特開 2024-121610 工作機械、ブレーキ異常判断方法、及びコンピュータプログラム

(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】P2024121610

(43)【公開日】2024-09-06

(54)【発明の名称】工作機械、ブレーキ異常判断方法、及びコンピュータプログラム

(51)【国際特許分類】

   B23Q 3/155 20060101AFI20240830BHJP

   B23Q 11/08 20060101ALI20240830BHJP

   B23Q 17/00 20060101ALI20240830BHJP

   G05B 19/18 20060101ALI20240830BHJP

【ＦＩ】

B23Q3/155 F

B23Q11/08 Z

B23Q17/00 A

G05B19/18 W

G05B19/18 X

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023028804

(22)【出願日】2023-02-27

(71)【出願人】

【識別番号】000005267

【氏名又は名称】ブラザー工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114557

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 英仁

(74)【代理人】

【識別番号】100078868

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 登夫

(72)【発明者】

【氏名】石野 ちあき

(72)【発明者】

【氏名】倉橋 優伍

(72)【発明者】

【氏名】入江 武志

【テーマコード（参考）】

3C002

3C011

3C029

3C269

【Ｆターム（参考）】

3C002AA03

3C002BB07

3C002DD14

3C002HH01

3C002HH06

3C002KK04

3C002LL01

3C011DD02

3C029EE01

3C269AB01

3C269BB12

3C269CC02

3C269CC15

3C269MN07

3C269MN14

3C269MN16

3C269MN27

3C269PP02

(57)【要約】

【課題】ブレーキ試験を速やかに終えることができる工作機械、ブレーキ異常判断方法、及びコンピュータプログラムを提供する。
【解決手段】本開示に係る工作機械は、ワークを加工する為の工具を着脱可能に保持する主軸と、前記主軸に装着させる前記工具を保持可能な工具保持部が設けられた工具交換装置と、前記工具保持部が移動するように前記工具交換装置を駆動する第一モータと、前記第一モータの回転を制動する第一ブレーキと、前記第一ブレーキの異常の有無を判断する為に、前記第一ブレーキが作動した状態の前記第一モータに負荷をかける第一負荷付与試験を、前記ワークを加工する為の加工領域に前記主軸が位置する場合に行なう試験部とを備えることを特徴とする。
【選択図】図９

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークを加工する為の工具を着脱可能に保持する主軸と、
前記主軸に装着させる前記工具を保持可能な工具保持部が設けられた工具交換装置と、
前記工具保持部が移動するように前記工具交換装置を駆動する第一モータと、
前記第一モータの回転を制動する第一ブレーキと、
前記第一ブレーキの異常の有無を判断する為に、前記第一ブレーキが作動した状態の前記第一モータに負荷をかける第一負荷付与試験を、前記ワークを加工する為の加工領域に前記主軸が位置する場合に行なう試験部と
を備えることを特徴とする工作機械。

【請求項2】

前記試験部は、前記主軸に装着された前記工具を前記工具保持部との間で工具交換する為の工具交換領域に前記主軸が位置する場合にエラーを報知することを特徴とする請求項１に記載の工作機械。

【請求項3】

前記工具交換装置を覆い、開口を有するカバーと、
前記開口を開閉するシャッタと
を更に備え、
前記シャッタは工具交換時に前記開口を開放し、ワーク加工時に前記開口を閉鎖し、
前記試験部は前記第一負荷付与試験を前記シャッタが閉じている場合に行なうことを特徴とする請求項１又は２に記載の工作機械。

【請求項4】

前記主軸が移動する為の第二モータと、
前記第二モータの回転を制動する第二ブレーキと
を更に備え、
前記試験部は、前記第二ブレーキの異常の有無を判断する為に、前記加工領域に前記主軸が位置する場合に、前記第二ブレーキが作動した状態の前記第二モータに負荷をかける第二負荷付与試験を行なうことを特徴とする請求項１又は２に記載の工作機械。

