーム５３は、支持機構４０の周囲を囲むように略コの字型に形成され、モータ及び片側の回転部５１を支持する第１支持部５３ａと、他側の回転部を支持する第２支持部５３ｂと、第１支持部５３ａと第２支持部５３ｂとを連結する連結部５３ｃとから構成される。

【0022】

第１支持部５３ａに支持された回転部５１と、第２支持部５３ｂに支持された回転部は、ａ軸方向に互いに対向するように、且つ、ａ軸を回転軸として回転可能に配置されている。そして、支持機構４０のａ軸方向両端部が、それぞれ両側の回転部に支持されている。これにより、第１回転機構５０は、支持機構４０を、ａ軸（Ｘ軸）を中心として回転可能に支持する。

【0023】

第１回転機構５０は、少なくとも１８０°回転可能であり、支持機構４０に支持されたワークＷの表裏を反転可能である。本実施形態では、第１回転機構５０は、支持機構４０をａ軸を中心として３６０°回転させることができる。なお、ａ軸の延長線が支持機構４０に支持されたワークＷの厚さ方向の中心を通るため、回転中心軸であるａ軸から表面までの距離とａ軸から裏面までの距離は同じである。したがって、ワークＷの表裏が反転しても、ワークＷの厚さ方向の中心と工具１２との位置関係は変わらない。

【0024】

第２回転機構６０は、支持機構４０をＺ軸方向及びａ軸に直交する別の回転軸としてのｂ軸を中心として回転可能である。本実施形態では、ｂ軸は、Ｙ軸方向と平行としている。このような第２回転機構５０は、第１回転機構５０の支持フレーム５３が取り付けられる回転部と、回転部を回転駆動するモータとを有する。回転部は、支持フレーム５３の連結部５３ｃが取り付けられ、モータに回転駆動されることにより支持フレーム５３を、ｂ軸を中心として回転可能である。したがって、第２回転機構６０は、第１回転機構５０と共に支持機構４０を、ｂ軸（Ｙ軸）を中心として回転可能に支持する。

【0025】

工具保持部としての工具マガジン７０は、複数の工具を格納可能であり、第１回転機構５０に隣接して配置され、支持部材に支持され、この支持部材は第３移動機構３０の支持板部３１に支持されている。このため、工具マガジン７０は、第３移動機構３０により支持機構４０などと共にＹ軸方向に移動可能である。但し、支持機構４０がａ軸を中心に回転しても、工具マガジン７０は回転せず、支持機構４０がｂ軸を中心に回転しても、工具マガジン７０は回転しない。即ち、工具マガジン７０は、支持機構４０がａ軸及びｂ軸を中心に回転しても所定の姿勢を維持するように、支持部材７１に支持されている。工具マガジン７０は、第３移動機構３０により支持機構４０など共にＹ軸方向に移動可能である。

【0026】

工具マガジン７０には、それぞれ工具ホルダ１２ａと一体に形成された複数種類の工具が保持された状態でＹ軸方向に沿って複数列並べて配置されている。そして、主軸１１に取り付ける工具を交換可能としている。なお、工具ホルダ１２ａは、主軸１１に保持される部分で、工具と一体に形成されていても良いし、別体に形成されていても良い。なお、本実施形態では、工具１２をチャック付の工具ホルダ１２ａに取り付けた上で、主軸１１の工具保持用のチャック部が工具ホルダ１２ａを介して保持する２重チャックの構成となっている。但し、主軸１１に直接、工具を取り付けても良い。工具の交換は、作業者が行っても良いし、加工装置１００により自動で行っても良い。本実施形態では、自動で工具の交換を行うべく、主軸１１による工具の把持と解放を自動で行えるようにしている。

【0027】

工具の交換を自動で行う場合には、第２移動機構２０及び第３移動機構３０により工具マガジン７０の工具が入っていない空きスペースを主軸１１の下方に移動させる。言い換えれば、主軸１１を工具マガジン７０に対してＸＹ平面上で相対移動させる。そして、第１移動機構１０により主軸１１を下降させ（Ｚ軸方向に移動させ）、主軸１１に設けられたチャックなどの着脱装置を動作させることで、主軸１１に取り付けられている工具１２を外して工具マガジン７０の空きスペースに配置する。次いで、第１移動機構１０により主軸１１を上昇させると共に、第２移動機構２０及び第３移動機構３０により工具マガジン７０の交換したい工具１２が配置されている位置を主軸１１の下方に移動させる。そして、再度、第１移動機構１０により主軸１１を下降させ、着脱装置を動作させることで、主軸１１に交換したい工具１２を装着する。なお、工具１２は、例えば、ドリルやエンドミルである。

【0028】

電装ユニット８０は、フレーム１の内側に取り付けられている。即ち、電装ユニット８０は、第１フレーム部３の第１の面３ａの反対側で、第２フレーム部４の第２の面４ａの反対側に配置されている。

【0029】

このような電装ユニット８０は、加工装置１００を制御するもので、図３に示すように、枠体８１に制御基板８３、各制御部８４ａ、８４ｂ、８４ｃ、８４ｘ、８４ｙ、８４ｚが支持されている。制御基板８３は、主軸や各軸のモータの駆動を制御する。各制御部８４ａ、８４ｂ、８４ｃ、８４ｘ、８４ｙ、８４ｚは、例えば、それぞれ対応するモータのロータリーエンコーダの信号からモータに出力するパルスを演算し、それぞれ対応するモータの回転を適切に制御するものである。

【0030】

即ち、図２及び図４を参照して説明すると、制御部８４ａは、第１回転機構５０のモータ５４を制御して、支持機構４０をａ軸を中心に回転させる。制御部８４ｂは、第２回転機構６０のモータ６２を制御して、支持機構４０をｂ軸を中心に傾斜させ、支持機構４０の姿勢を決定する。また、制御部８４ｘは、第２移動機構２０のモータ２１を制御して主軸１１をＸ軸方向に移動させ、主軸１１のＸ軸方向の位置を決定する。制御部８４ｙは、第３移動機構３０のモータ３２を制御して支持機構４０をＹ軸方向に移動させ、支持機構４０のＹ軸方向の位置を決定する。制御部８４ｚは、第１移動機構１０のモータ１４を制御して主軸１１をＺ軸方向に移動させ、主軸１１のＺ軸方向の位置を決定する。これにより、主軸１１と支持機構４０のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の相対位置が決定される。

【0031】

制御部８４ｃは、主軸１１を回転駆動するモータ１３を制御する。制御部８４ｃは、主軸１１に取り付けられた工具１２を高速で回転させるため、他の制御部８４ａ、８４ｂ、８４ｘ、８４ｙ、８４ｚよりも大型、高重量になり易い。そこで、本実施形態では、電装ユニット８０の枠体８１は、制御部の設置スペースを上下に仕切る仕切り部８２を有し、仕切り部８２の下方に大型で高重量の制御部８４ｃを設け、仕切り部８２の上方に小型で軽量の８４ａ、８４ｂ、８４ｘ、８４ｙ、８４ｚを設けるようにしている。

【0032】

また、制御基板８３は、配線等を行い易くするため枠体８１の側面に設けるようにしている。但し、これら電装ユニット１９の各部の配置は、どのような順番に入れ変えても良い。

【0033】

また、本実施形態の加工装置１００は、コンピュータ制御により自動加工を行うＮＣ加工装置である。具体的には、パーソナルコンピュータなどの外部端末を用いてＣＡＤ／ＣＡＭシステムにより加工データを作成し、このデータに基づいて数値制御によりワークＷの加工を行う。このために、加工装置１００には、加工装置１００に指令を行うパーソナルコンピュータなどの外部端末が接続される。なお、加工装置１００自体に、数値制御が可能なＣＰＵやメモリを搭載したコンピュータが設けられていても良い。後述する制御手段は加工装置、加工装置に接続されたコンピュータのどちらに設けられてもよい。

