(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】P2023174310
(43)【公開日】2023-12-07
(54)【発明の名称】工作機械
(51)【国際特許分類】
B23Q 3/157 20060101AFI20231130BHJP
B23Q 3/155 20060101ALI20231130BHJP
【ＦＩ】
B23Q3/157 B
B23Q3/155 E
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022087092
(22)【出願日】2022-05-27
(71)【出願人】
【識別番号】000237271
【氏名又は名称】株式会社ＦＵＪＩ
(74)【代理人】
【識別番号】110000992
【氏名又は名称】弁理士法人ネクスト
(74)【代理人】
【識別番号】100162237
【弁理士】
【氏名又は名称】深津 泰隆
(74)【代理人】
【識別番号】100191433
【弁理士】
【氏名又は名称】片岡 友希
(72)【発明者】
【氏名】森 雅彦
【テーマコード（参考）】
3C002
【Ｆターム（参考）】
3C002AA01
3C002BB07
3C002CC00
3C002EE03
3C002HH07
3C002KK01
3C002LL01
(57)【要約】
【課題】マガジンの工具の排出及び取り付けの少なくとも一方の作業にともなう加工動作の停止時間を低減できる工作機械を提供すること。
【解決手段】マガジンは、交換用の複数の工具を保持し、複数の工具の位置を入れ替える工具入替装置と、工具を収容可能な収容部と、工具入替装置に保持された工具を取り外す取り外し装置と、を有する。制御装置は、マガジンに収容された交換用の複数の工具、及び工具主軸装置に取り付けられた工具のうち、少なくとも一方について、交換が必要な寿命工具が存在するか否かを判断する寿命工具判断処理と、寿命工具判断処理により寿命工具が存在すると判断した場合、寿命工具判断処理により判断した寿命工具を、工具入替装置を制御して収容部に対応する位置に配置し、取り外し装置を制御して寿命工具を収容部に排出する排出処理と、を実行する。
【選択図】図１０
【解決手段】マガジンは、交換用の複数の工具を保持し、複数の工具の位置を入れ替える工具入替装置と、工具を収容可能な収容部と、工具入替装置に保持された工具を取り外す取り外し装置と、を有する。制御装置は、マガジンに収容された交換用の複数の工具、及び工具主軸装置に取り付けられた工具のうち、少なくとも一方について、交換が必要な寿命工具が存在するか否かを判断する寿命工具判断処理と、寿命工具判断処理により寿命工具が存在すると判断した場合、寿命工具判断処理により判断した寿命工具を、工具入替装置を制御して収容部に対応する位置に配置し、取り外し装置を制御して寿命工具を収容部に排出する排出処理と、を実行する。
【選択図】図１０
【特許請求の範囲】
【請求項1】
工具によりワークに対する加工を実行する工具主軸装置と、
交換用の複数の前記工具を収納するマガジンを有し、前記マガジンの交換用の前記工具と、前記工具主軸装置の前記工具との交換を実行する自動工具交換装置と、
制御装置と、
を備え、
前記マガジンは、
交換用の複数の前記工具を保持し、複数の前記工具の位置を入れ替える工具入替装置と、
前記工具を収容可能な収容部と、
前記工具入替装置に保持された前記工具を取り外す取り外し装置と、
を有し、
前記制御装置は、
前記マガジンに収容された交換用の複数の前記工具、及び前記工具主軸装置に取り付けられた前記工具のうち、少なくとも一方について、交換が必要な寿命工具が存在するか否かを判断する寿命工具判断処理と、
前記寿命工具判断処理により前記寿命工具が存在すると判断した場合、前記寿命工具判断処理により判断した前記寿命工具を、前記工具入替装置を制御して前記収容部に対応する位置に配置し、前記取り外し装置を制御して前記寿命工具を前記収容部に排出する排出処理と、
を実行する、工作機械。
交換用の複数の前記工具を収納するマガジンを有し、前記マガジンの交換用の前記工具と、前記工具主軸装置の前記工具との交換を実行する自動工具交換装置と、
制御装置と、
を備え、
前記マガジンは、
交換用の複数の前記工具を保持し、複数の前記工具の位置を入れ替える工具入替装置と、
前記工具を収容可能な収容部と、
前記工具入替装置に保持された前記工具を取り外す取り外し装置と、
を有し、
前記制御装置は、
前記マガジンに収容された交換用の複数の前記工具、及び前記工具主軸装置に取り付けられた前記工具のうち、少なくとも一方について、交換が必要な寿命工具が存在するか否かを判断する寿命工具判断処理と、
前記寿命工具判断処理により前記寿命工具が存在すると判断した場合、前記寿命工具判断処理により判断した前記寿命工具を、前記工具入替装置を制御して前記収容部に対応する位置に配置し、前記取り外し装置を制御して前記寿命工具を前記収容部に排出する排出処理と、
を実行する、工作機械。
【請求項2】
前記工具入替装置は、
複数の工具保持具と、
複数の前記工具保持具を取り付けられ、複数の前記工具保持具を搬送する搬送装置と、
を有し、
複数の前記工具保持具の各々は、
交換用の前記工具を保持し、所定の位置を押し込まれることで前記工具の保持を解除するロック機構を有し、
前記制御装置は、
前記搬送装置を制御し、前記工具保持具に前記工具を保持させた状態で複数の前記工具保持具の位置を入れ替えることで前記工具の位置を入れ替え、
前記取り外し装置は、
前記制御装置の制御に基づいて前記寿命工具を保持する前記工具保持具の前記ロック機構における所定の位置を押し込んで、前記工具保持具の保持を解除し前記寿命工具を排出する、請求項１に記載の工作機械。
複数の工具保持具と、
複数の前記工具保持具を取り付けられ、複数の前記工具保持具を搬送する搬送装置と、
を有し、
複数の前記工具保持具の各々は、
交換用の前記工具を保持し、所定の位置を押し込まれることで前記工具の保持を解除するロック機構を有し、
前記制御装置は、
前記搬送装置を制御し、前記工具保持具に前記工具を保持させた状態で複数の前記工具保持具の位置を入れ替えることで前記工具の位置を入れ替え、
前記取り外し装置は、
前記制御装置の制御に基づいて前記寿命工具を保持する前記工具保持具の前記ロック機構における所定の位置を押し込んで、前記工具保持具の保持を解除し前記寿命工具を排出する、請求項１に記載の工作機械。
【請求項3】
前記マガジンは、
前記収容部をスライド可能に保持するスライド部材を有し、
前記収容部は、
前記マガジンの外となる第１スライド位置と、前記マガジンの中であって前記取り出し装置によって排出された前記寿命工具を受け取り可能な第２スライド位置とに、前記スライド部材によりスライド可能に設けられる、請求項１又は請求項２に記載の工作機械。
前記収容部をスライド可能に保持するスライド部材を有し、
前記収容部は、
前記マガジンの外となる第１スライド位置と、前記マガジンの中であって前記取り出し装置によって排出された前記寿命工具を受け取り可能な第２スライド位置とに、前記スライド部材によりスライド可能に設けられる、請求項１又は請求項２に記載の工作機械。
【請求項4】
前記スライド部材に対して前記収容部をスライド移動させるスライド駆動源を、さらに備え、
前記制御装置は、
前記寿命工具判断処理により前記寿命工具が存在すると判断した場合、前記スライド駆動源を制御して前記収容部を前記第１スライド位置から前記第２スライド位置へ移動させ、前記排出処理を実行する、請求項３に記載の工作機械。
前記制御装置は、
前記寿命工具判断処理により前記寿命工具が存在すると判断した場合、前記スライド駆動源を制御して前記収容部を前記第１スライド位置から前記第２スライド位置へ移動させ、前記排出処理を実行する、請求項３に記載の工作機械。
【請求項5】
前記収容部は、
前記収容部に前記寿命工具が収容されたか否かを検出する工具センサを有し、
前記制御装置は、
前記工具センサの検出信号に基づいて前記寿命工具が前記収容部に排出されたことを検出した後、前記スライド駆動源を制御して前記収容部を前記第２スライド位置から前記第１スライド位置へ移動させ、前記収容部を前記第１スライド位置へ移動させたことを報知する、請求項４に記載の工作機械。
前記収容部に前記寿命工具が収容されたか否かを検出する工具センサを有し、
前記制御装置は、
前記工具センサの検出信号に基づいて前記寿命工具が前記収容部に排出されたことを検出した後、前記スライド駆動源を制御して前記収容部を前記第２スライド位置から前記第１スライド位置へ移動させ、前記収容部を前記第１スライド位置へ移動させたことを報知する、請求項４に記載の工作機械。
【請求項6】
前記制御装置は、
前記寿命工具判断処理により前記寿命工具が存在すると判断した場合、前記自動工具交換装置を制御して前記マガジンと前記工具主軸装置との間で前記工具を交換しない時間が所定の基準時間以上となるか否かを判断する空き時間判断処理を実行し、
前記空き時間判断処理により交換しない時間が所定の前記基準時間以上であると判断した場合、前記スライド駆動源を制御して前記収容部を前記第１スライド位置から前記第２スライド位置へ移動させ、前記排出処理を実行する、請求項４に記載の工作機械。
前記寿命工具判断処理により前記寿命工具が存在すると判断した場合、前記自動工具交換装置を制御して前記マガジンと前記工具主軸装置との間で前記工具を交換しない時間が所定の基準時間以上となるか否かを判断する空き時間判断処理を実行し、
前記空き時間判断処理により交換しない時間が所定の前記基準時間以上であると判断した場合、前記スライド駆動源を制御して前記収容部を前記第１スライド位置から前記第２スライド位置へ移動させ、前記排出処理を実行する、請求項４に記載の工作機械。
【請求項7】
ユーザインタフェースを、さらに備え、
前記工具入替装置は、
複数の工具保持具と、
複数の前記工具保持具を取り付けられ、複数の前記工具保持具を搬送する搬送装置と、
を有し、
前記制御装置は、
前記搬送装置を制御し、前記工具保持具に前記工具を保持させた状態で複数の前記工具保持具の位置を入れ替えることで前記工具の位置を入れ替え、
前記収容部は、
前記工具を保持する治具と、
前記治具に保持された前記工具を移動させる移動装置と、
を有し、
前記制御装置は、
複数の前記工具保持具のうち、前記治具に保持された前記工具を取り付ける前記工具保持具を識別する識別情報を前記ユーザインタフェースによって受け付ける受付処理と、
前記搬送装置を制御して、前記受付処理で受け付けた前記識別情報が示す前記工具保持具を、前記収容部から前記工具を受け取り可能な位置に配置する工具保持具配置処理と、
前記工具保持具配置処理を実行した後、前記移動装置を制御して、前記治具に保持された前記工具を、前記工具保持具配置処理により配置した前記工具保持具に取り付ける取り付け処理と、
を実行する、請求項１に記載の工作機械。
前記工具入替装置は、
複数の工具保持具と、
複数の前記工具保持具を取り付けられ、複数の前記工具保持具を搬送する搬送装置と、