【請求項5】

前記試験部は、前記第一負荷付与試験及び前記第二負荷付与試験をまとめて行なうことを特徴とする請求項４に記載の工作機械。

【請求項6】

前記試験部は、前記第一負荷付与試験及び前記第二負荷付与試験の終了後、前記第一ブレーキ及び前記第二ブレーキの異常の有無の判断をまとめて行なうことを特徴とする請求項５に記載の工作機械。

【請求項7】

前記ワークを固定する加工テーブルと、
前記加工テーブルを取り付けてある揺動台と、
前記揺動台が揺動する為の第三モータと、
前記第三モータの回転を制動する第三ブレーキと、
前記加工領域の所定位置への前記主軸の移動を命令する移動命令を受け付ける受付部と
を更に備え、
前記試験部は、前記第三ブレーキの異常の有無を判断する為に、前記第三ブレーキが作動した状態の前記第三モータに負荷をかける第三負荷付与試験を行ない、
前記受付部が前記移動命令を受け付けた場合の前記第一負荷付与試験、前記第二負荷付与試験、及び前記第三負荷付与試験の実行順は、前記受付部が前記移動命令を受け付けなかった場合の前記実行順とは異なることを特徴とする請求項４に記載の工作機械。

【請求項8】

前記受付部が前記移動命令を受け付けなかった場合、前記試験部は、前記第一負荷付与試験、前記第二負荷付与試験、及び前記第三負荷付与試験をまとめて行なうことを特徴とする請求項７に記載の工作機械。

【請求項9】

前記受付部が前記移動命令を受け付けなかった場合、前記試験部は、前記第一負荷付与試験、前記第二負荷付与試験、及び前記第三負荷付与試験の終了後、前記第一ブレーキ、前記第二ブレーキ、及び前記第三ブレーキの異常の有無の判断をまとめて行なうことを特徴とする請求項８に記載の工作機械。

【請求項10】

前記主軸が上下方向に交差する方向に移動する為の第四モータと、
前記主軸が前記所定位置に位置するか否かを判定する判定部と
を更に備え、
前記第一モータの駆動により、前記工具保持部が上下方向と交差する方向に延びる旋回軸を中心に回転移動し、
前記第二モータの駆動により、前記主軸が上下方向に移動し、
前記受付部が前記移動命令を受け付けた場合、前記試験部は、
前記第一負荷付与試験及び前記第二負荷付与試験をまとめて行ない、
前記第一負荷付与試験及び前記第二負荷付与試験の終了後、前記判定部が、前記主軸が前記所定位置に位置しないと判定したときに、前記主軸が前記所定位置に移動するよう前記第二モータ又は前記第四モータの動作を制御し、
前記第一負荷付与試験及び前記第二負荷付与試験の終了後、前記判定部が、前記主軸が前記所定位置に位置すると判定したときに前記第三負荷付与試験を行なうことを特徴とする請求項７に記載の工作機械。

【請求項11】

前記受付部が前記移動命令を受け付けた場合、前記試験部は、前記第三負荷付与試験の終了後、前記第一ブレーキ、前記第二ブレーキ、及び前記第三ブレーキの異常の有無の判断をまとめて行なうことを特徴とする請求項１０に記載の工作機械。

【請求項12】

前記主軸の軸方向は水平方向であることを特徴とする請求項１又は２に記載の工作機械。

【請求項13】

ワークを加工する為の工具を着脱可能に保持する主軸に装着させる前記工具を保持可能な工具保持部が移動するように、前記工具保持部が設けられた工具交換装置を駆動するモータの回転を制動するブレーキの異常の有無を判断する為に、前記ブレーキが作動した状態の前記モータに負荷をかける負荷付与試験を、前記ワークを加工する為の加工領域に前記主軸が位置する場合に行なうことを特徴とするブレーキ異常判断方法。