【0034】

例えば、加工装置１００により歯科用補綴物の作成を行う場合、３次元計測器で計測した歯科用補綴物のデータをＣＡＤ／ＣＡＭシステムに転送し、ＣＡＤ／ＣＡＭシステムにより加工データを作成する。そして、この加工データに基づいて、加工装置１００を制御してワークＷを工具１２により切削加工することで、歯科用補綴物を作成する。

【0035】

次に、電装ユニット８０内の制御構成について、図４を用いて説明する。電装ユニット８０は、制御手段であるＣＰＵ８５、入出力ポート（Ｉ／Ｏ）８６ｉ、各モータの制御部８４ｘ、８４ｙ、８４ｚ、主軸の制御部８４ｃ、ａ軸の制御部８４ａ、ｂ軸の制御部８４ｂなどを備える。ＣＰＵ８５は、入力されたデータや信号に基づいてメモリ８６ｍを用いて各種の演算を行う。

【0036】

Ｉ／Ｏ８６ｉは、加工機本体のエアーブロー部８７、集塵装置８８、タッチセンサ９６に接続される。なお、エアーブロー部８７は、主軸１１に取り付けた工具１２にエアーを吹き付けて、工具１２を冷却すると共に工具１２に付着した切粉を除去するものである。また、工具１２から除去した切粉や加工後にワーク保持装置としての第１回転機構５０内に存在する切粉などの異物は、ワーク保持装置に設けた切粉吸引部８９から吸引され、集塵装置８８により集められる。また、先端検出手段としてのタッチセンサ（工具長センサ）９６は、後述するように工具１２の長さを検出してＣＰＵ８５に信号を送る。

【0037】

ＣＰＵ８５に設けた各モータの制御部８４ｘ、８４ｙ、８４ｚは、ＣＰＵ８５からの指令に基づいてＸ、Ｙ、Ｚの各モータを駆動する。各モータ２１、３２、１４には、それぞれ位置検出手段としてのエンコーダ２１ａ、３２ａ、１４ａを設けている。エンコーダ２１ａ、３２ａ、１４ａは、例えば、各モータ２１、３２、１４の回転軸の回転回数や回転角度、回転方向を検知する。そして、各モータ２１、３２、１４の駆動により各ステージｘ、ｙ、ｚが実際に移動した量（実際の位置、主軸１１の保持部４１に対する相対位置）を検出する。

【0038】

主軸制御部８４ｃは、主軸１１を回転させる不図示のモータを制御して、主軸（スピンドル）の回転速度を制御する。また、ａ、ｂ軸の制御部８４ａ、８４ｂは、ＣＰＵ８５からの指令に基づいてａ軸、ｂ軸の各モータ５４、６２を駆動する。これら各モータ５４、６２にもエンコーダ５４ａ、６２ａが設けられており、支持機構４０のａ軸及びｂ軸を中心とした回転角度を検出可能である。

【0039】

このようにＣＰＵ８５により加工装置１００の各部を制御することにより、上述のように保持されたワークＷに所定の加工を施す。

【0040】

［工具の交換］
次に、本実施形態における工具１２の交換について詳しく説明する。工具１２の交換を自動的に行う構成の場合、工具マガジン７０の複数の工具１２がそれぞれ格納される部分（以下、ポットという）に工具１２を検出する工具検出センサを設けることが知られている。即ち、各ポットにそれぞれ工具検出センサを設け、ポット内の工具１２の有無を検出するようにしている。具体的には、工具検出センサを以下のような用途で使用する。

【0041】

まず、工具マガジン７０からの工具１２を取り出し時には、以下の用途で使用される。
（１）取り出し処理を実行する前に、当該ポットが工具格納済みであることの確認。
（２）取り出し処理を実行した後に、当該ポットが工具未格納であることの確認。

【0042】

次に、工具マガジン７０への工具１２の格納時には、以下の用途で使用される。
（３）格納処理を実行する前に、当該ポットが工具未格納であることの確認。
（４）格納処理を実行した後に、当該ポットが工具格納済みであることの確認。

【0043】

このような用途に用いられる工具検出センサは、例えば、ポット内への工具１２の進入及び退出に応じて揺動するセンサフラグを設け、このセンサフラグの位置をフォトインタラプタで検出する構成を有する。上述したように、工具マガジン７０は、ワークＷが保持される第１回転機構５０に隣接して配置されるため、加工時の切粉などが付着する場合がある。このため、例えば、切粉がフォトインタラプタに付着した場合には、ポットに工具がないのに工具があると工具検出センサが誤検出する虞がある。また、センサフラグのバリによる誤検出が生じる虞もある。更に、加工装置１００においてウェット加工をする場合には、工具マガジン７０に多量の水がかかるため、センサ部を防水する必要が有り、コストがかかっていた。

【0044】

以上より、工具マガジン７０から工具検出センサを省略する構成が望まれていた。しかしながら、工具検出センサを無くしてしまうと、工具マガジン７０の各ポット内に実際に工具が有るか無いか不明になる。例えば、作業者が工具マガジン７０のポットに工具を置き忘れ、そのまま加工を開始してしまうと、工具マガジン７０の所定のポットから工具を取り出そうとした場合に、空振りし、主軸１１へ工具未装着となる。但し、一般的には、その後のタッチセンサ９６等によるセンシングにより主軸１１への工具未装着は検出できるので問題ない。

【0045】

一方、主軸１１に工具１２を掴ませた状態で、作業者が工具マガジン７０のポットに工具を置いてしまう場合がある。例えば、主軸１１に工具１２を掴ませた状態で加工装置１００の電源をＯＦＦし、作業者が開閉ドア（安全ドア）１０２を開けた場合や、加工中に主軸１１に工具１２を掴ませた状態で一時停止し、作業者が開閉ドア１０２を開けた場合である。

【0046】

これらの場合は、工具マガジン７０のポットへ工具１２が置かれたことを検出するセンサが無く、また、これを防ぐ手段もない。そして、工具マガジン７０のポットへ工具１２が置かれた後、加工装置１００の電源がＯＦＦからＯＮにされる、或いは、加工が一時停止から再開されるなどにより、所定のシーケンスが動き出すと、所定のシーケンスの何れかのタイミングで、主軸１１が掴んでいる工具１２を工具マガジン７０のポットへ戻そうとする。その場合に、戻そうとした工具と格納済みの工具とが干渉し、工具折損だけでなく、加工装置１００に不具合が発生する虞がある。そこで、本実施形態では、工具マガジン７０に工具検出センサを設けていない構成で、上述のような問題の発生を抑制するように、以下のような制御を行っている。

【0047】

［工具の格納動作］
上述のように、本実施形態では工具マガジン７０に工具検出センサを設けていないため、主軸１１に保持している工具１２を工具マガジン７０の所定位置（その工具１２に対応するポット）に格納する格納動作を以下のように行っている。まず、トルク検出手段でもあるＣＰＵ８５は、移動装置２００の動作トルクのトルクリミット値を変更可能である。移動装置２００の動作トルクは、例えば、各モータ２１、３２、１４に流れる電流値からＣＰＵ８５が検出可能である。ＣＰＵ８５は、動作トルクの検出結果及び位置検出手段としてのエンコーダ２１ａ、３２ａ、１４ａの検出結果に基づいて移動装置２００を制御する。

【0048】

ＣＰＵ８５は、格納動作の際のトルクリミット値を第１トルクリミット値、通常の加工動作のトルクリミット値を第２トルクリミット値とした場合、第１トルクリミット値を第２トルクリミット値よりも小さく設定して格納動作を行うリミット格納モードを実行可能である。ここで、格納動作は、主軸１１に把持された工具１２を工具マガジン７０の所定位置に格納すべく主軸を所定位置に向けて移動させる動作である。また、加工動作は、工具１２により加工対象物であるワークＷを加工している動作である。

【0049】

例えば、加工動作における第２トルクリミット値、即ち、通常のトルクリミット値は、定格トルクの３００％に設定されている。即ち、ＣＰＵ８５は、加工中に定格トルクの３００％を検出すると、異常が発生したと判断して加工装置１００を緊急停止する。一方、リミット格納モードを実行した際の格納動作における第１トルクリミット値は、動作トルクが定格トルクのＴ％とすると、Ｔ＋１０％である。