を有し、
前記制御装置は、
前記搬送装置を制御し、前記工具保持具に前記工具を保持させた状態で複数の前記工具保持具の位置を入れ替えることで前記工具の位置を入れ替え、
前記収容部は、
前記工具を保持する治具と、
前記治具に保持された前記工具を移動させる移動装置と、
を有し、
前記制御装置は、
複数の前記工具保持具のうち、前記治具に保持された前記工具を取り付ける前記工具保持具を識別する識別情報を前記ユーザインタフェースによって受け付ける受付処理と、
前記搬送装置を制御して、前記受付処理で受け付けた前記識別情報が示す前記工具保持具を、前記収容部から前記工具を受け取り可能な位置に配置する工具保持具配置処理と、
前記工具保持具配置処理を実行した後、前記移動装置を制御して、前記治具に保持された前記工具を、前記工具保持具配置処理により配置した前記工具保持具に取り付ける取り付け処理と、
を実行する、請求項１に記載の工作機械。
【請求項8】
前記マガジンは、
前記収容部をスライド可能に保持するスライド部材と、
前記スライド部材に対して前記収容部をスライド移動させるスライド駆動源と、
を有し、
前記収容部は、
前記マガジンの外となる第１スライド位置と、前記マガジンの中であって前記治具に保持された前記工具を前記工具保持具に取り付け可能な第２スライド位置とに、前記スライド部材によりスライド可能に設けられ、
前記制御装置は、
前記工具保持具配置処理を実行し、前記スライド駆動源を制御して前記収容部を前記第１スライド位置から前記第２スライド位置へ移動させた後、前記取り付け処理を実行する、請求項７に記載の工作機械。
前記収容部をスライド可能に保持するスライド部材と、
前記スライド部材に対して前記収容部をスライド移動させるスライド駆動源と、
を有し、
前記収容部は、
前記マガジンの外となる第１スライド位置と、前記マガジンの中であって前記治具に保持された前記工具を前記工具保持具に取り付け可能な第２スライド位置とに、前記スライド部材によりスライド可能に設けられ、
前記制御装置は、
前記工具保持具配置処理を実行し、前記スライド駆動源を制御して前記収容部を前記第１スライド位置から前記第２スライド位置へ移動させた後、前記取り付け処理を実行する、請求項７に記載の工作機械。
【請求項9】
対向２軸旋盤を、さらに備え、
前記工具主軸装置は、
前記対向２軸旋盤の主軸と平行な方向において、前記対向２軸旋盤の間に配置され、
前記マガジンは、
前記工具主軸装置の上方で、且つ前記工作機械における前方側となる位置に配置される、請求項１又は請求項２に記載の工作機械。
前記工具主軸装置は、
前記対向２軸旋盤の主軸と平行な方向において、前記対向２軸旋盤の間に配置され、
前記マガジンは、
前記工具主軸装置の上方で、且つ前記工作機械における前方側となる位置に配置される、請求項１又は請求項２に記載の工作機械。
【請求項10】
工具によりワークに対する加工を実行する工具主軸装置と、
交換用の複数の前記工具を収納するマガジンを有し、前記マガジンの交換用の前記工具と、前記工具主軸装置の前記工具との交換を実行する自動工具交換装置と、
ユーザインタフェースと、
制御装置と、
を備え、
前記マガジンは、
交換用の複数の前記工具を保持し、複数の前記工具の位置を入れ替える工具入替装置と、
前記工具を収容可能な収容部と、
を有し、
前記工具入替装置は、
複数の工具保持具と、
複数の前記工具保持具を取り付けられ、複数の前記工具保持具を搬送する搬送装置と、
を有し、
前記制御装置は、
前記搬送装置を制御し、前記工具保持具に前記工具を保持させた状態で複数の前記工具保持具の位置を入れ替えることで前記工具の位置を入れ替え、
前記収容部は、
前記工具を保持する治具と、
前記治具に保持された前記工具を移動させる移動装置と、
を有し、
前記制御装置は、
複数の前記工具保持具のうち、前記治具に保持された前記工具を取り付ける前記工具保持具を識別する識別情報を前記ユーザインタフェースによって受け付ける受付処理と、
前記搬送装置を制御して、前記受付処理で受け付けた前記識別情報が示す前記工具保持具を、前記収容部から前記工具を受け取り可能な位置に配置する工具保持具配置処理と、
前記工具保持具配置処理を実行した後、前記移動装置を制御して、前記治具に保持された前記工具を、前記工具保持具配置処理により配置した前記工具保持具に取り付ける取り付け処理と、
を実行する、工作機械。
交換用の複数の前記工具を収納するマガジンを有し、前記マガジンの交換用の前記工具と、前記工具主軸装置の前記工具との交換を実行する自動工具交換装置と、
ユーザインタフェースと、
制御装置と、
を備え、
前記マガジンは、
交換用の複数の前記工具を保持し、複数の前記工具の位置を入れ替える工具入替装置と、
前記工具を収容可能な収容部と、
を有し、
前記工具入替装置は、
複数の工具保持具と、
複数の前記工具保持具を取り付けられ、複数の前記工具保持具を搬送する搬送装置と、
を有し、
前記制御装置は、
前記搬送装置を制御し、前記工具保持具に前記工具を保持させた状態で複数の前記工具保持具の位置を入れ替えることで前記工具の位置を入れ替え、
前記収容部は、
前記工具を保持する治具と、
前記治具に保持された前記工具を移動させる移動装置と、
を有し、
前記制御装置は、
複数の前記工具保持具のうち、前記治具に保持された前記工具を取り付ける前記工具保持具を識別する識別情報を前記ユーザインタフェースによって受け付ける受付処理と、
前記搬送装置を制御して、前記受付処理で受け付けた前記識別情報が示す前記工具保持具を、前記収容部から前記工具を受け取り可能な位置に配置する工具保持具配置処理と、
前記工具保持具配置処理を実行した後、前記移動装置を制御して、前記治具に保持された前記工具を、前記工具保持具配置処理により配置した前記工具保持具に取り付ける取り付け処理と、
を実行する、工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、工作機械におけるマガジンに収容された工具の交換に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、マガジンを備える工作機械が種々提案されている。例えば、下記特許文献１には、工作機械のマガジンに収容された工具の寿命を管理する寿命管理装置について記載されている。寿命管理装置は、工作機械と段取りステーションが接続されている。段取りステーションは、工作機械のマガジンに取り付けられ、工具を交換する。寿命管理装置は、管理する工具として、複数の刃が段状に設けられた段付工具を管理している。工作機械は、任意の刃の寿命が尽きた場合、当該刃を備えた工具がマガジンから段取りステーションへ搬送される。そして、新しい刃に交換された工具は、段取りステーションを介してマガジンへ搬送される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１６－１１２６５２号公報（段落００４７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記特許文献１には、工具をマガジンから排出又はマガジンに搬入する機械的な構造について具体的に記載されていない。また、上記した段付工具の他に、ドリルやエンドミルなどの工具についても、使用回数や使用時間に応じて交換が必要となる。このような交換が必要な寿命工具は、マガジンや工具主軸装置から取り出し、新たな工具と交換する必要がある。例えば、ユーザがマガジン内の工具を取り外して交換する場合や、工具主軸装置から工具を取り外して交換する場合、工作機械の加工動作の停止が必要となる場合がある。一方で、同一種の工具をマガジンに複数収容した場合、任意の工具が寿命工具となっても、代替えの工具がマガジン内にあれば、直ぐに寿命工具を交換する必要がない場合もある。このため、工作機械が、実行する加工の工程やマガジン内の工具のストック状態に応じて工具を排出する、あるいは新たな工具を搬入する技術が必要となる。
【0005】
本開示は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、マガジンの工具の排出及び取り付けの少なくとも一方の作業にともなう加工動作の停止時間を低減でき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】
上記課題を解決するために、本明細書は、工具によりワークに対する加工を実行する工具主軸装置と、交換用の複数の前記工具を収納するマガジンを有し、前記マガジンの交換用の前記工具と、前記工具主軸装置の前記工具との交換を実行する自動工具交換装置と、制御装置と、を備え、前記マガジンは、交換用の複数の前記工具を保持し、複数の前記工具の位置を入れ替える工具入替装置と、前記工具を収容可能な収容部と、前記工具入替装置に保持された前記工具を取り外す取り外し装置と、を有し、前記制御装置は、前記マガジンに収容された交換用の複数の前記工具、及び前記工具主軸装置に取り付けられた前記工具のうち、少なくとも一方について、交換が必要な寿命工具が存在するか否かを判断する寿命工具判断処理と、前記寿命工具判断処理により前記寿命工具が存在すると判断した場合、前記寿命工具判断処理により判断した前記寿命工具を、前記工具入替装置を制御して前記収容部に対応する位置に配置し、前記取り外し装置を制御して前記寿命工具を前記収容部に排出する排出処理と、を実行する、工作機械を開示する。
【0007】
また、上記課題を解決するために、本明細書は、工具によりワークに対する加工を実行する工具主軸装置と、交換用の複数の前記工具を収納するマガジンを有し、前記マガジンの交換用の前記工具と、前記工具主軸装置の前記工具との交換を実行する自動工具交換装置と、ユーザインタフェースと、制御装置と、を備え、前記マガジンは、交換用の複数の前記工具を保持し、複数の前記工具の位置を入れ替える工具入替装置と、前記工具を収容可能な収容部と、を有し、前記工具入替装置は、複数の工具保持具と、複数の前記工具保持具を取り付けられ、複数の前記工具保持具を搬送する搬送装置と、を有し、前記制御装置は、前記搬送装置を制御し、前記工具保持具に前記工具を保持させた状態で複数の前記工具保持具の位置を入れ替えることで前記工具の位置を入れ替え、前記収容部は、前記工具を保持する治具と、前記治具に保持された前記工具を移動させる移動装置と、を有し、前記制御装置は、複数の前記工具保持具のうち、前記治具に保持された前記工具を取り付ける前記工具保持具を識別する識別情報を前記ユーザインタフェースによって受け付ける受付処理と、前記搬送装置を制御して、前記受付処理で受け付けた前記識別情報が示す前記工具保持具を、前記収容部から前記工具を受け取り可能な位置に配置する工具保持具配置処理と、前記工具保持具配置処理を実行した後、前記移動装置を制御して、前記治具に保持された前記工具を、前記工具保持具配置処理により配置した前記工具保持具に取り付ける取り付け処理と、を実行する、工作機械を開示する。
【発明の効果】
【0008】