【請求項14】

ワークを加工する為の工具を着脱可能に保持する主軸に装着させる前記工具を保持可能な工具保持部が移動するように、前記工具保持部が設けられた工具交換装置を駆動するモータの回転を制動するブレーキの異常の有無を判断する為に、前記ブレーキが作動した状態の前記モータに負荷をかける負荷付与試験を、前記ワークを加工する為の加工領域に前記主軸が位置する場合に行なう
処理をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、工作機械、ブレーキ異常判断方法、及びコンピュータプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に記載の工作機械は主軸及び工具マガジン（工具交換装置）を備える。
主軸は工具を着脱可能に保持し、上下前後左右に移動可能である。ワークを加工する為の加工領域にて、主軸が保持した工具はワークを加工する。
工具マガジンは複数の工具保持部を備える。各工具保持部は工具を保持可能であり、マガジンモータが工具マガジンを駆動することにより、所定の経路を循環移動する。工具を交換する為の工具交換領域にて、主軸が保持した工具を一の工具保持部に装着し、他の工具保持部が保持した工具を主軸に装着することにより、工具の交換が成立する。

【0003】

マガジンモータの停止中にブレーキがマガジンモータの回転を制動することにより、工具保持部は確実に静止する。ブレーキの異常によって工具保持部が位置ずれすることを防ぐ為に、工作機械はブレーキの異常の有無を判断するブレーキ試験を行なう。ブレーキ試験では、工作機械はブレーキが作動した状態でマガジンモータに負荷をかけ、マガジンモータの回転量が許容範囲以内であるか否かを判定する。マガジンモータの回転量が許容範囲から外れた場合、ブレーキに異常があるので、工作機械は使用者にエラーを報知する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９－６７１５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載の工作機械の場合、主軸が工具交換領域に移動した後でマガジンモータに負荷をかけるので、ブレーキ試験を速やかに終えることができない。

【0006】

本開示の目的は、ブレーキ試験を速やかに終えることができる工作機械、ブレーキ異常判断方法、及びコンピュータプログラムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示に係る工作機械は、ワークを加工する為の工具を着脱可能に保持する主軸と、前記主軸に装着させる前記工具を保持可能な工具保持部が設けられた工具交換装置と、前記工具保持部が移動するように前記工具交換装置を駆動する第一モータと、前記第一モータの回転を制動する第一ブレーキと、前記第一ブレーキの異常の有無を判断する為に、前記第一ブレーキが作動した状態の前記第一モータに負荷をかける第一負荷付与試験を、前記ワークを加工する為の加工領域に前記主軸が位置する場合に行なう試験部とを備えることを特徴とする。

【0008】

本開示にあっては、ワークを加工する為の工具を主軸が着脱可能に保持する。工具交換装置には工具保持部が設けられる。工具保持部は、主軸に装着させる工具を保持可能である。第一モータは、工具保持部が移動するように工具交換装置を駆動する。第一ブレーキは第一モータの回転を制動する。
試験部は、第一ブレーキの異常の有無を判断する為に、主軸が加工領域に位置する場合に第一負荷付与試験を行なう。第一負荷付与試験では、試験部は、第一ブレーキが第一モータの回転を制動した状態の第一モータに負荷をかける。

【0009】

加工領域はワークを加工する為の領域なので、加工領域に位置する主軸は工具保持部から離れた位置にある。故に、工具保持部、主軸、及び工具が干渉し合う虞はない。
加工領域に位置する主軸が加工領域の外側の領域まで移動する必要がないので、主軸の移動時間を短縮することができる。故に、ブレーキ試験を速やかに終えることができる。

【0010】

本開示に係る工作機械は、前記試験部は、前記主軸に装着された前記工具を前記工具保持部との間で工具交換する為の工具交換領域に前記主軸が位置する場合にエラーを報知することを特徴とする。

【0011】

本開示にあっては、主軸が工具交換領域に位置する場合、試験部がエラーを報知する。試験部は例えば第一負荷付与試験の実行前に主軸の現在地を求め、現在地が工具交換領域であればエラーを報知する。
工具交換領域は、主軸に装着された工具を工具保持部との間で工具交換する為の領域なので、工具交換領域に位置する主軸は工具保持部に近い位置にある。また、工具交換領域は空間的な余裕に乏しいことがある。使用者に対するエラーの報知により、望ましくない状況下でのブレーキ試験の実行を防止することができる。

【0012】

本開示に係る工作機械は、前記工具交換装置を覆い、開口を有するカバーと、前記開口を開閉するシャッタとを更に備え、前記シャッタは工具交換時に前記開口を開放し、ワーク加工時に前記開口を閉鎖し、前記試験部は前記第一負荷付与試験を前記シャッタが閉じている場合に行なうことを特徴とする。