【0050】

通常の加工動作は、定格トルクの１００％以下の動作トルクで行われるが、リミット格納モードにおける格納動作は、例えば、定格トルクの５～１０％程度で行う。即ち、本実施形態では、リミット格納モードの実行時の格納動作における主軸１１の移動速度を、通常の加工動作における主軸１１の移動速度よりも遅くしている。そして、リミット格納モードにおける格納動作を、例えば定格トルクの１０％（動作トルクＴ）で行っていた場合には第１トルクリミット値は定格トルクの２０％（Ｔ＋１０％）となる。

【0051】

また、本実施形態では、ＣＰＵ８５は、上述のトルクリミット値の変更に加えて、位置偏差リミット値も変更可能である。ここで、位置偏差とは、位置検出手段としてのエンコーダ２１ａ、３２ａ、１４ａにより検出された主軸１１の位置と、ＣＰＵ８５が移動装置２００の各モータ２１、３２、１４に指令した位置とのズレである。位置偏差リミット値は、この位置偏差のリミット値であり、エンコーダ２１ａ、３２ａ、１４ａにより検出された実際の主軸１１の位置が、ＣＰＵ８５からの指令に基づく位置からリミット値以上にずれた場合に、ＣＰＵ８５が異常であると判断する値である。

【0052】

ＣＰＵ８５は、リミット格納モードにおいて、格納動作の際の位置偏差リミット値を第１位置偏差リミット値、通常の加工動作の位置偏差リミット値を第２位置偏差リミット値とした場合、第１位置偏差リミット値を第２位置偏差リミット値よりも小さく設定する。本実施形態では、ＣＰＵ８５から各モータ２１、３２、１４の制御部８４ｘ、８４ｙ、８４ｚへの主軸１１の移動量に対する指令はパルス単位で行う。例えば、１パルス当たり５０ｎｍの移動量である。

【0053】

加工動作における第２位置偏差リミット値、即ち、通常の位置偏差リミット値は、例えば、１０００パルスに設定されている。即ち、ＣＰＵ８５は、主軸１１の実際の位置が指令値に対して１０００パルスずれていたら、異常が発生したと判断して加工装置１００を緊急停止する。一方、リミット格納モードを実行した際の格納動作における第１位置偏差リミット値は、１００パルスに設定する。即ち、通常の位置偏差リミット値の１／１０に設定している。

【0054】

［リミット格納モードの具体例］
このような本実施形態のリミット格納モードにおける格納動作の具体例について、図５を用いて説明する。図５は、現在、主軸１１に把持された工具１２を工具マガジン７０のポット（所定位置）に格納する場合に、リミット格納モード（工具重複格納検出動作）をする場合のフローチャートとなる。まず、ＣＰＵ８５は、プログラムが工具格納の指令であった場合、現在、主軸１１により把持されている工具１２の番号（掴み工具番号）を取得する（Ｓ５０１）。掴み工具番号は、工具マガジン７０のポットから工具１２を取り出した際に、保存される工具番号である。

【0055】

次に、掴み工具番号の工具１２が工具長測定済みか否か確認する（Ｓ５０２）。工具長測定とは、例えば、主軸１１が工具１２を掴んだ状態で、加工装置１００に装備してあるタッチセンサ９６へ工具１２の先端（刃先）を接触させ、その時のＺ軸の位置を取得し、パラメータとして保存することである。なお、工具長の測定は、このようなタッチセンサ以外に光学センサを用いて行っても良い。

【0056】

工具長測定済みか否かの確認方法としては、例えば、工具マガジン７０のポットから工具を取り出した後に工具長測定を実施し、その際に、工具ごとに設けられた工具長測定済みフラグをＯＮにしておき、以降、任意の工具に対する工具長測定済みフラグを参照することで、各工具が工具長測定実施済みかを判断する。

【0057】

工具長測定済みの場合（即ち、工具長が分かっている場合、Ｓ５０２のＹＥＳ）は、Ｓ５０４へ進む。一方、未測定の場合（工具長が不明の場合、Ｓ５０２のＮＯ）は、工具長測定を実施する（Ｓ５０３）。具体的には、先端検出手段としてのタッチセンサ９６は、主軸１１に把持された工具１２の先端を検出可能である。ＣＰＵ８５は、加工に使用する工具１２のＺ軸方向の長さである工具長が不明である場合には、格納動作を実行する前に主軸１１に把持された工具１２の先端をタッチセンサ９６により検出することで工具長を測定する。

【0058】

工具長が分かっている場合、或いは、工具長を測定したら、工具マガジン７０のポットへ工具１２が格納済みだと想定し、工具マガジン７０のポットに格納された工具１２の上端位置よりも、現在の掴み工具の工具刃先が所定の距離（以降、第１距離Ｌとする）だけ上側の位置となるように、各軸を移動させる（Ｓ５０４）。即ち、本実施形態では、工具マガジン７０のポットに工具が格納されているかわからないので、リミット格納モードにおいては、このポットに工具が既に格納されていると想定して格納動作を行う。

【0059】

この点について、図６を用いて説明する。上述の第１距離Ｌをとるためには、タッチセンサ９６へ工具刃先を接触させた際のＺ軸の位置（以降Ｐｚとする）と、タッチセンサ９６上面からみた工具マガジン７０のポットに既に格納してあると想定している工具（格納済み工具）の上端の位置関係（以降Ｍとする）とが必要となる。

【0060】

Ｌ、Ｍ、Ｐｚの位置関係は次のようになる。即ち、ポットに格納された工具上端よりも、所定の距離Ｌだけ上方向に、掴み工具の工具刃先を位置決めさせる場合は、
主軸１１のＺ軸の移動位置＝Ｐｚ＋Ｌ－Ｍ
となる。例えば、第１距離Ｌ＝４ｍｍ、Ｍ＝１．６ｍｍ程度となる。このように、リミット格納モードにおいては、格納動作の前に現在の掴み工具の工具刃先の位置を知るべく、事前に工具長を測定しておく。

【0061】

上述のように、格納済み工具の上端から第１距離Ｌ、Ｚ軸方向に離れた位置に主軸１１を移動させたら、主軸１１をＺ軸方向下方に第１距離Ｌよりも短い第２距離だけ低速で移動させ、移動中の動作トルク（ここでは、Ｚ軸のモータ１４の動作トルク）を測定する（Ｓ５０５）。第２距離とは、例えば、２ｍｍである。

【0062】

ここで動作トルクを測定する理由は、動作トルクには装置によって差があることと、経年で変化する可能性があるため、トルクリミット値を固定値にできないからである。このときの移動速度は、例えば１００ｍｍ／ｍｉｎとする。この速度は、後述するＳ５０７での移動速度と同等にする。

【0063】

次に、Ｓ５０５で測定した動作トルクを元に、トルクリミット値及び位置偏差リミット値を通常時よりも下げる（Ｓ５０６）。即ち、トルクリミット値を第１トルクリミット値に、位置偏差リミット値を第１位置偏差リミット値に設定する。ここで設定するトルクリミット値と位置偏差リミット位置は、次述するＳ５０７での移動速度においてリミットにかからない値とする。

【0064】

次に、工具マガジンのポットへ工具が格納済みだと想定し、主軸１１をＺ軸方向下方に低速で第３距離だけ移動する（Ｓ５０７）。第３距離は、上述の第２距離と合わせて主軸１１が第１距離Ｌ以上移動する距離である。この時の速度も、例えば１００ｍｍ／ｍｉｎである。この移動時には、動作トルクの測定及び位置偏差の測定を行う。即ち、リミット格納モードにおける格納動作における主軸１１の移動速度、ここでは、Ｚ軸方向の移動速度を、通常の加工動作における主軸１１の移動速度よりも遅くし、この移動時に動作トルク及び位置偏差を測定している。これが格納済み工具の検出動作となる。