本開示の工作機械によれば、マガジンの工具の排出及び取り付けの少なくとも一方の作業にともなう加工動作の停止時間を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本実施例に係わる工作機械を正面側から見た斜視図。
【図2】工作機械のブロック図。
【図5】自動工具交換装置の斜視図。
【図7】前後シフタによって工具を移動させる状態を示す側面図。
【図8】取り外し装置の構成を示す模式図。
【図9】ツールマガジン及び収容ボックスの構成を示す模式図。
【図10】工具排出処理のフローチャート。
【図11】工具排出処理の動作状態を示す模式図。
【図12】工具取り付け処理のフローチャート。
【図13】工具取り付け処理の動作状態を示す模式図。
【図14】別例の収容ボックスの構成を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本開示の工作機械を具体化した一実施例について、図を参照しつつ詳しく説明する。図１は、本実施例の工作機械１を正面側から見た斜視図を示している。図２は、工作機械１のブロック図を示している。図３は、工作機械１の装置カバー２（図１参照）を取り外した状態を示している。以下の説明では、図１に示すように、工作機械１を正面から見た方向を基準として、機械幅方向であって装置の設置面に水平な方向における右方向をＺ方向、装置の設置面に平行でＺ方向に垂直な前方向をＹ方向、Ｚ方向及びＹ方向に垂直な上方向をＸ方向と称して説明する。また、以下の説明では、概ね、工作機械１の左側に配置された装置に関する符号に「Ｌ」の文字を、右側に配置された装置に関する符号に「Ｒ」の文字を付加する。
【0011】
（工作機械１の構成）
図１及び図２に示すように、工作機械１は、前面を装置カバー２によって覆われており、機械正面には可動式の操作盤３が配置されている。装置カバー２は、工作機械１の左側に左側正面扉５Ｌが設けられ、右側に右側正面扉５Ｒが設けられている。左側及び右側正面扉５Ｌ，５Ｒは、例えば、スライド扉であり、扉を開けることで、扉の後方の加工スペースにアクセス可能となっている。
図１及び図２に示すように、工作機械１は、前面を装置カバー２によって覆われており、機械正面には可動式の操作盤３が配置されている。装置カバー２は、工作機械１の左側に左側正面扉５Ｌが設けられ、右側に右側正面扉５Ｒが設けられている。左側及び右側正面扉５Ｌ，５Ｒは、例えば、スライド扉であり、扉を開けることで、扉の後方の加工スペースにアクセス可能となっている。
【0012】
図２及び図３に示すように、工作機械１は、操作盤３の他に、左側加工装置１１Ｌ、右側加工装置１１Ｒ、ワーク搬送装置１４、制御装置１５を備えている。左側正面扉５Ｌの後方には、左側加工装置１１Ｌ及び左側加工装置１１Ｌの加工スペースが設けられている。左側加工装置１１Ｌは、例えば、タレット型の旋盤であり、左側主軸装置１２Ｌと、左側タレット１３Ｌを備えている。左側主軸装置１２Ｌは、例えば、ワークをチャックする複数の爪（図示略）を備え、複数の爪によってワークを把持し、Ｚ方向と平行な軸心を中心にワークを回転させる。左側タレット１３Ｌは、複数の工具（回転工具や切削工具）を取り付け可能な刃物台を有し、工具の割り出しを実行する。左側タレット１３Ｌは、割り出した工具によって左側主軸装置１２Ｌに把持されたワークに対する加工（切削加工や穴開け加工など）を実行する。ユーザは、左側正面扉５Ｌを介してワークの加工状態の確認や劣化した工具の交換などを実行する。
【0013】
また、右側正面扉５Ｒの後方には、右側加工装置１１Ｒ及び右側加工装置１１Ｒの加工スペースが設けられている。右側加工装置１１Ｒは、左側加工装置１１Ｌと同一の構成となっている。このため、右側加工装置１１Ｒの説明において左側加工装置１１Ｌと同様の内容についての説明を省略する。右側加工装置１１Ｒは、右側主軸装置１２Ｒと、右側タレット１３Ｒを備えている。右側主軸装置１２Ｒの主軸は、Ｚ方向と平行であり、左側加工装置１１Ｌの左側主軸装置１２Ｌの主軸と左右方向で対向している（向き合っている）。従って、左側及び右側加工装置１１Ｌ，１１Ｒは、左右対称に配置された所謂、対向２軸型の旋盤である。右側加工装置１１Ｒは、右側主軸装置１２Ｒで把持したワークに対する加工を右側タレット１３Ｒの工具で実行する。尚、右側加工装置１１Ｒは、左側加工装置１１Ｌと同一構成でなくとも良い。例えば、左側加工装置１１Ｌ及び右側加工装置１１Ｒの少なくとも一方が、マシニングセンタなどの他の種類の加工装置でも良い。
【0014】
また、工作機械１は、ＮＣ旋盤とマシニングセンタの両方の機能を備えている。図４は、図３の状態における工作機械１の右側面図である。図２～図４に示すように、工作機械１の機体中央には、旋盤である左側及び右側加工装置１１Ｌ，１１Ｒでは難しい加工を実行するための工具主軸装置２１が設けられている。工作機械１は、左側及び右側加工装置１１Ｌ，１１Ｒ、及び工具主軸装置２１を備える複合加工機２７（図５参照）を一つのベッド２２の上に備えている。
【0015】
左側及び右側主軸装置１２Ｌ，１２Ｒは、スラントベッド構造のベッド２２の上の傾斜面２３に沿って、ボールネジ機構（図示略）等によりＺ方向と平行な方向にスライド移動可能となっている。左側及び右側タレット１３Ｌ，１３Ｒと工具主軸装置２１は、何れも主軸（Ｚ方向）と直交する機体前後方向と機体上下方向に移動可能となっている。特に、工具主軸装置２１の移動方向が水平なＹ方向と鉛直なＸ方向であるのに対し、左側及び右側タレット１３Ｌ，１３Ｒの移動方向は、Ｙ方向及びＸ方向を４５度傾けたＹＬ方向とＸＬ方向となっている。
【0016】
また、工作機械１の前方には、自動工具交換装置２５が設けられている。工具主軸装置２１は、Ｚ方向における工作機械１の中央に設けられ、自動工具交換装置２５との間で工具Ｔ（主軸ヘッド工具）を取り替え可能となっている。工具Ｔは、本開示の工具の一例であり、例えば、ドリル、エンドミルなどである。尚、本開示の工具は、ドリル、エンドミルなどの一体的な切削工具に限らず、先行技術文献に記載の切削用の刃を取り付けた段付工具などの刃が分離可能な工具でも良い。図４に示すように、工具主軸装置２１は、主軸ヘッド２１Ａ内に主軸用サーボモータや工具スピンドルが内蔵され、その下端部に設けられた工具装着部に対して、自動工具交換装置２５に収められた様々な工具Ｔの取り替えが可能になっている。また、自動工具交換装置２５は、設置面に起立した交換装置本体２５Ａと、交換装置本体２５Ａの上部に設けられたツールマガジン２５Ｂと、工具Ｔを移動させるシフト装置２５Ｃ（図６参照）と、工具Ｔを交換するツールチェンジャ２５Ｄを備えている。ツールマガジン２５Ｂは、工具主軸装置２１の上方で、且つ工作機械１における前方側となる位置に配置されている。ツールマガジン２５Ｂの詳細については後述する。
【0017】
工作機械１は、左側及び右側加工装置１１Ｌ，１１Ｒで同時にワークＷ（図４参照）を加工するほか、工具主軸装置２１における工具交換も行うことが可能である。工作機械１は、例えば、Ｚ方向における工具主軸装置２１の左右両側にそれぞれ配置された分離シャッタ（図示略）を備えている。工作機械１は、駆動機構によってＹ方向に２枚の分離シャッタを個別に移動可能となっている。図３は、この分離シャッタを収納した状態を示している。工作機械１は、２枚の分離シャッタにより、左側加工装置１１Ｌ、右側加工装置１１Ｒの各々の加工スペースと、工具主軸装置２１の工具交換スペースを分離する。また、一方の分離シャッタだけを閉じることにより、工具交換スペースを含めた空間を左側加工装置１１Ｌの加工スペース等とすることもできる。
【0018】
ワーク搬送装置１４は、例えば、ガントリ式のワーク搬送装置であり、フレーム構体３１に支持された走行レール３２等を有し、ヘッド３３をＸＹＺの各方向へ移動させることができる。ワーク搬送装置１４は、左側及び右側加工装置１１Ｌ，１１Ｒ、ワークＷを搬入する入口装置、ワークＷを排出する出口装置等と、ヘッド３３の間でワークＷの受け渡しを実行する。また、左側及び右側主軸装置１２Ｒ，１２Ｌは、Ｚ軸方向にスライド移動することでワークＷの受け渡しを直接実行することもできる。また、図１及び図２に示すように、操作盤３は、装置カバー２の前面に設けられ、タッチパネル３Ａや操作部３Ｂを備えている。装置カバー２の前面における右下には、Ｚ方向と平行な方向に沿ったレール６が設けられている。操作盤３は、レール６に取り付けられた保持部材７に取り付けられ、保持部材７とともにレール６に沿って装置前面の中央から右端までＺ方向へ移動可能となっている。また、操作盤３は、保持部材７に保持された状態でＸ方向と平行な回転軸を中心に左右方向へ回転可能となっている。操作部３Ｂは、例えば、操作スイッチ、押しボタン、ダイヤル、表示ランプ等を備えている。操作盤３は、タッチパネル３Ａや操作部３Ｂに対する操作入力をユーザから受け付け、受け付けた操作入力に応じた信号を制御装置１５に出力する。また、操作盤３は、制御装置１５の制御に基づいてタッチパネル３Ａの表示内容や操作部３Ｂの表示ランプの点灯状態を変更する。尚、装置カバー２の中央の下方には、工作機械１を操作するペンダント８が吊り下げ可能となっている。
【0019】
また、図２に示すように、工作機械１の制御装置１５は、ＣＰＵ１５Ａと、記憶装置１５Ｂを備え、コンピュータを主体とする処理装置である。記憶装置１５Ｂは、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等を備える。制御装置１５は、各装置（左側加工装置１１Ｌやワーク搬送装置１４等）と電気的に接続され、各装置を制御可能となっている。記憶装置１５Ｂには、制御プログラム１６が記憶されている。制御プログラム１６には、例えば、ワークに対する加工において左側及び右側加工装置１１Ｌ，１１Ｒの各々の動作を制御するＮＣプログラム、ワーク搬送装置１４の動作を制御するプログラム、自動工具交換装置２５の動作を制御するプログラム、各種の信号を処理するラダー回路用のプログラム等が含まれている。また、制御プログラム１６には、後述する図１０の工具排出処理や、図１２の工具取り付け処理を実行し、ツールマガジン２５Ｂの収容ボックス４７等を制御するプログラムが含まれている。
【0020】
また、記憶装置１５Ｂには、工具履歴データ１７が記憶可能となっている。制御装置１５は、ツールマガジン２５Ｂ内の工具Ｔや、工具主軸装置２１に取り付けられた工具Ｔなど、工作機械１が備える工具Ｔに係わるデータを工具履歴データ１７に記憶する。工具履歴データ１７には、例えば、工具Ｔの工具番号、その工具Ｔを保持する工具保持具５９（図７参照）の識別情報、工具Ｔの使用履歴に係わるデータが関連付けて記憶されている。工具番号は、例えば、工具Ｔを個別に識別可能な番号である。識別情報は、ツールマガジン２５Ｂ（図３、図４参照）において、工具Ｔを取り付けた工具保持具５９を識別する情報である。後述するすように、ツールマガジン２５Ｂには、複数の工具保持具５９の各々に工具Ｔが保持されている。例えば、複数の工具保持具５９は、後述する環状のローラチェーン５２に保持され、任意の工具保持具５９から周方向に順番に識別番号が付与されている。識別情報は、この工具保持具５９を識別する識別番号（保持具の番号）である。尚、識別情報は、工具保持具５９の番号に限らず、工具保持具５９の位置（後述するローラチェーン５２のどの回転位置に取り付けられているかを示す情報）でも良い。また、制御装置１５は、工具履歴データ１７の使用履歴に係わるデータに基づいて各工具Ｔの寿命を判断する。寿命判断の詳細については後述する。また、工具履歴データ１７のデータ構成は、上記した内容に限定されない。例えば、制御装置１５は、工具Ｔの種類を示す情報を工具履歴データ１７に記憶し、工具Ｔが同一種か判断しても良い。