【0013】

本開示にあっては、工具交換装置をカバーが覆い、カバーが有する開口をシャッタが開閉する。シャッタはカバーの開口を工具交換時に開放し、ワーク加工時に閉鎖する。故に、主軸が加工領域に位置する場合、シャッタは閉じている可能性が大きい。
試験部は第一負荷付与試験をシャッタが閉じている場合に行なう。即ち、閉じているシャッタをブレーキ試験の為に開く必要がなく、開いたシャッタを再び閉じる必要もない。故に、ブレーキ試験を速やかに終えることができる。

【0014】

本開示に係る工作機械は、前記主軸が移動する為の第二モータと、前記第二モータの回転を制動する第二ブレーキとを更に備え、前記試験部は、前記第二ブレーキの異常の有無を判断する為に、前記加工領域に前記主軸が位置する場合に、前記第二ブレーキが作動した状態の前記第二モータに負荷をかける第二負荷付与試験を行なうことを特徴とする。

【0015】

本開示にあっては、第二モータが駆動することにより主軸が移動する。第二ブレーキは第二モータの回転を制動する。
試験部は、第二ブレーキの異常の有無を判断する為に、主軸が加工領域に位置する場合に第二負荷付与試験を行なう。第二負荷付与試験では、試験部は、第二ブレーキが第二モータの回転を制動した状態の第二モータに負荷をかける。第二負荷付与試験の終了後、試験部は第二ブレーキの異常の有無を判断することができる。

【0016】

工作機械の構成によっては、主軸が位置ずれした場合、位置ずれした主軸を、使用者が元の位置に戻す必要がある。このとき、主軸の周囲に空間的な余裕がないと、位置ずれした主軸を元の位置に戻す作業が難化することが懸念される。
加工領域はワークを加工する為の領域なので、工具交換領域に比べて加工領域の空間的な余裕は大きい。故に、第二負荷付与試験の結果、負荷に起因する第二モータの回転により主軸が位置ずれしたとしても、位置ずれした主軸を元の位置に戻す際に主軸又は主軸が保持した工具が他部材に干渉する可能性が低い。従って、位置ずれした主軸を元の位置に戻す作業が容易なので、ブレーキ試験後の原状復帰を簡単に行なうことができる。

【0017】

本開示に係る工作機械は、前記試験部は、前記第一負荷付与試験及び前記第二負荷付与試験をまとめて行なうことを特徴とする。

【0018】

本開示にあっては、試験部が第一負荷付与試験及び第二負荷付与試験をまとめて行なうので、ブレーキ試験を速やかに終えることができる。
ここで、複数の負荷付与試験をまとめて行なうこととは、例えば複数の負荷付与試験を並行して行なうこと、又は、一の負荷付与試験と他の負荷付与試験との間に他の作業を行なうことなく複数の負荷付与試験を順に行なうことである。

【0019】

本開示に係る工作機械は、前記試験部は、前記第一負荷付与試験及び前記第二負荷付与試験の終了後、前記第一ブレーキ及び前記第二ブレーキの異常の有無の判断をまとめて行なうことを特徴とする。

【0020】

本開示にあっては、第一負荷付与試験及び第二負荷付与試験の終了後、試験部が第一ブレーキ及び第二ブレーキの異常の有無の判断をまとめて行なうので、ブレーキ試験を速やかに終えることができる。
ここで、複数のブレーキの異常の有無の判断をまとめて行なうこととは、例えば負荷付与試験による各モータの回転量が所定の許容範囲以内であるか否かの判定を並行して又は連続して行なうことである。