【0065】

この検出動作時に、もし、工具マガジン７０のポットに工具が格納済みの場合は、主軸１１に把持された工具が格納済みの工具に接触し、検出されるＺ軸方向の動作トルクと位置偏差の少なくも何れかが第１トルクリミット値又は第１位置偏差リミット値以上となる。即ち、トルクリミット異常或いは位置偏差リミット異常になる。

【0066】

したがって、ＣＰＵ８５は、リミット格納モードを実行した際に、検出された動作トルクが第１トルクリミット値となった場合には、工具マガジン７０のポットに既に工具が格納されていると判断する（Ｓ５０８のＹＥＳ）。或いは、ＣＰＵ８５、リミット格納モードを実行した際に、エンコーダ１４ａにより検出された主軸１１の位置（ここではＺ軸方向の位置）の位置偏差が第１位置偏差リミット値となった場合には、工具マガジン７０のポットに既に工具が格納されていると判断する（Ｓ５０８のＹＥＳ）。

【0067】

一方、主軸１１をＺ軸方向下方に低速で第３距離だけ移動しても、動作トルクと位置偏差の何れもリミット値に達しなかった場合（Ｓ５０８のＮＯ）、工具マガジン７０のポットに工具が格納されていない、即ち、格納済み工具を検出しなかったと判断できる。格納済み工具を検出しなかった場合は、Ｓ５０６で変更したトルクリミット値と位置偏差リミット値を元に戻す（Ｓ５０９）。即ち、トルクリミット値を第２トルクリミット値に位置偏差リミット値を第２位置偏差リミット値に設定する。そして、引き続き、現在、主軸１１が掴んでいる工具の格納動作を続ける（Ｓ５１０）。

【0068】

Ｓ５０８において、格納済み工具を検出した場合（Ｓ５０８ＹＥＳ）、まず、Ｓ５０６で変更したトルクリミット値と位置偏差リミット値を元に戻す（Ｓ５１１）。そして、ＣＰＵ８５は、エラー処理をする（Ｓ５１２）。例えば、主軸１１をＺ軸方向に退避させて（ここでは上昇させて）、装置の動作を停止する。或いは、装置に接続されたパーソナルコンピュータのモニタや、装置に設けられたモニタなどにエラーコードの表示などをする。

【0069】

このように本実施形態では、リミット格納モードにおける格納動作において、トルクリミット値或いは位置偏差リミット値を通常の加工時よりも下げている。このため、主軸１１に掴まれた工具が格納済みの工具に軽く接触しただけで、何れかがリミット値に到達し、エラー処理される。また、これと共に、工具マガジン７０のポットに既に工具があると判断できる。このように格納動作においてリミット値を下げているため、工具同士の接触による工具の破損や装置の不具合が発生することを防止できる。また、格納動作における移動速度を低くしており、この移動速度に合わせてリミット値も下げているため、格納動作で工具同士が接触しても、より確実に工具の破損や装置の不具合が発生することを防止できる。

【0070】

［格納動作の選択］
上述したような工具マガジン７０のポットに工具１２が格納されているか否かが不明となるケースは、限られている。通常、工具マガジン７０のポットに工具１２を格納した場合、そのポットに工具１２が格納済みであると記憶されるためである。一方、作業者が開閉ドア１０２を開けた場合には、工具マガジン７０のポットに工具を置かれる可能性があり、工具マガジン７０のポットに工具が格納されているか否かが不明となる。したがって、本実施形態では、工具の格納動作において、上述のリミット格納モードを実行する場合と、通常の格納動作を行う場合とを選択して実行するようにしている。この点について、まず、図７を用いて説明する。

【0071】

工具の格納動作を行う場合に、毎回、リミット格納モード（工具重複格納検出動作）を実行すると、時間がかかり無駄が多くなる。このため、本実施形態では、電源投入直後か、ユーザに開閉ドア１０２を開けられて工具１２が工具マガジン７０のポットに置かれた可能性がある場合のみ、リミット格納モードを実行するようにしている。なお、電源投入直後は、電源ＯＦＦ時に開閉ドア１０２が開かれている場合があるなど、工具マガジン７０の工具の格納状態が電源ＯＦＦ前の状態と変わっている可能性が高いため、リミット格納モードを実行するようにしている。

【0072】

図７は、工具格納動作の選択と実行を示している。装置の電源投入直後か開閉ドア１０２の開きがあった場合は、工具重複格納チェックありの工具格納動作を選択し、実行する。工具重複格納チェックが不要な場合に工具１２を格納する場合は、通常の工具格納動作を選択し、実行する。工具を掴んでいない場合は、工具格納動作を実行しない。

【0073】

ＣＰＵ８５は、格納動作を実行する場合、まず、主軸１１のチャックを閉じられているか否かを判断する（Ｓ７０１）。主軸１１のチャックが閉じている場合は（Ｓ７０１のＹＥＳ）、Ｓ７０２に進む。主軸１１のチャックが開いている場合は（Ｓ７０１のＮＯ）、Ｓ７０７にすすむ。

【0074】

主軸１１のチャックが閉じている場合は（Ｓ７０１のＹＥＳ）、主軸１１が工具１２を掴んでいる可能性があるので、タッチセンサ９６によりセンシングする等により、主軸１１が工具１２を把持している否か、即ち、主軸１１に工具１２が装着済みか否かを確認する（Ｓ７０２）。例えば、上述の工具長測定の動作を実行し、正常に測定ができた場合には主軸１１に工具１２が装着されていると判断する。一方、工具長測定の動作を実行しても、タッチセンサ９６等のセンサ部まで工具刃先が届かない場合は、主軸１１に工具１２が装着されていないと判断して（Ｓ７０２のＮＯ）、Ｓ７０７へ進む。

【0075】

主軸１１が工具１２を把持している、即ち、工具装着済みである場合（Ｓ７０２のＹＥＳ）、ＣＰＵ８５は、電源投入フラグを確認する（Ｓ７０３）。電源投入フラグは、電源投入後に一度だけＯＮするフラグである。この点に関しては、後述の図８を用いて詳しく説明する。電源投入フラグがＯＮの場合はＳ７０５へ進み、そうでない場合はＳ７０４へ進む。

【0076】

電源投入フラグがＯＮでない場合（Ｓ７０３のＮＯ）、ＣＰＵ８５は、開閉ドア１０２が開いているか否か、ここでは、安全ドア開きフラグを確認する（Ｓ７０４）。安全ドア開きフラグは、開閉ドア１０２が開いたことによりＯＮするフラグである。この点に関しては、後述の図８及び図９を用いて詳しく説明する。安全ドア開きフラグがＯＮの場合はＳ７０５へ進み、そうでない場合はＳ７０６へ進む。

【0077】

電源投入フラグがＯＮである場合（Ｓ７０３のＹＥＳ）、或いは、安全ドア開きフラグがＯＮの場合（Ｓ７０４のＹＥＳ）、主軸１１は工具１２を装着しており、電源ＯＮ直後か、又は、開閉ドア１０２を開けられて工具１２が工具マガジン７０のポットに置かれた可能性があると考えられる。このため、ＣＰＵ８５は、工具重複格納チェックありの工具格納動作、即ち、リミット格納モードを実行する（Ｓ７０５）。

【0078】

即ち、ＣＰＵ８５は、装置の電源投入後の最初の格納動作を実行する場合には、格納動作をリミット格納モードにより実行する。また、ＣＰＵ８５は、装置の電源投入から格納動作の実行開始までに開閉ドア１０２の開閉があった場合には、格納動作をリミット格納モードにより実行する。

【0079】

安全ドア開きフラグがＯＮでない場合（Ｓ７０４のＮＯ）、電源投入直後でもなく、開閉ドア１０２も開かれていないので、工具１２が工具マガジン７０のポットに置かれた可能性が低く、工具重複格納チェックは不要と判断できるため、ＣＰＵ８５は、通常の工具格納動作を実行する（Ｓ７０６）。通常の工具格納動作は、上述したように、トルクリミット値や位置偏差リミット値を加工動作の時のリミット値から変更せずに行う格納動作である。即ち、第２トルクリミット値及び第２位置偏差リミット値に設定した状態で行う格納動作である。