【0021】
（自動工具交換装置２５について）
次に、自動工具交換装置２５について説明する。ここで、図４～図６に示すように、本実施例の複合加工機２７は、左側及び右側主軸装置１２Ｒ，１２Ｌ、左側及び右側タレット１３Ｌ，１３Ｒ、工具主軸装置２１が、スラントベッドタイプのベッド２２上にコンパクトに構成され、省スペース化を可能にしている。特に複合加工機２７は、機体前後方向の寸法が抑えられているほか、各装置の移動範囲が狭くなるように設計されている。即ち、複合加工機２７の機体前側の中央部分が加工室となり、狭い空間において各装置が退避位置と加工位置との間を移動するよう構成されている。
次に、自動工具交換装置２５について説明する。ここで、図４～図６に示すように、本実施例の複合加工機２７は、左側及び右側主軸装置１２Ｒ，１２Ｌ、左側及び右側タレット１３Ｌ，１３Ｒ、工具主軸装置２１が、スラントベッドタイプのベッド２２上にコンパクトに構成され、省スペース化を可能にしている。特に複合加工機２７は、機体前後方向の寸法が抑えられているほか、各装置の移動範囲が狭くなるように設計されている。即ち、複合加工機２７の機体前側の中央部分が加工室となり、狭い空間において各装置が退避位置と加工位置との間を移動するよう構成されている。
【0022】
しかしながら、従来のようにベッド２２上の離れた位置に自動工具交換装置を配置し、そこへ工具主軸装置２１の主軸ヘッド２１Ａを移動させ工具Ｔの交換を実施しようとすると、加工スペースの大型化や複合加工機２７全体の大型化を招く虞がある。そこで、本実施例の工作機械１において、主軸ヘッド２１Ａの可動範囲は、機体の前後及び上下方向の僅かな距離となっている。そして、左側及び右側主軸装置１２Ｒ，１２Ｌなどをコンパクトに配置した複合加工機２７の効果を損なわないように、自動工具交換装置２５は、可動範囲の狭い工具主軸装置２１に対して工具Ｔを交換しに行く構造となっている。
【0023】
詳述すると、図４～図６に示すように、自動工具交換装置２５は、工作機械１の機体前部中央に配置され、複数の工具Ｔを割出し可能に収納したツールマガジン２５Ｂが機体上部に設けられている。自動工具交換装置２５のシフト装置２５Ｃ（図６参照）は、機体上部に位置するツールマガジン２５Ｂと、それより低い位置にある主軸ヘッド２１Ａとの間で工具Ｔを移動させる。また、ツールマガジン２５Ｂは、機体前面の左側及び右側正面扉５Ｌ，５Ｒよりも前方に突き出すようにして配置され、マガジンカバー２Ａによって覆われている（図１参照）。
【0024】
ツールマガジン２５Ｂは、工具入替装置４１（図６参照）と、マガジン操作部４３（図１参照）と、取り外し装置４５と、収容ボックス４７（図１参照）を備えている。工具入替装置４１は、天板５１と、ローラチェーン５２と、サーボモータ５３を備えている。天板５１は、例えば、Ｘ方向から見た場合に、左右方向に長い板状をなしている。ツールマガジン２５Ｂは、天板５１に吊り下げられるようにして複数（例えば、４０個）の工具Ｔを取り付けられ、左右方向の中央後部に設けられた割出し位置Ｐ１１に、任意の工具Ｔを移動させるよう構成されている。割り出し位置Ｐ１１に位置決めされ工具Ｔは、シフト装置２５Ｃによって工具主軸装置２１における工具交換位置まで搬送され交換が行われる。左右方向における天板５１の両端部の下側には、スプロケット５７（図４参照）がそれぞれ設けられている。ローラチェーン５２は、無端の環状をなし、一対のスプロケット５７に掛け渡されている。また、天板５１の右側端部には、サーボモータ５３が設けられている。サーボモータ５３の出力軸は、一対のスプロケット５７のうち、右側のスプロケット５７に連結されている。例えば、サーボモータ５３の出力軸は、減速機構（図示略）を介してスプロケット５７に回転駆動力を伝達可能となっている。サーボモータ５３は、制御装置１５の制御に基づいて回転動作を制御され、ローラチェーン５２を回転させる。
【0025】
図５～図７に示すように、ローラチェーン５２には、一定の間隔でポットホルダ５８が設けられている。複数のポットホルダ５８の各々には、工具Ｔを保持する工具保持具５９を取り付け可能となっている。ポットホルダ５８は、例えば、工具保持具５９の側部を両側から上下２箇所で挟み込む爪部材であり、ローラチェーン５２から外側へ水平に突き出している。工具Ｔは、工具保持具５９に対して着脱可能に取り付けられている。工具保持具５９には、爪形状のポットホルダ５８を挿入可能な溝形状の把持部５９Ａが側面に形成されている。工具保持具５９は、把持部５９Ａにポットホルダ５８を挿入され、ローラチェーン５２に対して引掛けられるようにして保持される。ツールマガジン２５Ｂに収納された複数の工具Ｔは、環状のローラチェーン５２に取り付けられて長円形の移動ライン（周方向）に沿って等間隔で並べられ、円周の外側に向けて取り外しが可能となっている。工具Ｔは、工具保持具５９、ポットホルダ５８を介してローラチェーン５２に保持された状態で、ローラチェーン５２の回転に合わせて、ローラチェーン５２の移動ライン（周方向）に移動する。
【0026】
工具保持具５９は、工具Ｔのヘッド部分（図８の基端部８５など）に嵌め合わせるキャップ状の部材であり、ローラチェーン５２やシフト装置２５Ｃにおいて工具Ｔの取り扱いを可能にするための形状が施されている。尚、各図面で示した工具Ｔは全て円柱形状であるが、これは様々な工具Ｔを具体的に示すことなく省略して表現したに過ぎない。工具保持具５９に嵌められた工具Ｔは、刃先などの加工部を下にした吊下げ姿勢でローラチェーン５２に保持されている。自動工具交換装置２５のシフト装置２５Ｃは、工具Ｔを吊下げ姿勢のまま、工具主軸装置２１の工具交換位置まで搬送する。シフト装置２５Ｃは、ローラチェーン５２に対する工具Ｔの着脱を行う前後シフタ６１と、工具Ｔを工具交換位置へと移動する上下シフタ６２を備えている。そして、自動工具交換装置２５は、主軸ヘッド２１Ａと上下シフタ６２との間で工具Ｔを取り替えるため、工具交換位置にツールチェンジャ２５Ｄを備えている。
【0027】
図７は、前後シフタ６１を側方から見た状態を示しており、前後シフタ６１によって工具Ｔを移動させる状態を示す側面図である。前後シフタ６１は、ツールマガジン２５Ｂの上部中央に組付けられている。前後シフタ６１は、エアシリンダ６３のピストンロッド６５を機体後方（図７の右側）に突き出した状態で天板５１に固定されている。ピストンロッド６５の先端には、ポットクランパヘッド６７が固定されている。また、ポットクランパヘッド６７は、エアシリンダ６３と平行に設けられた２本のガイドロッド６８によっても保持されている。ポットクランパヘッド６７は、エアシリンダ６３の伸縮によって前後方向に移動し、ガイドロッド６８によって移動時の姿勢が維持される。
【0028】
前後シフタ６１は、ポットクランパヘッド６７に対して着脱可能なポットクランパ６９を備えている。工具Ｔは、工具保持具５９に対して着脱可能に構成され、工具保持具５９は、ポットクランパ６９に対して着脱可能に構成され、ポットクランパ６９は、ポットクランパヘッド６７に対して着脱可能に構成されている。このように各部材を着脱可能に構成することで、ツールマガジン２５Ｂと工具主軸装置２１との間で工具Ｔについて行われる複数回の受渡しが可能になっている。
【0029】
具体的には、ポットクランパヘッド６７は、ポットクランパヘッド６７の上面に設けられたプルボルト６７Ａを着脱可能に把持するプルクランプを備えている。前後シフタ６１は、図７に示す前後変換位置Ｐ１と上下変換位置Ｐ２との間で工具Ｔを移動させる。前後変換位置Ｐ１は、図６に示す割出し位置Ｐ１１であり、工具Ｔについてローラチェーン５２による周方向の移動と、前後シフタ６１による機体前後方向の移動とが切り換えられる位置である。ポットクランパ６９は、前後変換位置Ｐ１に配置されると、割り出し位置Ｐ１１に割出しされた工具Ｔの工具保持具５９をクランプ可能となる。
【0030】
また、ポットクランパ６９は、Ｌ字形の固定ブロック６９Ａに対して板状の可動ブロック６９Ｂが支持ピン６９Ｃによって前後方向に変位可能な状態で組付けられている。ポットクランパ６９は、固定ブロック６９Ａの内部にクランプバネを設けられ、可動ブロック６９Ｂを固定ブロック６９Ａ側に常に引き寄せている。固定ブロック６９Ａと可動ブロック６９Ｂとは、対向する内側面にクランプ突起６９Ｄが形成されている。また、工具保持具５９の前後両側には、クランプ突起６９Ｄが嵌るクランプ溝５９Ｂが形成されている。図７の右側に示した上下変換位置Ｐ２において、ポットクランパ６９は、クランプバネの付勢力により、工具保持具５９を挟む様に保持する。
【0031】
また、可動ブロック６９Ｂは、移動方向と直交する横方向両側に支持ピン６９Ｃが突き出しており、前後変換位置Ｐ１において天板５１から下方に突き出した止めピン７１に支持ピン６９Ｃを当てる。その結果、図７に示す上下変換位置Ｐ２から前後変換位置Ｐ１へ移動した場合、支持ピン６９Ｃが止めピン７１に当たり、可動ブロック６９Ｂは固定ブロック６９Ａ側への移動を規制される。前後変換位置Ｐ１において、ポットクランパ６９は、開いた状態となる。前後変換位置Ｐ１において、割り出し位置Ｐ１１に割り出された工具保持具５９の把持部５９Ａにポットホルダ５８が嵌り込んだ状態となっており、割り出された工具Ｔは、工具保持具５９を介してローラチェーン５２に保持された状態となる。制御装置１５は、工具Ｔをツールマガジン２５Ｂから取り出す場合、エアシリンダ６３を駆動してポットクランパヘッド６７を前後変換位置Ｐ１から上下変換位置Ｐ２へ移動させ、ポットクランパ６９によって工具保持具５９（工具Ｔ）をポットホルダ５８から取り外す。また、前後シフタ６１は、上下シフタ６２から上下変換位置Ｐ２において工具保持具５９（工具Ｔ）を受け取る（返却される）。制御装置１５は、上下変換位置Ｐ２から前後変換位置Ｐ１へポットクランパ６９を移動させることで、工具保持具５９の把持部５９Ａにポットホルダ５８を嵌め込み、ポットクランパ６９による挟持を解除し、工具Ｔをローラチェーン５２に取り付ける。
【0032】