【0021】

本開示に係る工作機械は、前記ワークを固定する加工テーブルと、前記加工テーブルを取り付けてある揺動台と、前記揺動台が揺動する為の第三モータと、前記第三モータの回転を制動する第三ブレーキと、前記加工領域の所定位置への前記主軸の移動を命令する移動命令を受け付ける受付部とを更に備え、前記試験部は、前記第三ブレーキの異常の有無を判断する為に、前記第三ブレーキが作動した状態の前記第三モータに負荷をかける第三負荷付与試験を行ない、前記受付部が前記移動命令を受け付けた場合の前記第一負荷付与試験、前記第二負荷付与試験、及び前記第三負荷付与試験の実行順は、前記受付部が前記移動命令を受け付けなかった場合の前記実行順とは異なることを特徴とする。

【0022】

本開示にあっては、加工テーブルがワークを固定する。加工テーブルは揺動台に取り付けてある。第三モータが駆動することにより揺動台が揺動する。第三ブレーキは第三モータの回転を制動する。
試験部は、第三ブレーキの異常の有無を判断する為に第三負荷付与試験を行なう。第三負荷付与試験では、試験部は、第三ブレーキが第三モータの回転を制動した状態の第三モータに負荷をかける。

【0023】

第三負荷付与試験の結果、負荷に起因する第三モータの回転により揺動台が位置ずれすることがある。揺動台が位置ずれした場合、加工テーブル（及び加工テーブル上のワーク）も位置ずれする。
主軸が保持した工具は、加工テーブル上のワークを加工するので、少なくとも加工テーブル上のワークは加工領域に位置する。加工テーブルは揺動台に取り付けてあるので、加工領域に位置する主軸が加工テーブル上のワークに近いところにあると、第三負荷付与試験の結果として位置ずれした揺動台、加工テーブル、又は加工テーブル上のワークが、主軸に干渉する虞がある。

【0024】

受付部は、加工領域の所定位置への主軸の移動の移動命令を受け付ける。この所定位置は、揺動台、加工テーブル、及びワークと主軸との干渉が起きない位置であることが望ましい。
例えば使用者が所定位置への主軸の移動の要否を判断し、必要であれば移動命令を受付部に与える。受付部が移動命令を受け付けた場合、前述の干渉が起きる虞があり、受付部が移動命令を受け付けなかった場合、前述の干渉が起きる虞がない。故に、受付部が移動命令を受け付けた場合と受け付けなかった場合とで第一負荷付与試験、第二負荷付与試験、及び第三負荷付与試験の実行順を変えることで、前述の干渉が起きることを効果的に防止することができる。

【0025】

本開示に係る工作機械は、前記受付部が前記移動命令を受け付けなかった場合、前記試験部は、前記第一負荷付与試験、前記第二負荷付与試験、及び前記第三負荷付与試験をまとめて行なうことを特徴とする。

【0026】

本開示にあっては、受付部が移動命令を受け付けなかった場合、試験部が第一負荷付与試験、第二負荷付与試験、及び第三負荷付与試験をまとめて行なう。
受付部が移動命令を受け付けなかったので前述の干渉が起きる虞がない。故に、ブレーキ試験の為に主軸の所定位置への移動を行なう必要がない。
以上の結果、ブレーキ試験を速やかに終えることができる。

【0027】

本開示に係る工作機械は、前記受付部が前記移動命令を受け付けなかった場合、前記試験部は、前記第一負荷付与試験、前記第二負荷付与試験、及び前記第三負荷付与試験の終了後、前記第一ブレーキ、前記第二ブレーキ、及び前記第三ブレーキの異常の有無の判断をまとめて行なうことを特徴とする。

【0028】

本開示にあっては、受付部が移動命令を受け付けなかった場合、第一負荷付与試験、第二負荷付与試験、及び第三負荷付与試験の終了後、試験部が第一ブレーキ、第二ブレーキ、及び第三ブレーキの異常の有無の判断をまとめて行なう。故に、ブレーキ試験を速やかに終えることができる。