【0080】

なお、Ｓ７０７では、主軸１１には工具１２が装着されていないので、工具格納動作は実行しない。Ｓ７０５、Ｓ７０６、Ｓ７０７のいずれかを実行後、図７のフローチャートは終了となる。次に、電源投入直後と、加工を一時停止して再開した後の電源投入フラグ及び安全ドア開きフラグについて、図８及び図９を用いて説明する。

【0081】

［電源投入直後］
まず、電源投入直後の電源投入フラグ及び安全ドア開きフラグについて、図８を用いて説明する。図８は、電源投入後、原点復帰での工具格納動作を示している。ＣＰＵ８５は、主軸１１の原点復帰が、加工装置１００の電源投入後、初回か否かを判定する（Ｓ８０１）。初回か否かの判断は、例えば、電源投入後の原点復帰が実行された回数をカウントしておき、カウント値＝０ならば初回の原点復帰であり、カウント値が1以上の場合は２回目以降の実行と判断できる。初回の場合はＳ８０２へ進み、そうでない場合はＳ８０３へ進む。

【0082】

原点復帰が電源投入後、初回であれば（Ｓ８０１のＹＥＳ）、ＣＰＵ８５は、電源投入フラグをＯＮする（Ｓ８０２）。次いで、ＣＰＵ８５は、工具格納動作の選択と実行をする（Ｓ８０３）。これは、図７で説明した内容となる。

【0083】

図７のフローを実行した後、ＣＰＵ８５は、工具格納に成功したかを判定する（Ｓ８０４）。具体的には、図７のフローにおいて、工具重複格納チェックありの工具格納動作（図７のＳ７０５）を実行して成功したか、通常の工具格納動作（Ｓ７０６）を実行して成功した場合は、工具格納を成功と判定する。工具格納動作せずの場合（Ｓ７０７）には、エラーではないので成功と判定する。工具格納成功の場合はＳ８０５へ進み、そうでない場合はＳ８０６へ進む。

【0084】

工具格納成功の場合（Ｓ８０４のＹＥＳ）、電源投入フラグをＯＦＦし、安全ドアフラグがオンであればこれもＯＦＦにし（Ｓ８０５）、図８のフローチャートは終了する。工具格納動作が成功した後で、電源投入フラグと安全ドアフラグをＯＦＦにするので、工具格納動作中にエラーが起きた場合は、再度、工具重複格納チェックを用いた工具格納動作を実行することができる。

【0085】

工具格納に成功していない場合（Ｓ８０４のＮＯ）、ＣＰＵ８５は、開閉ドア１０２が開いているか否かを判定する（Ｓ８０６）。開閉ドア１０２が開いている場合は（Ｓ８０６のＹＥＳ）、図７のフロー（Ｓ８０３）での工具格納中に開閉ドア１０２が開かれたためエラーになったと判断し、安全ドア開きフラグをＯＮし（Ｓ８０７）、図８のフローチャートは終了する。一方、開閉ドア１０２が開いていない場合（Ｓ８０６のＮＯ）、そのまま図８のフローチャートは終了する。

【0086】

［加工再開後］
次に、加工を一時停止して再開した後の安全ドア開きフラグについて、図９を用いて説明する。加工装置１００による自動加工中に加工動作が一時停止され、一時停止中に開閉ドア１０２を開かれる場合がある。この時も、ユーザに開閉ドア１０２を開けられて工具１２が工具マガジン７０のポットに置かれた可能性がある。この場合は、開閉ドア１０２が開かれた履歴を、フラグにより保持しておく。開閉ドア１０２が開かれたら、フラグをＯＮにセットし、そうでない場合、通常はＯＦＦにしておく。

【0087】

そして、一時停止状態から加工を再開し、自動加工が進み、主軸１１に掴んでいた工具１２を格納する場合に、ＣＰＵ８５は、フラグを確認し、フラグがＯＮで開閉ドア１０２が開かれた履歴があると判断したならば、リミット格納モード（工具重複格納検出動作）が必要だと判断する。フラグがＯＦＦで開閉ドア１０２が開かれた履歴が無い場合は、通常の工具格納動作を実行する。このフラグは、工具格納動作、または工具取り出し動作でリセットされ、ＯＦＦになる。

【0088】

図９は、加工を一時停止し、再開した後での工具の格納動作のフローを示している。ＣＰＵ８５は、まず、加工の再開指示が入力されたか否かを判定する（Ｓ９０１）。例えば、再開ボタンがユーザにより押された場合に、再開指示が加工装置１００に対して出される。再開指示が入力された場合は（Ｓ９０１のＹＥＳ）、ＣＰＵ８５は、再開処理を行う（Ｓ９０２）。例えば、主軸１１及び保持部４１の再開する座標位置への移動、ＮＣファイルの再開する行の特定、状態変数の復元を行う。

【0089】

一方、再開指示が入力されていない場合（Ｓ９０１のＮＯ）、開閉ドア１０２が開いているかを判定する（Ｓ９０３）。開閉ドア１０２が開いている場合は（Ｓ９０３のＹＥＳ）、安全ドア開きフラグをＯＮにし（Ｓ９０４）、Ｓ９０１に戻る。開閉ドア１０２が開いていない場合は（Ｓ９０３のＮＯ）、そのままＳ９０１に戻る。

【0090】

Ｓ９０２で再開処理が行われた場合、ＣＰＵ８５は、ＮＣファイル（加工指示のプログラム）の終端までシーケンスを実行したかを判定する（Ｓ９０５）。終端の場合は（Ｓ９０５のＹＥＳ）、図９のフローチャートは終了する。

【0091】

ＮＣファイルの終端でない場合は（Ｓ９０５のＮＯ）、ＣＰＵ８５は、ＮＣファイルの指示に工具格納の指示があったかを判定する（Ｓ９０６）。工具格納の指示が有った場合は（Ｓ９０６のＹＥＳ）、工具格納動作の選択と実行をする（９０８）。これは、図７で説明した内容となる。ここでは、加工動作中に一時停止され、加工動作を再開した後の最初の格納動作を実行する際に、加工動作の停止中に開閉ドア１０２の開閉があった場合には（Ｓ９０４で安全ドア開きフラグＯＮ）、格納動作をリミット格納モードにより実行する。一方、工具格納の支持がなかった場合は（Ｓ９０６のＮＯ）、ＮＣファイルの指示を実行する（Ｓ９０７）。例えば、各軸の移動指示や、主軸の回転指示を実行する。そして、Ｓ９０５に戻る。

【0092】

工具格納動作の選択と実行を行ったら、即ち、図７のフローを実行した後、ＣＰＵ８５は、工具格納に成功したかを判定する（Ｓ９０９）。具体的には、図７のフローにおいて、工具重複格納チェックありの工具格納動作（図７のＳ７０５）を実行して成功したか、通常の工具格納動作（Ｓ７０６）を実行して成功した場合は、工具格納を成功と判定する。工具格納動作せずの場合（Ｓ７０７）には、エラーではないので成功と判定する。工具格納成功の場合はＳ９１０へ進み、そうでない場合はＳ９１１へ進む。

【0093】

工具格納成功の場合（Ｓ９０９のＹＥＳ）、工具格納が正常に完了したため、安全ドア開きフラグがＯＮであればＯＦＦにし（Ｓ９１０）、図９のフローチャートは終了する。

【0094】

工具格納に成功していない場合（Ｓ９０９のＮＯ）、ＣＰＵ８５は、開閉ドア１０２が開いているか否かを判定する（Ｓ９１１）。開閉ドア１０２が開いている場合は（Ｓ９１１のＹＥＳ）、図７のフロー（Ｓ９０８）での工具格納中に開閉ドア１０２が開かれたためエラーになったと判断し、安全ドア開きフラグをＯＮし（Ｓ９１２）、図９のフローチャートは終了する。一方、開閉ドア１０２が開いていない場合（Ｓ９１１のＮＯ）、そのまま図９のフローチャートは終了する。