上下変換位置Ｐ２では、工具Ｔの搬送方向を、前後シフタ６１による機体前後方向の移動と、上下シフタ６２による機体上下方向の移動とに切り換えられる。上下変換位置Ｐ２では前後シフタ６１と上下シフタ６２による工具Ｔの移し替えが、ポットクランパヘッド６７とポットクランパ６９との着脱によって行われる。上下変換位置Ｐ２に配置された工具Ｔは、上下シフタ６２及びツールチェンジャ２５Ｄを介して工具主軸装置２１の主軸ヘッド２１Ａの工具Ｔと交換される。上下シフタ６２及びツールチェンジャ２５Ｄの詳細な説明については省略するが、ポットクランパ６９は、上下シフタ６２に掴み取られるように構成されている。例えば、ポットクランパ６９は、支持ピン６９Ｃと同様に横方向両側に張出した把持ブロック６９Ｅを有し、把持ブロック６９Ｅの張出し部分にはＵ字形の切欠き部（図示略）が形成されている。上下シフタ６２は、この切欠き部にクランプピン（図示略）を挿入してポットクランパ６９を保持するクランプ部や、工具保持具５９を嵌め込む切り欠き部などを備え、ポットクランパ６９を保持した状態で下方向へ移動しポットクランパヘッド６７からポットクランパ６９を掴み取るように取り外す。上下シフタ６２は、上下方向に延びる昇降フレーム６２Ａ（図６参照）に上記したクランプ部を備え、ボールネジ機構によって昇降フレーム６２Ａを上下方向へ移動可能となっている。
【0033】
自動工具交換装置２５は、昇降フレーム６２Ａを下降させた位置が工具交換位置となっており、その高さに合わせてツールチェンジャ２５Ｄが設けられている。また、ツールチェンジャ２５Ｄは、加工室内において工具主軸装置２１の近くに配置されている（図４参照）。ツールチェンジャ２５Ｄは、例えば、工具Ｔを把持する一対のチャックを有する工具交換アーム（図示略）、その工具交換アームを旋回させるカム装置などを備え、工具交換アームを旋回させることで、上下シフタ６２に保持された工具Ｔと、工具主軸装置２１の主軸ヘッド２１Ａの工具Ｔを交換する。また、主軸ヘッド２１Ａから取り外した使用後の工具Ｔについても、上記したツールマガジン２５Ｂから主軸ヘッド２１Ａへの搬送とは逆方向（逆の手順）に搬送することで、工具Ｔの返却を実行することができる。
【0034】
また、図５に示すように、交換装置本体２５Ａの外側カバー７３にはガラスを嵌めた覗き窓７３Ａが形成されている。また、図６に示すように、交換装置本体２５Ａの機内側カバー７５には交換窓７５Ａが形成されている。また、交換窓７５Ａの加工室側には、工具交換に従って交換窓７５Ａを開閉させる工具交換シャッタ７７が設けられている。工具交換シャッタ７７は、昇降用エアシリンダ（図示略）を備え、制御装置１５により昇降用エアシリンダを制御されることで、図６に実線で示す位置まで上昇して交換窓７５Ａを閉じる、又は二点鎖線で示す位置まで下降して交換窓７５Ａを開くように構成されている。また、工具交換シャッタ７７には、ツールチェンジャ２５Ｄの工具Ｔを交換する工具交換アームを収容するアーム収納ボックス７７Ａが設けられている。例えば、制御装置１５は、ツールチェンジャ２５Ｄと工具主軸装置２１との間で工具Ｔの交換を実行する場合、工具交換シャッタ７７を下降させて交換窓７５Ａを開くとともに、ツールチェンジャ２５Ｄの工具交換アームをアーム収納ボックス７７Ａから外に出す。そして、ツールチェンジャ２５Ｄは、工具交換アームを旋回させることにより、工具Ｔの交換を実行する。制御装置１５は、工具の交換が終了すると、工具交換シャッタ７７を上昇させて交換窓７５Ａを閉じ工具主軸装置２１による加工等を実行する。ツールチェンジャ２５Ｄに保持された使用後の工具Ｔは、工具Ｔの取り出しとは逆の順序で、ツールマガジン２５Ｂに返却される。
【0035】
（工具Ｔの交換について）
次に、工作機械１が備える工具Ｔと、交換用の工具Ｔの交換方法について説明する。ここでいう工作機械１が備える工具Ｔとは、ツールマガジン２５Ｂ内の工具Ｔ、工具主軸装置２１に取り付けられた工具Ｔ、自動工具交換装置２５で搬送中の工具Ｔなど、工具主軸装置２１で使用する工具であって工作機械１内に存在する工具である。工具Ｔは、使用を重ねることで摩耗・破損等するため、新しく補充する工具Ｔ（以下、補充工具Ｔ１という場合がある）と交換する必要がある。本実施例の工作機械１は、工具Ｔと補充工具Ｔ１の交換方法として、マガジン操作部４３を用いた方法、工具主軸装置２１を用いた方法、収容ボックス４７を用いた方法の３つの方法で交換することができる。
次に、工作機械１が備える工具Ｔと、交換用の工具Ｔの交換方法について説明する。ここでいう工作機械１が備える工具Ｔとは、ツールマガジン２５Ｂ内の工具Ｔ、工具主軸装置２１に取り付けられた工具Ｔ、自動工具交換装置２５で搬送中の工具Ｔなど、工具主軸装置２１で使用する工具であって工作機械１内に存在する工具である。工具Ｔは、使用を重ねることで摩耗・破損等するため、新しく補充する工具Ｔ（以下、補充工具Ｔ１という場合がある）と交換する必要がある。本実施例の工作機械１は、工具Ｔと補充工具Ｔ１の交換方法として、マガジン操作部４３を用いた方法、工具主軸装置２１を用いた方法、収容ボックス４７を用いた方法の３つの方法で交換することができる。
【0036】
まず、マガジン操作部４３を用いた方法について説明する。図１に示すように、マガジン操作部４３は、例えば、マガジンカバー２Ａの右側面の下に設けられている。マガジン操作部４３には、例えば、タッチパネルや押しボタンスイッチが設けられている。また、マガジンカバー２Ａの右側面には、マガジン扉２５Ｅが設けられている。マガジン扉２５Ｅは、例えば、スライド扉であり、マガジン操作部４３の上方に設けられる。ユーザは、マガジン扉２５Ｅを開けることでツールマガジン２５Ｂに保持された工具Ｔの交換を行なうことができる。また、マガジン扉２５Ｅには、ロック機構（図示略）が設けられており、ロック機構の設定・解除を制御装置１５によって制御可能となっている。制御装置１５は、工具Ｔの排出や取り出しを実施しない状態では、ロック機構を設定しマガジン扉２５Ｅが開かないように制御する。
【0037】
例えば、ユーザは、所定の交換対象の工具Ｔを補充工具Ｔ１と交換したい場合、マガジン操作部４３を操作して交換対象の工具Ｔの割り出しを実行する。上記したように、例えば、ツールマガジン２５Ｂに収納された工具Ｔには、その工具Ｔを保持する工具保持具５９を示す識別情報が設定されている。ユーザは、交換対象の工具Ｔを保持する工具保持具５９の識別情報をマガジン操作部４３に入力し割り出しを制御装置１５に指示する。制御装置１５は、サーボモータ５３を制御してローラチェーン５２を回転させ、マガジン操作部４３で受け付けた識別情報が示す工具保持具５９、即ち、交換対象の工具Ｔを保持する工具保持具５９をマガジン扉２５Ｅの位置に配置する。制御装置１５は、工具保持具５９の配置が完了すると、マガジン扉２５Ｅのロックを解除し、工具Ｔの配置が完了したことをマガジン操作部４３等で報知する。ユーザは、マガジン扉２５Ｅを開けて工具Ｔの交換を行うことができる。尚、後述するように、工具保持具５９は、工具Ｔを保持するロック機構８３（図８参照）を備えており、手作業で工具保持具５９から工具Ｔを取り外す作業、及び、工具保持具５９に補充工具Ｔ１を取り付ける作業を行うことができる。
【0038】
次に、工具主軸装置２１を用いた方法について説明する。例えば、ユーザは、工具主軸装置２１の主軸ヘッド２１Ａに取り付けられた工具Ｔを補充工具Ｔ１と交換する場合、タッチパネル３Ａを操作して制御装置１５に対し加工動作の停止を指示する。ユーザは、タッチパネル３Ａを操作して主軸ヘッド２１Ａの姿勢や向きを変更し、工具Ｔの交換がし易い姿勢・向きとする。ユーザは、例えば、左側正面扉５Ｌを開けて主軸ヘッド２１Ａから工具Ｔを取り外し、補充工具Ｔ１を主軸ヘッド２１Ａに取り付ける。このようにして工具主軸装置２１を用いて工具Ｔの交換を行うことができる。尚、工作機械１は、上記したマガジン操作部４３を用いた方法や、工具主軸装置２１を用いた方法が実施できない構成でも良い。例えば、工作機械１は、マガジン操作部４３やマガジン扉２５Ｅを備えなくとも良い。
【0039】
次に、収容ボックス４７を用いて工具Ｔを交換する方法について説明する。上記した２種類の交換方法では、ツールマガジン２５Ｂの交換動作や、工具主軸装置２１の加工動作を停止する必要がある。これに対し、収容ボックス４７を用いた交換では、交換や加工動作の停止時間を少なくする、あるいはなくすことができる。詳述すると、図３～図５に示すように、取り外し装置４５は、例えば、ツールマガジン２５Ｂの天板５１における右側端部の前端に設けられている。取り外し装置４５は、サーボモータ５３の前方となる位置に取り付けられている。
【0040】
図８は、取り外し装置４５の構成を模式的に示している。また、図８は、取り外し装置４５によって工具Ｔを取り外す取り外し位置Ｐ３に工具Ｔ及びその工具Ｔを保持する工具保持具５９を配置した状態を示している。図８に示すように、取り外し装置４５には、エアシリンダ８１が設けられている。エアシリンダ８１は、出力ロッド８１Ａを下方に向けた状態で天板５１（図５参照）に固定されている。また、エアシリンダ８１のピストン８１Ｂは、バネ８１Ｃによって上方へ付勢されている。取り外し装置４５は、シリンダにエアを供給されていない状態では、バネ８１Ｃの付勢力によって出力ロッド８１Ａを上げた状態となる。また、制御装置１５は、取り外し位置Ｐ３の工具保持具５９から工具Ｔを取り外す場合、エアシリンダ８１のシリンダにエアを供給して出力ロッド８１Ａを下方へ押し出す。
【0041】
工具保持具５９には、工具Ｔを保持するロック機構８３が設けられている。ロック機構８３は、ロック部８３Ａと、ボタン部８３Ｂとを有している。ロック部８３Ａは、例えば、工具Ｔの基端部８５を下方から挿入してチャックするチャック爪を有し、図示しないバネによってチャック爪を閉じる方向に付勢されている。ロック機構８３は、ロック部８３Ａのチャック爪に基端部８５を挿入された状態でチャック爪を閉じることで基端部８５を保持し、工具Ｔを保持する。また、ロック機構８３は、工具保持具５９に工具Ｔを保持していない状態で、基端部８５を下方から押し込まれるとロック部８３Ａのチャック爪が押し開かれ基端部８５を保持することができる。また、ボタン部８３Ｂは、工具保持具５９の上面に設けられている。ボタン部８３Ｂは、ロック部８３Ａのバネによって上方へ付勢さされ突出した状態となっている。ロック機構８３は、ボタン部８３Ｂを下方へ押し込まれることでロック部８３Ａのチャック爪を開き基端部８５の保持を解除する。取り外し装置４５は、取り外し位置Ｐ３に配置された工具保持具５９のボタン部８３Ｂを、出力ロッド８１Ａにより下方へ押し込むことで工具保持具５９から工具Ｔを取り外すことができる。尚、ロック部８３Ａは、チャック爪を用いた構成に限らない。例えば、ロック部８３Ａは、基端部８５に形成された凹部に、突起を係合させる係合機構でも良い。
【0042】
次に、収容ボックス４７について説明する。図１に示すように、収容ボックス４７は、例えば、ツールマガジン２５Ｂのマガジンカバー２Ａの前面の右端部に取り付けられている。収容ボックス４７は、例えば、有底の四角い箱形形状をなし、使用済みの工具Ｔや補充工具Ｔ１（以下、工具Ｔ等という場合がある）を収容可能となっている。図９は、ツールマガジン２５Ｂ及び収容ボックス４７を模式的に示している。収容ボックス４７は、上部に開口が形成され、開口から工具Ｔ等の出し入れが可能となっている。尚、収容ボックス４７の上部に開閉可能な蓋を取り付けても良い。