【0029】

本開示に係る工作機械は、前記主軸が上下方向に交差する方向に移動する為の第四モータと、前記主軸が前記所定位置に位置するか否かを判定する判定部とを更に備え、前記第一モータの駆動により、前記工具保持部が上下方向と交差する方向に延びる旋回軸を中心に回転移動し、前記第二モータの駆動により、前記主軸が上下方向に移動し、前記受付部が前記移動命令を受け付けた場合、前記試験部は、前記第一負荷付与試験及び前記第二負荷付与試験をまとめて行ない、前記第一負荷付与試験及び前記第二負荷付与試験の終了後、前記判定部が、前記主軸が前記所定位置に位置しないと判定したときに、前記主軸が前記所定位置に移動するよう前記第二モータ又は前記第四モータの動作を制御し、前記第一負荷付与試験及び前記第二負荷付与試験の終了後、前記判定部が、前記主軸が前記所定位置に位置すると判定したときに前記第三負荷付与試験を行なうことを特徴とする。

【0030】

本開示にあっては、第一モータが工具交換装置を駆動することにより、工具保持部が旋回軸を中心に回転移動する。旋回軸は上下方向と交差する方向に延びるので、工具保持部は旋回軸を中心とする回転移動により上下方向の位置が変わる。故に、ブレーキに異常がある場合、重力の作用により工具保持部が位置ずれしやすい。同様に、主軸は第二モータの駆動により上下方向に移動するので、ブレーキに異常がある場合に位置ずれしやすい。以上のことから、第一負荷付与試験及び第二負荷付与試験は特に重要である。
ところで、主軸は第四モータの駆動により上下方向に交差する方向に移動する。判定部は主軸が所定位置にあるか否かを判定する。

【0031】

受付部が移動命令を受け付けた場合、試験部は第一負荷付与試験及び第二負荷付与試験をまとめて行なう。これらの実行時には第三負荷付与試験を行なわないので、前述の干渉が起きる虞はない。故に、主軸の所定位置への移動を行なう必要がない。つまり、特に重要なブレーキに関する複数の負荷付与試験をまとめて優先的に行なうので、ブレーキ試験を速やかに終えることができる。

【0032】

第一負荷付与試験及び第二負荷付与試験の終了後、主軸が所定位置に位置しないと判定部が判定した場合に、試験部は、主軸が所定位置に移動するよう第二モータ又は第四モータの動作を制御する。第一負荷付与試験及び第二負荷付与試験の終了後、主軸が所定位置に位置すると判定部が判定した場合に、試験部は、第三負荷付与試験を行なう。即ち、第三負荷付与試験の実行前に主軸が所定位置に位置しない場合は主軸が所定位置に移動する。以上の結果、前述の干渉が起きることを防止することができる。

【0033】

本開示に係る工作機械は、前記受付部が前記移動命令を受け付けた場合、前記試験部は、前記第三負荷付与試験の終了後、前記第一ブレーキ、前記第二ブレーキ、及び前記第三ブレーキの異常の有無の判断をまとめて行なうことを特徴とする。

【0034】

本開示にあっては、受付部が移動命令を受け付けた場合、第三負荷付与試験の終了後、試験部が第一ブレーキ、第二ブレーキ、及び第三ブレーキの異常の有無の判断をまとめて行なうので、ブレーキ試験を速やかに終えることができる。

【0035】

本開示に係る工作機械は、前記主軸の軸方向は水平方向であることを特徴とする。

【0036】

本開示にあっては、主軸の軸方向が水平方向である。つまり、本開示に係る工作機械は、いわゆる横形の工作機械である。

【0037】

本開示に係るブレーキ異常判断方法は、ワークを加工する為の工具を着脱可能に保持する主軸に装着させる前記工具を保持可能な工具保持部が移動するように、前記工具保持部が設けられた工具交換装置を駆動するモータの回転を制動するブレーキの異常の有無を判断する為に、前記ブレーキが作動した状態の前記モータに負荷をかける負荷付与試験を、前記ワークを加工する為の加工領域に前記主軸が位置する場合に行なうことを特徴とする。

【0038】

本開示にあっては、主軸、工具交換装置、モータ、及びブレーキを備える装置にて、主軸が加工領域に位置する場合に負荷付与試験を行なうことができる。故に、ブレーキ試験を速やかに終えることができる。

【0039】

本開示に係るコンピュータプログラムは、ワークを加工する為の工具を着脱可能に保持する主軸に装着させる前記工具を保持可能な工具保持部が移動するように、前記工具保持部が設けられた工具交換装置を駆動するモータの回転を制動するブレーキの異常の有無を判断する為に、前記ブレーキが作動した状態の前記モータに負荷をかける負荷付与試験を、前記ワークを加工する為の加工領域に前記主軸が位置する場合に行なう処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。