【0095】

上述の図７～図９で説明したように、本実施形態では、電源投入直後であるか否かや、開閉ドア１０２が開いたか否かに応じて、格納動作において、リミット格納モードを実行するか否かを選択している。リミット格納モードは、トルクリミット値などを下げて、低速で主軸１１をＺ軸方向に移動させる動作を含むため、格納動作に時間がかかってしまう。このため、工具マガジン７０のポットにユーザが工具を格納した可能性がないような場合にまでリミット格納モードを実行した場合には、加工装置１００による生産性が低下してしまう。したがって、リミット格納モードの実行の有無を適切に選択することで、工具マガジン７０に工具検出センサを設けていない構成で、工具の破損や装置の不具合の発生を抑制しつつ、生産性の低下も抑制できる。

【0096】

なお、上述の説明では、リミット格納モードにおいて、トルクリミット値と位置偏差リミット値の何れも通常の加工動作時に対して低く設定したが、どちらか一方のみを低く設定し、この一方のみのリミット値で格納済み工具の有無の判定を行うようにしても良い。また、上述の説明では、一時停止中または一時停止して再開した後に安全ドアを開いた場合についてのリミット格納モードを行っているが、加工中に安全ドアを開いた場合や、手動操作で工具交換や工具長測定中に安全ドアを開いた場合でもリミット格納モードを行っても良い。

【0097】

＜第２の実施形態＞
第２の実施形態について、図１ないし図４を参照しつつ、図１０ないし図１２を用いて説明する。本実施形態は、先端検出手段としてのタッチセンサ９６を使用する場合の制御に関するものである。その他の構成及び作用は、上述の第１の実施形態と同様であるため、以下、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。

【0098】

まず、工具格納や取り出しの前後で、タッチセンサ９６に工具１２の先端を接触させることで、主軸１１に工具１２が把持されているか否かを確認する動作を行う場合がある。この際、速い速度で工具１２をタッチセンサ９６に接触させてしまうと、タッチセンサ９６や工具１２が損傷する虞があるため、工具１２を低速でタッチセンサ９６に接触させる。但し、工具１２をタッチセンサ９６に接触させるための全ての動作において工具１２を低速移動させるようにした場合、この工程に時間がかかってしまい、生産性が低下してしまう。

【0099】

特に、第１の実施形態のように、工具マガジン７０に工具検出センサを設けていない構成の場合、工具検出センサを設けている構成と比較して、主軸１１に工具１２が把持されているか否かを確認する頻度が増えると考えられるため、非加工時間であるタッチセンサ９６に接触させる工程に係る時間を短縮することが望まれる。そこで、本実施形態では、工具１２をタッチセンサ９６に接触させるための動作時間を短縮することで非加工時間を削減し、生産効率を向上させるようにしている。

【0100】

以下、具体的に説明する。加工装置１００は、第１の実施形態の説明から明らかなように、主軸１１に把持された工具１２による加工位置、工具マガジン７０の位置、タッチセンサ９６の位置は、ＸＹ平面上で互いに異なる。したがって、ＣＰＵ８５は、タッチセンサ９６を使用する場合には、ＸＹ平面上のタッチセンサ９６がある位置に向けて主軸１１を相対移動させてから、主軸１１をＺ軸方向に関してタッチセンサ９６に向けて移動させる。

【0101】

ここで、主軸１１に把持されている工具１２の工具長が分かっていない場合、主軸１１をＸＹ平面上のタッチセンサ９６がある位置に位置させた場合に、主軸１１に把持された工具１２の先端とタッチセンサ９６との距離は不明である。このため、主軸１１をＺ軸方向に関してタッチセンサ９６に向けて低速で移動させることで、その移動過程で工具１２がいつタッチセンサ９６に接触しても、工具１２やタッチセンサ９６が破損しないようにする。

【0102】

一方、主軸１１に把持されている工具１２の工具長が既に分かっている場合、例えば、以前にその工具１２をタッチセンサ９６に接触させて工具長を測定していた場合、主軸１１に把持された工具１２の先端とタッチセンサ９６との距離を算出できる。このため、主軸１１をＺ軸方向に関してタッチセンサ９６に向けて移動させる際に、或る程度の距離を高速で移動させてもその間に工具１２の先端がタッチセンサ９６に接触することはない。そして、タッチセンサ９６に接触する直前で速度を遅くすれば、工具１２がタッチセンサ９６に接触しても、工具１２やタッチセンサ９６が破損しないようにできる。

【0103】

このため、本実施形態では、ＣＰＵ８５は、タッチセンサ９６を使用する場合において、工具長が分かっている場合には、ＸＹ平面上のタッチセンサ９６がある位置に向けて主軸１１を相対移動させてから、主軸１１をＺ軸方向に関してタッチセンサ９６に向けて第１速度で移動させた後、第１速度よりも遅い第２速度で移動させるようにしている。ここで、第１速度は、例えば、１００００ｍｍ／ｍｉｎであり、第２速度は、例えば、１００ｍｍ／ｍｉｎである。

【0104】

なお、工具長が分かっていない場合には、ＸＹ平面上のタッチセンサ９６がある位置に向けて主軸１１を相対移動させてから、主軸１１をＺ軸方向に関してタッチセンサ９６に向けて第２速度で移動させるようにしている。

【0105】

このように工具１２の先端をタッチセンサ９６に接触させる動作は、例えば、工具１２を工具マガジン７０から取り出す動作をし、実際に主軸１１で工具１２を把持しているか否かを確認する場合が考えられる。また、工具１２を工具マガジン７０に格納した後、実際の工具１２を主軸１１に格納できたか否か、言い変えれば、主軸１１が工具マガジン７０のポット上で工具１２を解放する動作を行っても、工具１２が主軸１１に貼りついたままか否かを確認する場合などが考えられる。以下、それぞれの場合について説明する。

【0106】

［工具の取り出し動作］
図１０は、前者の場合、即ち、工具の取り出し動作における制御のフローチャートである。ＣＰＵ８５は、工具マガジン７０から工具１２を取り出したら、その工具１２の工具長が測定済みか否か確認する（Ｓ１００１）。この点については、図５のＳ５０２で説明した場合と同様である。工具長測定を実施済みの場合はＳ１００２へ進み、そうでない場合はＳ１００５へ進む。

【0107】

工具長が測定済み、即ち、工具長が既に分かっている場合（Ｓ１００１のＹＥＳ）、工具１２の先端の検出動作を始める前の早送り位置決め動作を行い、工具１２の先端がタッチセンサ９６近傍へ位置するように、主軸１１をＺ軸方向に移動する（Ｓ１００２）。即ち、ＸＹ平面上のタッチセンサ９６がある位置に向けて主軸１１を相対移動させてから、主軸１１をＺ軸方向に関してタッチセンサ９６に向けて、速い速度である第１速度で移動させる。

【0108】

図１１（ａ）に示すように、即ち、主軸１１をＸＹ平面上でタッチセンサ９６の上方に例えば、第１の距離Ｌ（例えば４ｍｍ）に位置決めした状態で（図６参照）、第１速度で主軸１１を下降させる。そして、工具１２の先端がタッチセンサ９６の上方に所定の距離Ｋｍｍの位置へ位置決めする。この際、工具長測定を実施した時のタッチセンサ９６の上面に工具１２の先端が接触した状態でのＺ軸方向の位置（Ｐｚ）を使い、Ｐｚ＋Ｋに主軸１１をＺ軸方向に位置決めする。即ち、タッチセンサ９６からの距離Ｋまで第１速度で主軸１１を移動させる。

【0109】

ここで、Ｋの長さが長いと、以降に実施する工具先端の検出動作に時間がかかる。しかし、Ｋの長さが短すぎると、工具先端の検出動作を開始する前に、タッチセンサ９６へ工具１２の先端が接触してしまう虞がある。そのため、Ｋは例えば２ｍｍ程度とする。