【0043】
また、収容ボックス４７は、置台９１、治具９２、工具センサ９３、移動装置９５を備えている。置台９１は、工具Ｔ等を載置可能な台である。治具９２は、例えば、収容ボックス４７の側壁に固定され、置台９１の上に載置された工具Ｔ等を保持する。治具９２は、例えば、金属製の部材であり、工具Ｔ等の外径形状に合わせて形成され、工具Ｔ等を嵌め込み可能な切り欠き部が形成されている。工具Ｔ等は、治具９２に保持されることで、例えば、基端部８５を上方にし、上下方向に沿った状態で保持される。
【0044】
工具センサ９３は、置台９１に載置された工具Ｔ等を検出するセンサである。工具センサ９３は、例えば、赤外線センサであり、置台９１に工具Ｔ等が載置された状態では、ハイレベルの検出信号を制御装置１５に出力し、置台９１に工具Ｔ等が載置されていない状態では、ローレベルの検出信号を制御装置１５へ出力する。尚、工具センサ９３は、赤外線センサに限らず、例えば、磁界を用いた近接センサでも良い。また、工具センサ９３は、非接触式のセンサに限らず、接点を用いた接触式のスイッチでも良い。
【0045】
移動装置９５は、例えば、エアシリンダであり、置台９１を上下方向に昇降させる。移動装置９５は、制御装置１５の制御に基づいて、置台９１に載置された工具Ｔ等を工具保持具５９に取り付け可能な上方の位置と、工具保持具５９から工具Ｔを離間させる下方の位置とに置台９１を移動可能となっている。尚、工具Ｔ等を移動させる移動装置９５は、エアシリンダに限らない。例えば、移動装置９５は、油圧シリンダでも良い。また、移動装置９５は、流体圧シリンダに限らず、モータの駆動に基づいて置台９１を昇降させるアクチュエータ、偏心カム、ラック機構等でも良い。
【0046】
また、本実施例では、工具Ｔは、工具保持具５９によって吊り下げられる構成であるため、移動装置９５によって工具Ｔ等を昇降させているが、工具Ｔの保持態様に応じて収容ボックス４７の構成は適宜変更できる。例えば、工具Ｔを工具保持具５９によって水平に保持する場合、移動装置９５は、工具Ｔを前後方向や左右方向に移動させる装置でも良い。即ち、工具Ｔの取り付け方向や取り外し方向は、上下方向に限らない。
【0047】
また、ツールマガジン２５Ｂは、収容ボックス４７を移動させる装置として、スライド部材９７と、スライド駆動源９８を備えている。スライド部材９７は、例えば、マガジンカバー２Ａの下面に配設された一対のレールであり、Ｙ方向と平行な方向に沿って設けられている。スライド部材９７は、収容ボックス４７をＹ方向と平行な方向にスライド可能に保持する。スライド部材９７は、例えば、収容ボックス４７のスライド位置に合わせて伸縮可能（折りたたみ可能）に構成されている。スライド駆動源９８は、例えば、サーボモータやボールネジ機構等を備え、スライド部材９７に対して収容ボックス４７をＹ方向と平行な方向にスライド移動させる。尚、スライド駆動源９８は、サーボモータやボールネジ機構に限らず、ギアを用いたスライド機構や、リニアモータのような電磁力を用いたスライド機構でも良い。また、サーボモータ等のスライド駆動源９８を収容ボックス４７に設けても良い。
【0048】
収容ボックス４７は、例えば、Ｙ方向及びＺ方向の両方を側壁で囲まれている。マガジンカバー２Ａには、収容ボックス４７の位置に合わせて開口８７が形成されている。開口８７は、収容ボックス４７の外径形状に合わせた形状をなしている。収容ボックス４７は、開口８７を通じてマガジンカバー２Ａの中と外に移動可能となっている。収容ボックス４７は、スライド部材９７に保持されることで、開口８７を通じて第１スライド位置と、第２スライド位置にスライド移動可能となっている。第１スライド位置は、例えば、図９に示すマガジンカバー２Ａ（本開示のマガジンの一例）の外に収容ボックス４７を排出した排出位置Ｐ４である。収容ボックス４７を排出位置Ｐ４に配置した場合、開口８７は、収容ボックス４７の開口８７側の側壁４７Ａによって閉塞される。これにより、ユーザが、開口８７を通じてマガジンカバー２Ａ内に手を入れることを抑制できる。
【0049】
また、第２スライド位置は、例えば、マガジンカバー２Ａの中であって取り外し装置４５によって排出される工具Ｔを受け取り可能な位置、即ち、取り外し位置Ｐ３である。収容ボックス４７は、取り外し位置Ｐ３に配置された状態において、移動装置９５を駆動されると、置台９１に載置した補充工具Ｔ１を工具保持具５９に取り付けることができる。また、収容ボックス４７は、取り外し位置Ｐ３において置台９１を上昇させた状態で、工具保持具５９から取り外された工具Ｔを置台９１の上に受け取り治具９２で保持することができる。スライド駆動源９８は、制御装置１５の制御に基づいて、収容ボックス４７を取り外し位置Ｐ３や排出位置Ｐ４に移動させる。
【0050】
（工具排出処理）
次に、寿命工具を排出する工具排出処理について説明する。図１０は、工具排出処理のフローチャートを示している。制御装置１５は、工具排出処理を実行することで、寿命工具の判断と、寿命工具の排出を実行する。制御装置１５は、例えば、ユーザからワークＷの加工の開始指示を付け付けると図１０に示す処理を開始する。尚、図１０に示す処理を開始する条件は、加工を開始する条件に限らない。例えば、制御装置１５は、工作機械１の電源を投入され、システムを起動した後、図１０に示す処理を開始しても良い。
次に、寿命工具を排出する工具排出処理について説明する。図１０は、工具排出処理のフローチャートを示している。制御装置１５は、工具排出処理を実行することで、寿命工具の判断と、寿命工具の排出を実行する。制御装置１５は、例えば、ユーザからワークＷの加工の開始指示を付け付けると図１０に示す処理を開始する。尚、図１０に示す処理を開始する条件は、加工を開始する条件に限らない。例えば、制御装置１５は、工作機械１の電源を投入され、システムを起動した後、図１０に示す処理を開始しても良い。
【0051】
制御装置１５は、図１０に示す処理を開始すると、ステップ（以下、単にＳと記載する）１１において、寿命工具が存在するか否かを判断する。寿命工具とは、工作機械１が備える工具Ｔのうち、交換が必要な工具である。制御装置１５は、例えば、工作機械１が備える工具Ｔの各々の使用回数を、工具履歴データ１７の使用履歴に係わるデータとして記憶する。制御装置１５は、例えば、工具主軸装置２１に工具Ｔを最初に取り付けるタイミングや、工具主軸装置２１の工具Ｔを交換するタイミングで、取り付ける工具Ｔの使用回数を工具履歴データ１７から読み出す。制御装置１５は、工具主軸装置２１の加工動作中に、工具主軸装置２１に取り付けた工具Ｔの使用回数を更新する。制御装置１５は、更新後の使用回数が所定の閾値回数以上になるまでＳ１１で否定判断し（Ｓ１１：ＮＯ）、使用回数のカウントを継続する。また、制御装置１５は、使用回数が閾値回数以上にならないまま工具Ｔの交換が実施された場合、それまでカウントした使用回数で工具履歴データ１７の使用回数を更新する。制御装置１５は、交換後の工具Ｔの使用回数を工具履歴データ１７から読み出し、交換後の工具ＴについてＳ１１の判断を実行する。一方、制御装置１５は、加工動作に応じて更新した後の使用回数が所定の閾値回数以上になると、工具主軸装置２１に取り付けられている工具Ｔを寿命工具と判断し、Ｓ１１で肯定判断する（Ｓ１１：ＹＥＳ）。
【0052】
尚、制御装置１５は、Ｓ１１で使用回数が閾値回数以上となった工具Ｔについて同一種の工具Ｔ、即ち、代替えの工具Ｔがツールマガジン２５Ｂに収納されている場合、同一種の工具Ｔが寿命工具となるまで寿命工具が存在しないと判断しても良い。そして、制御装置１５は、同一種の全ての工具Ｔの使用回数が閾値回数以上となった場合、寿命工具が存在すると判断しても良い。また、上記した寿命工具の判断タイミングは、一例である。例えば、制御装置１５は、使用後の工具Ｔがツールマガジン２５Ｂに返却されたタイミングで、その返却された工具Ｔの使用回数を判断しても良い。従って、制御装置１５は、工具主軸装置２１に取り付けられた工具Ｔについてのみ寿命工具の判断を実行しても良く、ツールマガジン２５Ｂに収容された工具Ｔについてのみ寿命工具の判断を実行しても良く、その両方を判断しても良い。また、寿命工具の判断条件は、使用回数に限らない。例えば、制御装置１５は、工具Ｔの累計の使用時間が所定の基準時間以上となった場合、その工具Ｔを寿命工具と判断しても良い。あるいは、制御装置１５は、使用回数と使用時間の両方で寿命工具を判断しても良い。また、制御装置１５は、その工具Ｔを用いて加工したワークＷの個数が所定の個数以上となった場合、その工具Ｔを寿命工具として判断しても良い。
【0053】
また、制御装置１５は、寿命工具が存在すると判断すると（Ｓ１１：ＹＥＳ）、Ｓ１３を実行する。Ｓ１３において、制御装置１５は、寿命工具の交換を開始できるか否かを判断する。制御装置１５は、例えば、加工対象のワークＷの種類を変更する段取り替えが発生するまでＳ１３で否定判断し（Ｓ１３：ＮＯ）、段取り替えが発生すると肯定判断して（Ｓ１３：ＹＥＳ）、Ｓ１５を実行しても良い。この場合、制御装置１５は、寿命工具が発生すると、段取り替えごとに後述する寿命工具の排出を実行する。尚、段取り替えの発生を検出する方法は、特に限定されない。例えば、制御装置１５は、１つの種類のワークＷについて加工が終了する条件、１つのジョブの実行を完了する条件、指定された数のワークＷの加工が完了する条件、あるいは、ユーザから加工の終了を指示される条件などに基づいて段取り替えの発生を検出しても良い。
【0054】
また、Ｓ１３の判断条件は、段取り替えが発生する条件に限らない。例えば、制御装置１５は、自動工具交換装置２５を制御してツールマガジン２５Ｂと工具主軸装置２１との間で工具Ｔを交換しない時間（空き時間）が所定の基準時間以上となるか否かを判断しても良い（本開示の空き時間判断処理の一例）。そして、制御装置１５は、交換しない時間が所定の基準時間以上であると判断した場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、後述する寿命工具の排出を実行しても良い。この基準時間としては、例えば、寿命工具の排出作業を開始してから、寿命工具を収容ボックス４７に排出し収容ボックス４７をマガジンカバー２Ａの外（排出位置Ｐ４）に排出するのに必要な時間である。即ち、基準時間は、次の工具Ｔの交換が発生するまでに寿命工具を機外に排出できる時間である。これにより、工具Ｔの交換が発生しない空き時間の間に寿命工具を排出でき、寿命工具を効率良く排出できる。また、制御装置１５は、上記した段取り替えのタイミングと、工具Ｔを交換しないタイミングの両方で寿命工具の排出を実行しても良い。また、制御装置１５は、基準時間として、寿命工具の排出に必要な時間よりも短い時間を設定しても良い。この場合、制御装置１５は、寿命工具の排出位置Ｐ４への排出が完了するまでの間、自動工具交換装置２５による工具Ｔの交換を一時的に停止しても良い。
【0055】