【0040】

上記コンピュータプログラムが記憶された、コンピュータによって読取可能な記憶媒体も新規で有用である。

【0041】

本開示にあっては、主軸、工具交換装置、モータ、及びブレーキを備える装置にて、コンピュータが前述の処理を実行することにより、本開示に係るブレーキ異常判断方法を実現することができる。

【発明の効果】

【0042】

本開示の工作機械、ブレーキ異常判断方法、及びコンピュータプログラムによれば、ブレーキ試験を速やかに終えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0043】

【図1】実施の形態に係る工作機械を上方前側から見た斜視図である。

【図2】工作機械を下方前側から見た斜視図である。

【図3】工作機械を上方後側から見た斜視図である。

【図4】工作機械の右側面図である。

【図5】工作機械の拡大斜視図である。

【図6】工具交換時の主軸の動作（加工領域から工具交換領域へ）を示す説明図である。

【図7】工具交換時の主軸の動作（工具交換領域から加工領域へ）を示す説明図である。

【図8】工作機械の制御系の構成を示すブロック図である。

【図9】工作機械が実行するブレーキ異常判断処理の手順を示すフローチャートである。

【図10】工作機械が実行するブレーキ異常判断処理の手順を示すフローチャートである。

【図11】工作機械が実行するブレーキ異常判断処理の手順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】

【0044】

以下、本開示の実施の形態について説明する。以下の説明では、図において矢符で示す上下、前後、及び左右を使用する。また、実施の形態に記載する「ＮＣ」とは「Numerical Control 」の略称である。

【0045】

図１は実施の形態に係る工作機械１を上方前側から見た斜視図である。
工作機械１は基台１０を備える。基台１０は、例えば鉄製であり、工場の床に設置してある。基台１０は平面視矩形状をなす。
工作機械１のＸ軸方向は基台１０の上面の短辺に沿い、左右方向に対応する。工作機械１のＹ軸方向は上下方向に対応する。工作機械１のＺ軸方向は基台１０の上面の長辺に沿い、前後方向に対応する。

【0046】

図２は工作機械１を下方前側から見た斜視図である。
図３は工作機械１を上方後側から見た斜視図である。
図４は工作機械１の右側面図である。
図１～図４に示す如く工作機械１はＸ軸移動機構１１、Ｚ軸移動機構１２、及びＹ軸移動機構１３を備える。
Ｘ軸移動機構１１は基台１０の上面の後部に設けてある。Ｘ軸移動機構１１は移動体１１１を有する。移動体１１１は、左右方向に延びる不図示のガイドレールに沿って移動可能である。
Ｚ軸移動機構１２は移動体１１１の上部に設けてある。Ｚ軸移動機構１２はコラム１２１を有する。コラム１２１は上下に延びる柱状をなし、前後方向に延びる不図示のガイドレールに沿って移動可能である。
コラム１２１は、コラム１２１を前後に貫通する貫通口１２２を有する（図３参照）。貫通口１２２は上下に長い矩形状をなす。

【0047】

工作機械１は主軸ヘッド２を備える。主軸ヘッド２は貫通口１２２を前後に貫通する柱状をなす。主軸ヘッド２の前端部は貫通口１２２から前方に突出しており、主軸ヘッド２の後端部は貫通口１２２から後方に突出している。
Ｙ軸移動機構１３はコラム１２１の前面に設けてあり、主軸ヘッド２を、上下方向に延びる不図示のガイドレールに沿って移動可能に支持する。

【0048】

工作機械１はワーク支持装置１４を備える。ワーク支持装置１４は基台１０の上面の前部に設けてある。図１に示す如くワーク支持装置１４は揺動台１４１及び加工テーブル１４２を備える。