【0110】

次に、移動制限量に最小限の移動量を設定する（Ｓ１００３）。即ち、工具１２の先端の検出動作を行う際に、主軸１１が工具１２を掴んでいない場合がある。このことを検出するために、主軸１１が工具１２を掴んでいる時は工具１２の先端がタッチセンサ９６まで到達でき、主軸１１が工具１２を掴んでいない時は工具１２の先端がタッチセンサ９６まで到達できないように、検出動作の移動量制限をかけるようにしている。

【0111】

そこで、Ｓ１００３では、すでに工具長測定を実施済みなので、タッチセンサ９６の上面のすぐ近くから検出動作を行えるため、移動量制限を最小限にすることができる。これにより、主軸１１が工具１２を掴んでいない場合に、短時間で異常を検出できる。図１１（ｂ）を用いて説明する。まず、第１速度で移動した工具１２の先端からタッチセンサ９６の上面までの移動量をＫとし、主軸１１が工具１２を掴んでいた場合に、工具１２の先端がタッチセンサ９６の上面を通過した後の移動量をＭとすると、合計移動量のＫ＋Ｍを移動量制限値として設定する。例えば、Ｋ＝２ｍｍ、Ｍ＝２ｍｍの合計４ｍｍ程度である。この移動量が、後述するように第２速度で主軸１１をＺ軸方向に移動させる距離である。

【0112】

一方、Ｓ１００１において、工具長測定が未実施の場合（１００１のＮＯ）、主軸１１に把持されている工具の長さがわからないので、工具先端の検出動作の開始位置は、使用可能な最長の工具を想定し、その工具でもタッチセンサ９６へ届かない位置へ、主軸１１のＺ軸方向の位置決めを行う（Ｓ１００５）。この位置は、事前にパラメータ設定などにより決められている。即ち、上述の工具長が分かっている場合のタッチセンサ９６の上面からの距離Ｋよりも更にタッチセンサ９６の上面から離れた距離に、主軸１１をＺ軸方向に位置決めする。したがって、工具長が分かっていない場合には、工具長が分かっている場合よりも、第１速度で移動する距離が短くなる。

【0113】

次に、工具長測定が未実施の場合の工具の先端の検出動作の移動量制限について、工具１２の長さがわからないので、想定している最長の工具１２を検出できる移動距離を設定する（Ｓ１００６）。この位置は、事前にパラメータ設定などにより決められている。

【0114】

Ｓ１００３又はＳ１００６において、工具１２の先端を検出するための移動距離が設定されたら、工具１２の先端の検出動作を実行する（Ｓ１００４）。即ち、上述のように設定された移動量分、遅い速度である第２速度で主軸１１をＺ軸方向にタッチセンサ９６に向けて移動させる。

【0115】

そして、ＣＰＵ８５は、第２速度で移動している間に、工具１２の先端がタッチセンサ９６へ到達したかを判断する（Ｓ１００７）。工具１２の先端がタッチセンサ９６に接触した場合は（Ｓ１００７のＹＥＳ）、主軸１１が工具１２を掴んでいると判断し（Ｓ１００８）、その時の主軸１１のＺ軸方向の位置を保存し、動作停止する。

【0116】

一方、工具１２の先端がタッチセンサ９６に接触しなかった場合は（Ｓ１００７のＮＯ）、主軸１１が工具１２を掴んでいないと判断し（Ｓ１００９）、動作停止する。この際、接続されたパーソナルコンピュータのモニタや装置に設けられたモニタなどに、主軸１１に工具１２が把持されていない旨の警告を出すようにしても良い。

【0117】

［工具の格納動作］
次に、上述の後者の場合、即ち、工具の格納動作における制御について、図１２のフローチャートを用いて説明する。図１２は、格納動作後に主軸１１に工具１２が貼り付いているか否かを判定する制御のフローチャートである。ＣＰＵ８５は、工具マガジン７０に工具１２の格納動作を行ったら、その工具１２の工具長が測定済みか否か確認する（Ｓ１２０１）。Ｓ１２０１～１２０７は、図１０のＳ１００１～１００７と同じである。

【0118】

即ち、ＣＰＵ８５は、工具１２を工具マガジン７０に格納した後、Ｓ１２０１～１２０６を実施し、Ｓ１２０７でタッチセンサ９６の上面に工具１２の先端が接触した場合は（Ｓ１２０７のＹＥＳ）、主軸１１に工具１２が貼り付いていると判断し（Ｓ１２０８）、工具貼り付き状態としてエラー停止する。例えば、タッチセンサ９６で工具１２の先端を検出したら、主軸１１をタッチセンサ９６の上面から離れるように上昇させて動作を停止し、パーソナルコンピュータのモニタや装置に設けられたモニタなどに、主軸１１に工具１２が把持されたままである旨の警告を出す。

【0119】

一方、工具１２の先端がタッチセンサ９６の上面に接触しなかった場合は（Ｓ１２０７のＮＯ）、主軸１１が工具１２を正常に工具マガジン７０に格納できたと判断し（Ｓ１２０９）、動作を停止する。

【0120】

上述のように、本実施形態では、例えば、工具１２の取り出し動作の後や工具１２の格納動作の後に、工具１２の先端をタッチセンサ９６に接触させて主軸１１に工具１２が把持されている否かを確認する際に、工具長が分かっている場合とわかっていない場合とで、この時の主軸１１がＺ軸方向に第１速度で移動する距離を変えている。即ち、工具長が分かっている場合には、よりタッチセンサ９６の上面に近い位置まで第１速度で移動させるようにしている。このため、タッチセンサ９６を使用する動作を行う際の動作時間を短縮することができ、生産性を向上させることができる。

【0121】

なお、本実施形態では、工具マガジン７０に工具検出センサを設けていない構成に好ましく適用できるが、工具検出センサを設けた構成に適用しても良い。また、通常、加工に使用する工具１２について、一度、タッチセンサ９６に接触させれば工具長が分かるため、それ以降は、工具長が分かっている制御を実行でき、生産性の向上をより図れることになる。即ち、主軸１１が把持している工具で少なくとも１回、タッチセンサ９６が工具１２の先端を検出した際のエンコーダ１４ａにより検出した位置を元に工具１２の先端を、タッチセンサ９６の近傍に位置決めする。この際の移動速度を第１速度とする。その後、所定の移動量だけ第１速度よりも遅い第２速度で移動し、移動中にタッチセンサ９６が工具１２の先端を検出したか否かにより、主軸１１が工具１２を把持しているか、又は、解放しているかを判断する。

【0122】

＜第３の実施形態＞
第３の実施形態について、図１ないし図４を参照しつつ、図１３及び図１４を用いて説明する。本実施形態は、ワークＷを保持する保持部４１が９０°以上回転する場合の制御に関するものである。その他の構成及び作用は、上述の第１の実施形態と同様であるため、以下、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。

【0123】

例えば、ワークＷが歯科用補綴物の場合、前歯の歯と歯の間の形状によっては、ディスク状のワークＷの表面又は裏面から加工する場合にアンダーカットになり、表面又は裏面のみの加工だけでは当該箇所に削り残りが発生する。この場合、後工程において、作業者が手作業により削り残りを除去するか、加工装置１００において削り残りを除去している。

【0124】

加工装置１００において当該箇所の除去を行う場合は、図１３に示すように、ディスク状のワークＷを全周で固定するのではなく、一部を開放させたＣ型形状でクランプし、ａ軸（Ｘ軸方向）を中心に９０°回転させた位置に移動し、ディスクを立てた状態で真上から加工することで、削り残りを無くす。即ち、第１回転機構５０によりワークＷをＸＹ平面と平行な位置（本実施形態では水平位置）から９０°回転させる。