Ｓ１５において、制御装置１５は、寿命工具を取り出し位置Ｐ３に配置する。制御装置１５は、ツールチェンジャ２５Ｄやシフト装置２５Ｃを制御して寿命工具をツールマガジン２５Ｂに返却する。制御装置１５は、サーボモータ５３を制御してローラチェーン５２を回転させ、寿命工具を保持した工具保持具５９を取り出し位置Ｐ３に配置する。制御装置１５は、工具履歴データ１７に基づいて寿命工具の工具保持具５９を判断できる。図１１のＳ１５に示すように、制御装置１５は、寿命工具Ｔ２を取り出し位置Ｐ３に配置するまでの間、収容ボックス４７を排出位置Ｐ４に配置する。開口８７は、側壁４７Ａによって閉じられた状態となる。また、収容ボックス４７は、工具Ｔが入っていない状態となっている。尚、制御装置１５は、Ｓ１５の実行時に、工具センサ９３に基づいて収容ボックス４７に工具Ｔが存在することを検出した場合、エラーを報知しても良い。これにより、収容ボックス４７に取り忘れの工具Ｔが存在した場合に、工具Ｔの取り出しをユーザに促すことができる。
【0056】
制御装置１５は、Ｓ１５を実行すると、寿命工具Ｔ２の配置が完了したか否かを判断する（Ｓ１７）。制御装置１５は、配置が完了するまでの間（Ｓ１７：ＮＯ）、Ｓ１７を繰り返し実行し、配置が完了すると（Ｓ１７：ＹＥＳ）、Ｓ１９を実行する。Ｓ１９において、制御装置１５は、スライド駆動源９８を制御して収容ボックス４７を排出位置Ｐ４から取り出し位置Ｐ３まで移動させる（図１１のＳ１９参照）。
【0057】
次に、制御装置１５は、移動装置９５を駆動して置台９１を上昇させる（Ｓ２１）。図１１のＳ２１に示すように、置台９１は、寿命工具Ｔ２の下端に接触又は近接する位置に配置される。制御装置１５は、取り外し装置４５のエアシリンダ８１を制御して、出力ロッド８１Ａを下降させ、出力ロッド８１Ａによってボタン部８３Ｂを下方へ押し込み、ロック機構８３のロックを解除する（Ｓ２３）。寿命工具Ｔ２は、工具保持具５９から取り外され、置台９１に下方から支持され、側面を治具９２に保持された状態となる。制御装置１５は、例えば、エアシリンダ８１へのエアの供給を一定時間だけ継続して停止する。出力ロッド８１Ａは、エアの供給を停止されることで上昇する。
【0058】
従って、本実施例の取り外し装置４５は、制御装置１５の制御に基づいて寿命工具Ｔ２を保持する工具保持具５９のロック機構８３のボタン部８３Ｂを押し込んで、工具保持具５９の保持を解除し寿命工具Ｔ２を排出する。これにより、取り外し装置４５を制御することで、所望のタイミングで寿命工具Ｔ２の排出を実行できる。寿命工具Ｔ２を排出するタイミングを、ツールマガジン２５Ｂを使用しない時間などに調整することで、寿命工具Ｔ２の排出によるツールマガジン２５Ｂの停止時間をできるだけ短くすることができる。
【0059】
次に、制御装置１５は、移動装置９５を制御して、置台９１を下降させる（Ｓ２５）。制御装置１５は、置台９１を下降させた後、工具センサ９３によって置台９１の上に寿命工具Ｔ２が存在するか否かを判断する（Ｓ２７）。制御装置１５は、工具センサ９３の検出信号に基づいて置台９１に寿命工具Ｔ２が存在しないと判断した場合（Ｓ２７：ＮＯ）、エラーを報知する（Ｓ２９）。制御装置１５は、例えば、「寿命工具の排出に失敗しました、収容ボックスを確認ください」などのメッセージをタッチパネル３Ａに表示し、エラーランプの点灯等を実行する。制御装置１５は、図１０に示す処理を終了する。これにより、寿命工具Ｔ２が置台９１から落下した場合など、何らかの不具合が発生した場合に、排出動作を停止してユーザに対応を促すことができる。
【0060】
一方、制御装置１５は、工具センサ９３によって寿命工具Ｔ２を検出した場合（Ｓ２７：ＹＥＳ）、スライド駆動源９８を制御して収容ボックス４７を取り出し位置Ｐ３から排出位置Ｐ４に移動させる（Ｓ３１）。図１１のＳ３１に示すように、寿命工具Ｔ２をツールマガジン２５Ｂの外に排出できる。制御装置１５は、寿命工具Ｔ２を排出したことを報知する（Ｓ３３）。制御装置１５は、例えば、タッチパネル３Ａによる表示、ランプの点灯、音声等により、排出の完了を報知する。制御装置１５は、Ｓ３３を実行すると、Ｓ１１からの処理を再度開始する。このようにして制御装置１５は、寿命工具Ｔ２の排出を実行することができる。
【0061】
尚、図１０に示すフローチャートの処理の内容、順番は、一例である。例えば、制御装置１５は、Ｓ３１で収容ボックス４７を排出した後に、Ｓ２７を実行しても良い。また、制御装置１５は、Ｓ３３の排出の報知を実行しなくとも良い。また、制御装置１５は、ユーザから寿命工具Ｔ２の排出指示を受け付けた場合に、図１０の各ステップを適宜実行しても良い。例えば、ユーザは、段取り替えを実施する場合に、排出を指示する。制御装置１５は、ユーザから排出指示を受け付けた場合に、ツールマガジン２５Ｂの全ての工具Ｔについて寿命工具Ｔ２を判断し、Ｓ１５以降の処理を検出した寿命工具Ｔ２の各々について実行しても良い。あるいは、制御装置１５は、例えば、ユーザから排出指示を受け付けるまでＳ１１を実行する。そして、制御装置１５は、排出指示を受け付けた場合に、排出指示を受け付けるまでの間にＳ１１の実行で検出した寿命工具Ｔ２の各々について、Ｓ１５以降の処理を実行し排出しても良い。
【0062】
上記したように、本実施例の収容ボックス４７は、マガジンカバー２Ａ（ツールマガジン２５Ｂ）の外となると排出位置Ｐ４（本開示の第１スライド位置の一例）と、マガジンカバー２Ａの中であって取り外し装置４５によって排出された寿命工具Ｔ２を受け取り可能な取り出し位置Ｐ３（本開示の第２スライド位置の一例）とに、スライド部材９７によりスライド可能に設けられている。これにより、取り外し装置４５によって取り外した寿命工具Ｔ２を取り出し位置Ｐ３で収容ボックス４７に受け取り、寿命工具Ｔ２を収容したまま収容ボックス４７をスライド移動させ、マガジンカバー２Ａの外の排出位置Ｐ４まで排出できる。収容ボックス４７のスライド動作により、寿命工具Ｔ２をツールマガジン２５Ｂの動作等に影響がない位置まで迅速に排出できる。
【0063】
また、制御装置１５は、Ｓ１１で寿命工具Ｔ２が存在すると判断した場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、スライド駆動源９８を制御して収容ボックス４７を排出位置Ｐ４から取り出し位置Ｐ３へ移動させ、寿命工具Ｔ２の取り外しを実行する（Ｓ１５）。これにより、排出が不要な間（寿命工具Ｔ２が発生しない間）は、ツールマガジン２５Ｂの動作に影響がないマガジンカバー２Ａの外に収容ボックス４７を出して置くことができる。また、排出を実施する時には、収容ボックス４７をマガジンカバー２Ａの中に入れ、寿命工具Ｔ２の収容ボックス４７への排出を制御装置１５の制御により自動で実行できる。制御装置１５は、ツールマガジン２５Ｂが工具主軸装置２１と交換作業を実行していない時間など、所望のタイミングで寿命工具Ｔ２の排出を実行できる。
【0064】
また、制御装置１５は、工具センサ９３の検出信号に基づいて寿命工具Ｔ２が収容ボックス４７に排出されたことを検出した後（Ｓ２７：ＹＥＳ）、スライド駆動源９８を制御して収容ボックス４７を取り出し位置Ｐ３から排出位置Ｐ４へ移動させ（Ｓ３１）、排出を報知する（Ｓ３３）。これにより、制御装置１５が任意のタイミングで寿命工具Ｔ２の排出を実行しても、排出したことをユーザに知らせることができる。ユーザは、報知を認識することで、収容ボックス４７から寿命工具Ｔ２を取り出して、補充工具Ｔ１の補充などを迅速に実施できる。
【0065】
また、本実施例の工作機械１は、所謂、同一構造の対向２軸型の旋盤である。工具主軸装置２１は、対向２軸旋盤の主軸と平行な方向において、対向２軸旋盤の間に配置されている。ツールマガジン２５Ｂは、工具主軸装置２１の上方で、且つ工作機械１における前方側となる位置に配置されている。このような構成の工作機械１では、ツールマガジン２５Ｂを上方に配置し、その下方にシフト装置２５Ｃやツールチェンジャ２５Ｄを配置することで工具主軸装置２１の動作範囲を狭くし加工室の小型化や複合加工機２７の小型化を図れる。さらに、収容ボックス４７を用いることで、制御装置１５が寿命工具Ｔ２の排出を自動で実施できる。このため、例えば、ユーザが、マガジン操作部４３を操作して寿命工具Ｔ２を排出させるために、ツールマガジン２５Ｂの動作状況を確認しながら装置の上方に配置されたマガジン操作部４３を操作する必要がなくなる。寿命工具Ｔ２の取り出し作業における作業負荷を軽減できる。
【0066】
（工具取り付け処理）
次に、補充工具Ｔ１を取り付ける工具取り付け処理について説明する。図１２は、工具取り付け処理のフローチャートを示している。制御装置１５は、工具取り付け処理を実行することで、収容ボックス４７内の補充工具Ｔ１を、指定された工具保持具５９に取り付ける。制御装置１５は、例えば、工作機械１の電源を投入され、システムを起動した後、図１２に示す処理を開始する。尚、以下の工具取り付け処理の説明では、上記した工具排出処理と同様の制御内容については、その説明を適宜省略する。
次に、補充工具Ｔ１を取り付ける工具取り付け処理について説明する。図１２は、工具取り付け処理のフローチャートを示している。制御装置１５は、工具取り付け処理を実行することで、収容ボックス４７内の補充工具Ｔ１を、指定された工具保持具５９に取り付ける。制御装置１５は、例えば、工作機械１の電源を投入され、システムを起動した後、図１２に示す処理を開始する。尚、以下の工具取り付け処理の説明では、上記した工具排出処理と同様の制御内容については、その説明を適宜省略する。
【0067】
制御装置１５は、図１２に示す処理を開始すると、Ｓ４１において、補充工具Ｔ１の交換指示を受け付けたか否かを判断する。ユーザは、例えば、所望の補充工具Ｔ１を収容ボックス４７にセットした後、タッチパネル３Ａを操作してセットした補充工具Ｔ１を取り付ける工具保持具５９の識別情報を入力・選択等し、交換の開始を指示する。制御装置１５は、交換指示を受け付けるまでの間、Ｓ４１で否定判断し（Ｓ４１：ＮＯ）、交換指示を受け付けると（Ｓ４１：ＹＥＳ）、Ｓ４２を実行する。
【0068】
制御装置１５は、Ｓ４２において、図１０のＳ１３と同様に、交換作業を開始できるか否かを判断する。制御装置１５は、段取り替えが発生していない場合や、ツールマガジン２５Ｂの空き時間が短い場合など（Ｓ４２：ＮＯ）、Ｓ４２の判断処理を繰り返し実行する。尚、制御装置１５は、Ｓ４２に否定判断した場合にも、補充工具Ｔ１の補充を実行するかユーザに確認しても良い。例えば、制御装置１５は、加工動作中やツールマガジン２５Ｂを使用中である場合に、「加工動作を停止して補充工具を補充しますか？」などのメッセージをタッチパネル３Ａに表示し、ユーザから実行の指示を受け付けた場合に、後述するＳ４３以降を実行し交換を開始しても良い。
【0069】
制御装置１５は、Ｓ４２において、交換作業を開始できると判断すると（Ｓ４２：ＹＥＳ）、Ｓ４３を実行する。Ｓ４３において、制御装置１５は、サーボモータ５３を制御して、Ｓ４１で受け付けた識別情報が示す工具保持具５９を、取り外し位置Ｐ３に配置する（図１３のＳ４３参照）。尚、制御装置１５は、工具履歴データ１７を用いてツールマガジン２５Ｂ内の工具保持具５９に工具Ｔが取り付けられているか否か管理し、Ｓ４１で受け付けた工具保持具５９に工具Ｔが取り付けられている場合、エラーを報知しても良い。