【0125】

ところが、ａ軸を中心に９０度回転させた位置では、主軸１１をＺ軸方向に最大限退避させた位置へ移動していても、工具１２の突き出し量が長い場合には、工具１２とワークＷ又はクランプ機構（保持部４１）とが干渉し、加工不良、あるいは加工装置１００に不具合を発生させる虞がある。特に、加工装置１００の小型化を図った場合、主軸１１のＺ軸方向の移動量が限られ、ワークＷから十分に退避できず、工具１２の突き出し量が多いとワークが所定角度以上（例えば９０°以上）回転する場合に、工具１２とワークＷが干渉する虞がある。

【0126】

そこで、本実施形態では、ａ軸を中心にワークＷを所定の角度以上回転させる場合に、工具１２とワークＷとの干渉を未然に防ぐようにしている。即ち、ＣＰＵ８５は、保持部４１を所定の角度以上回転させる指令があった際に、Ｚ軸方向に関して工具１２の主軸１１からの突き出し量が所定の閾値を超えている場合には、指令を実行せずにエラーとする。例えば、パーソナルコンピュータのモニタや装置に設けられたモニタなどにエラー表示を出す。このエラー表示には、工具１２がワークＷと干渉する虞がある旨の表示を含んでも良い。

【0127】

ここで、工具１２の突き出し量とは、図１１にＮで示す長さであり、主軸１１のＺ軸方向端部（下端）からの突出量である。工具１２の突き出し量は、例えば、２５ｍｍ以上３５ｍｍ以下など所定の範囲に設定されるもので、工具１２の太さ、形状などによってこの範囲で変わるものである。

【0128】

以下、図１４のフローチャートを用いて具体的に説明する。まず、ＣＰＵ８５は、ＮＣファイル（加工指示のプログラム）の終端までシーケンスを実行したかを判定する（Ｓ１４０１）。終端の場合は（Ｓ１４０１のＹＥＳ）、加工を終了する。ＮＣファイルの終端でない場合（Ｓ１４０１のＮＯ）、ＣＰＵ８５は、指令がワークＷをａ軸を中心に所定の角度以上回転させる指示か否かを確認する（Ｓ１４０２）。例えば、ワークＷの表面が水平位置にある状態に対して＋９０°或いは－９０°回転した位置（即ち、図１３に示した位置）となるよう指令か否かを判断する。なお、ワークＷが主軸１１に把持された工具１２に接触する可能性があれば、ワークＷの表面がＸＹ平面と平行な位置にある状態に対して＋８０°（又は＋８５°）或いは－８０°（又は－８５°）回転した位置となるような指令か否かを判断するようにしても良い。

【0129】

また、本実施形態では、ワークＷのこの位置を通過するような指令であっても、ワークＷの回転動作時にワークＷが主軸１１に把持された工具１２に接触する虞があるため、指令が所定の角度以上回転する指示であるか否かを判断するようにしている。この所定の角度は、例えば、ワークＷの表面がＸＹ平面と平行な位置にある状態に対して±８０°、±８５°、±９０°など、ワークＷの形状や厚さ、主軸１１をＺ軸方向にワークＷから最も退避させた（上昇させた）位置における工具１２の位置を考慮して、加工装置１００の種類によって適宜設定される。

【0130】

指令が所定の角度以上回転させる指示であれば（Ｓ１４０２のＹＥＳ）、ＣＰＵ８５は、現在、主軸１１に把持されている工具１２の突き出し量Ｎを取得する（Ｓ１４０３）。本実施形態では、主軸１１に把持されている工具１２の工具長の測定値を取得し、その測定値に基づいて突き出し量Ｎを算出する。工具長の測定値とは、上述したように、工具１２の先端をタッチセンサ９６により検出させることで測定される値であり、タッチセンサ９６へ工具刃先を接触させた際のＺ軸の位置（Ｐｚ）である。工具長の測定値は、加工前に予めパラメータとして保存してあるか、加工中に工具１２を掴んだ後、工具長測定の動作により測定され、パラメータとして保存されている。

【0131】

工具１２の突き出し量Ｎについては、予め突き出し量がわかっている工具１２で、工具長を測定した値をパラメータとして保存しているため、工具長の測定値と突き出し量との関係から工具１２の突き出し量Ｎを算出できる。例えば、下記の突き出し量の工具１２における、工具長の測定値を保存しておく。
（１）突き出し量２５ｍｍでの工具長の測定値＝－１４．５ｍ
（２）突き出し量３５ｍｍでの工具長の測定値＝－４．５ｍｍ

【0132】

工具１２の突き出し量３０ｍｍの工具長の測定値は、上記２つの値の平均となるので、－９．５ｍｍと推定できる。仮に、現在、主軸１１が掴んでいる工具１２の工具長の測定値が－８．５ｍｍとすると、工具突き出し量３０ｍｍの工具よりも、１ｍｍ早くタッチセンサ９６が工具の先端を検出するので、工具の突き出し量Ｎは３１ｍｍだと算出できる。

【0133】

Ｓ１４０３で工具１２の突き出し量Ｎを取得したら、この工具１２の突き出し量Ｎと、所定の閾値とを比較する（Ｓ１４０４）。所定の閾値は、本実施形態では３０ｍｍとする。そして、突き出し量Ｎが所定の閾値を超えていれば（Ｓ１４０４のＹＥＳ）、ＣＰＵ８５は、エラー処理を行う（Ｓ１４０５）。例えば、現在、主軸１１が掴んでいる工具１２の突き出し量が３１ｍｍの場合は、所定の閾値を超えているので、エラー処理を行う。一方、突き出し量Ｎが所定の閾値以下であれば、（Ｓ１４０４のＮＯ）、通常通り、ＮＣ加工を継続し（Ｓ１４０６）、Ｓ１４０１へ戻る。なお、Ｓ１４０２で、指令がワークＷをａ軸を中心に所定の角度以上回転させる指示でない場合も（Ｓ１４０２のＮＯ）、通常通り、ＮＣ加工を継続し（Ｓ１４０６）、Ｓ１４０１へ戻る。

【0134】

以上のように、ワークＷをａ軸を中心に所定の角度以上回転させる指示を受け、工具１２の突き出し量Ｎが所定の閾値を超えている場合には、その指令を実行せずにエラー処理を行い、これ以外の場合に加工を継続するようにしている。このため、工具１２とワークＷが干渉することを防止できる。

【0135】

なお、ワークＷをこのような角度で加工することは稀であり、通常、ＮＣファイルのプログラムにこのような動作を入れないが、この動作が必要な場合もある。したがって、上述のようなエラー処理がなされた場合、作業者は、工具の突き出し量を調整して、突き出し量Ｎを所定の閾値以下とすることで、加工を最初からやり直し、加工を正常に完了することが可能である。

【0136】

＜他の実施形態＞
本発明は、上述の加工装置１００の制御手段としてコンピュータを機能させるプログラムであっても良い。言い換えれば、上述した各実施形態に記載の動作を加工装置１００に行わせるための制御をコンピュータに実行させるプログラムであっても良い。また、本発明は、上述した各実施形態の制御を行う加工装置の制御方法であっても良い。即ち、本発明の加工装置の制御方法は、工具１２が取り付けられる主軸１１を移動装置２００によって移動させながら工具１２により加工対象物としてのワークＷを加工する際の制御方法である。そして、この制御方法では、主軸１１を移動させて工具１２を工具マガジン７０に格納動作するに際し、移動装置２００の動作トルクのトルクリミット値及び位置偏差リミット値の少なくともいずれか一方をワークＷを加工している加工動作の際の値よりも小さく変更して格納動作を実行するように加工装置１００を制御する。

【符号の説明】

【0137】

１１・・・主軸
２１ａ、３２ａ、１４ａ・・・エンコーダ（位置検出手段）
４１・・・保持部
５０・・・第１回転機構（回転手段）
７０・・・工具マガジン
８５・・・ＣＰＵ（制御手段、トルク検出手段）
９６・・・タッチセンサ（先端検出手段）
１００・・・加工装置
１０１・・・外装カバー
１０２・・・開閉ドア
２００・・・移動装置（移動手段）
Ｗ・・・ワーク（加工対象物）

【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】