【0070】
制御装置１５は、工具保持具５９の配置が完了したか否かを判断し（Ｓ４５）、配置が完了すると（Ｓ４５：ＹＥＳ）、スライド駆動源９８を制御して収容ボックス４７を排出位置Ｐ４から取り外し位置Ｐ３に移動させる（Ｓ４７、図１３参照）。制御装置１５は、移動装置９５を制御して置台９１を上昇させる（Ｓ４９）。補充工具Ｔ１は、置台９１によって上方へ押し上げられ、取り出し位置Ｐ３に配置された工具保持具５９に嵌め込まれる。制御装置１５は、移動装置９５を制御して置台９１を下降させ（Ｓ５１）、工具Ｔが存在するか否かを工具センサ９３によって判断する（Ｓ５３）。尚、制御装置１５は、Ｓ４９において、補充工具Ｔ１の上昇に合わせて取り外し装置４５を駆動し、出力ロッド８１Ａを下げてロック機構８３を一時的に解除しても良い。
【0071】
制御装置１５は、工具センサ９３の検出信号に基づいて置台９１に補充工具Ｔ１が存在すると判断した場合（Ｓ５３：ＮＯ）、図１０のＳ２９と同様に、エラーを報知する（Ｓ５５）。これにより、補充工具Ｔ１の取り付けミスが発生した場合など、何らかの不具合が発生した場合に、取り付け動作を停止してユーザに対応を促すことができる。
【0072】
一方、制御装置１５は、工具センサ９３によって補充工具Ｔ１を検出しない場合（Ｓ５３：ＹＥＳ）、スライド駆動源９８を制御して収容ボックス４７を取り出し位置Ｐ３から排出位置Ｐ４に移動させ（Ｓ５７、図１３参照）、補充工具Ｔ１を取り付け、収容ボックス４７を排出したことを報知する（Ｓ５９）。制御装置１５は、Ｓ５９を実行すると、Ｓ４１からの処理を再度開始する。このようにして制御装置１５は、補充工具Ｔ１をツールマガジン２５Ｂに補充することができる。尚、図１２に示すフローチャートの処理の内容、順番は、一例である。例えば、制御装置１５は、Ｓ５７で収容ボックス４７を排出した後に、Ｓ５３を実行しても良い。また、制御装置１５は、Ｓ４２を実行しなくとも良い。
【0073】
上記したように、本実施例の収容ボックス４７は、治具９２に保持された補充工具Ｔ１を移動させる移動装置９５を有する。制御装置１５は、Ｓ４１において補充工具Ｔ１を取り付ける工具保持具５９を識別する識別情報を操作盤３のタッチパネル３Ａで受け付ける（Ｓ４１、本開示の受付処理の一例）。制御装置１５は、サーボモータ５３を制御して、Ｓ４１で受け付けた識別情報が示す工具保持具５９を、取り出し位置Ｐ３に配置する（Ｓ４３、本開示の工具保持具配置処理の一例）。制御装置１５は、取り出し位置Ｐ３に指定された工具保持具５９を配置した後、移動装置９５を制御して補充工具Ｔ１を取り出し位置Ｐ３に配置した工具保持具５９に取り付ける（Ｓ４９、本開示の取り付け処理の一例）。これによれば、ユーザから受け付けた補充工具Ｔ１の取り付けを、制御装置１５の任意のタイミングで実行できる。ツールマガジン２５Ｂが工具Ｔの交換を実施していない空き時間や段取り替えで加工動作を停止している時間など、適切なタイミングで補充工具Ｔ１を取り付けることができる。結果として、取り付け作業にともなって加工時間を停止する時間をできるだけ少なくできる。尚、収容ボックス４７の出し入れはユーザが実施しても良い。
【0074】
また、制御装置１５は、Ｓ４３を実行し、スライド駆動源９８を制御して収容ボックス４７を排出位置Ｐ４から取り出し位置Ｐ３へ移動させた後、移動装置９５による取り付けを実行する。これによれば、収容ボックス４７をマガジンカバー２Ａに引き込む動作も制御装置１５が所定のタイミングで実施できる。ユーザは、補充工具Ｔ１を収容ボックス４７に配置するだけで、補充工具Ｔ１の補充を行うことができる。
【0075】
因みに、上記実施例において、操作盤３は、ユーザインタフェースの一例である。マガジンカバー２Ａ、ツールマガジン２５Ｂは、マガジンの一例である。収容ボックス４７は、収容部の一例である。ローラチェーン５２、サーボモータ５３は、搬送装置の一例である。取り出し位置Ｐ３は、第２スライド位置の一例である。排出位置Ｐ４は、第１スライド位置の一例である。
【0076】
以上、上記した本実施例によれば以下の効果を奏する。
本実施例の一態様の制御装置１５は、工具主軸装置２１の工具Ｔについて寿命工具Ｔ２であるか判断し（Ｓ１１、本開示の寿命工具判断処理の一例）、寿命工具Ｔ２であると判断した場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、工具入替装置４１のサーボモータ５３を制御して収容ボックス４７に対応する取り出し位置Ｐ３に寿命工具Ｔ２を配置する（Ｓ１５）。制御装置１５は、取り外し装置４５を制御して寿命工具Ｔ２を収容ボックス４７に排出する（Ｓ２３、本開示の排出処理との一例）。
本実施例の一態様の制御装置１５は、工具主軸装置２１の工具Ｔについて寿命工具Ｔ２であるか判断し（Ｓ１１、本開示の寿命工具判断処理の一例）、寿命工具Ｔ２であると判断した場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、工具入替装置４１のサーボモータ５３を制御して収容ボックス４７に対応する取り出し位置Ｐ３に寿命工具Ｔ２を配置する（Ｓ１５）。制御装置１５は、取り外し装置４５を制御して寿命工具Ｔ２を収容ボックス４７に排出する（Ｓ２３、本開示の排出処理との一例）。
【0077】
ここで、工作機械１は、工具Ｔの交換方法として、マガジン操作部４３による方法や、工具主軸装置２１から取り外す方法が実施できる。しかしながら、このような方法では、工作機械１の加工動作や、ツールマガジン２５Ｂの交換動作を停止する必要があり、生産効率の低下を招く虞がある。これに対し、本実施例の工作機械１であれば、制御装置１５は、任意のタイミング、例えば、工作機械１の生産効率を考慮して都合の良いタイミングに工具Ｔの排出を実施できる。制御装置１５は、段取り替えが発生したタイミング、ツールマガジン２５Ｂを使用しない空き時間が発生したタイミングなどに、工具Ｔを排出できる。これにより、工具Ｔの排出による工作機械１の加工動作の停止時間を短くして生産効率を向上できる。
【0078】
尚、本開示は上記の実施例に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内での種々の改良、変更が可能であることは言うまでもない。
例えば、上記実施例の工作機械１は、収容ボックス４７に移動装置９５を備え、補充工具Ｔ１の補充機能を有したが、寿命工具Ｔ２の排出機能のみを備えても良い。図１４は、別例の収容ボックス４７を示している。例えば、収容ボックス４７を、マガジンカバー２Ａの下方に配置しても良い。図１４の収容ボックス４７は、置台９１、治具９２、移動装置９５を備えていない。そして、制御装置１５は、所望のタイミングで取り外し装置４５を制御して、寿命工具Ｔ２を収容ボックス４７に落下させても良い。制御装置１５は、工具センサ９３によって落下した寿命工具Ｔ２を検出し、寿命工具Ｔ２の排出が完了したことを報知する。これにより、ユーザは、任意のタイミングで収容ボックス４７を引き出し、排出された寿命工具Ｔ２を取り出すことができる。
また、上記実施例でにおいて、ツールマガジン２５Ｂは、スライド駆動源９８を備えなくとも良い。例えば、ユーザが、制御装置１５の指示に応じて収容ボックス４７を出し入れし寿命工具Ｔ２の排出や補充工具Ｔ１の補充を実施しても良い。
例えば、上記実施例の工作機械１は、収容ボックス４７に移動装置９５を備え、補充工具Ｔ１の補充機能を有したが、寿命工具Ｔ２の排出機能のみを備えても良い。図１４は、別例の収容ボックス４７を示している。例えば、収容ボックス４７を、マガジンカバー２Ａの下方に配置しても良い。図１４の収容ボックス４７は、置台９１、治具９２、移動装置９５を備えていない。そして、制御装置１５は、所望のタイミングで取り外し装置４５を制御して、寿命工具Ｔ２を収容ボックス４７に落下させても良い。制御装置１５は、工具センサ９３によって落下した寿命工具Ｔ２を検出し、寿命工具Ｔ２の排出が完了したことを報知する。これにより、ユーザは、任意のタイミングで収容ボックス４７を引き出し、排出された寿命工具Ｔ２を取り出すことができる。
また、上記実施例でにおいて、ツールマガジン２５Ｂは、スライド駆動源９８を備えなくとも良い。例えば、ユーザが、制御装置１５の指示に応じて収容ボックス４７を出し入れし寿命工具Ｔ２の排出や補充工具Ｔ１の補充を実施しても良い。
【0079】
また、本開示の収容部は、収容ボックス４７のようなボックス形状に限らず、置台９１等を上に載せた板状の部材でも良い。
また、収容ボックス４７は、工具センサ９３を備えなくとも良い。
また、治具９２を置台９１に取り付けても良い。この場合、移動装置９５は、治具９２と、治具９２に保持された工具Ｔの両方を昇降させる構成でも良い。
また、左側及び右側加工装置１１Ｌ，１１Ｒは、対向２軸の旋盤に限らず、平行２軸の旋盤でも良い。また、左側及び右側加工装置１１Ｌ，１１Ｒとしては、例えば、横型旋盤、正面旋盤、立型旋盤、マシニングセンタ、フライス盤、ボール盤など、様々な構成を採用できる。
また、収容ボックス４７は、工具センサ９３を備えなくとも良い。
また、治具９２を置台９１に取り付けても良い。この場合、移動装置９５は、治具９２と、治具９２に保持された工具Ｔの両方を昇降させる構成でも良い。
また、左側及び右側加工装置１１Ｌ，１１Ｒは、対向２軸の旋盤に限らず、平行２軸の旋盤でも良い。また、左側及び右側加工装置１１Ｌ，１１Ｒとしては、例えば、横型旋盤、正面旋盤、立型旋盤、マシニングセンタ、フライス盤、ボール盤など、様々な構成を採用できる。
【0080】
尚、本開示の範囲は、特許請求の範囲に記載された従属関係に限定されない。例えば、本明細書では、請求項７において「請求項１に記載の工作機械」を「請求項１～６の何れか１項に記載の工作機械」に変更した技術思想も開示されている。あるいは、本明細書では、請求項９において「請求項１又は請求項２に記載の工作機械」を「請求項１～８の何れか１項に記載の工作機械」に変更した技術思想も開示されている。
【符号の説明】
【0081】
１ 工作機械、２Ａ マガジンカバー（マガジン）、３ 操作盤（ユーザインタフェース）、１５ 制御装置、２１ 工具主軸装置、２５Ｂ ツールマガジン（マガジン）、２５ 自動工具交換装置、４１ 工具入替装置、４５ 取り外し装置、４７ 収容ボックス（収容部）、５２ ローラチェーン（搬送装置）、５３ サーボモータ（搬送装置）、５９ 工具保持具、８３ ロック機構、９２ 治具、９３ 工具センサ、９７ スライド部材、９８ スライド駆動源、Ｐ３ 取り出し位置（第２スライド位置）、Ｐ４ 排出位置（第１スライド位置）、Ｔ 工具、Ｔ１ 補充工具（工具）、Ｔ２ 寿命工具、Ｗ ワーク。
【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】