【0049】

揺動台１４１は、左右方向に延びる不図示の揺動軸（以下、Ａ軸という）を中心に揺動可能である。加工テーブル１４２は、不図示の治具を用いてワークＷを固定する固定面１４ａを有する。固定面１４ａはＡ軸に平行をなし、Ａ軸を中心とする揺動台１４１の揺動により、水平面に対する固定面１４ａの傾斜が変化する。固定面１４ａが鉛直又は下向きになることはない。加工テーブル１４２は、固定面１４ａに垂直な不図示の回転軸を中心に回転可能に揺動台１４１に取り付けてある。ワーク支持装置１４は加工テーブル１４２を駆動するモータを更に備えるが、これに関する詳述は省略する。

【0050】

図１～図３に示す如く基台１０の上面の左右両端部に各１本の前側支柱１０１が立設してある。前側支柱１０１の前後方向の位置はワーク支持装置１４よりも後側、且つコラム１２１よりも前側である（図４参照）。前側支柱１０１の上部の上下方向の位置は主軸ヘッド２よりも上側である。２本の前側支柱１０１の上部同士を、左右方向に延びる連結部１０２が連結している（図３参照）。

【0051】

図１～図４に示す如く工作機械１は箱状のカバー３１を備える。カバー３１は連結部１０２の前面に固定してある。図２に示す如くカバー３１は開口３１１を有する。開口３１１はカバー３１の底壁３１ａから後壁にわたる（後述の図６及び図７参照）。
工作機械１はシャッタ３２を備える。シャッタ３２は開口３１１を開閉可能である。カバー３１の内側には、シャッタ３２が開閉するようシャッタ３２を駆動するアクチュエータ（例えばエアシリンダ）があるが、これに関する詳述は省略する。

【0052】

図５は工作機械１の拡大斜視図である。図５には、カバー３１を省略した状態の連結部１０２の近傍の構成が示してある。
主軸ヘッド２は、後端部に主軸モータ２１を有し（図１～図４参照）、前端部に主軸２２を有する。主軸２２は主軸ヘッド２の移動に伴って移動する。主軸２２は軸周りに回転可能である。主軸モータ２１は、主軸２２が回転するように、主軸２２を駆動する。主軸２２の軸方向は前後方向に沿う。
本実施の形態に係る工作機械１は、主軸２２が前後方向に延び、コラム１２１が前後左右方向に移動するコラムトラバース構造である横形の工作機械である。

【0053】

図６及び図７は工具交換時の主軸２２の動作を示す説明図である。
主軸２２は、ワークＷを加工する為の工具Ｔを着脱可能に保持する。工具Ｔは、例えば棒状をなし、先端部に切削用の刃を有する工具本体と、工具本体の基端部を保持するホルダとを有する。主軸２２は、工具Ｔのホルダが進入可能な穴２２１を有し、主軸２２の穴２２１は主軸ヘッド２の前端にて前向きに開口している。主軸２２は、主軸２２の穴２２１に主軸２２の前側から主軸２２に相対的に進入した工具Ｔのホルダを保持する。主軸２２が保持した工具Ｔは、主軸２２の回転に伴って回転する。一方、工具Ｔから主軸２２が相対的に後進することにより、工具Ｔは主軸２２から外れる。

【0054】

工作機械１は工具交換装置４を備え、カバー３１は工具交換装置４を覆っている。
図５に示す如く工具交換装置４は工具マガジン４１及びＭ軸モータ４２（第一モータ）を備える。工具マガジン４１はマガジンベース４１１と複数のグリップアーム４１２（工具保持部）とを備える。各グリップアーム４１２は工具Ｔを着脱可能に保持する。

【0055】

マガジンベース４１１は円盤状をなし、軸方向が前後方向に沿う。複数のグリップアーム４１２はマガジンベース４１１の外周部に等配してあり、マガジンベース４１１の径方向外側に向けて放射状に延びる。工具マガジン４１はマガジンベース４１１の中心位置に不図示の旋回軸（以下、Ｍ軸という）を有する。Ｍ軸は前後方向に延び、連結部１０２の左右方向の中心に位置している。連結部１０２は、マガジンベース４１１がＭ軸を中心に周方向に回転可能に、マガジンベース４１１を支持している。

【0056】

Ｍ軸モータ４２は、マガジンベース４１１がＭ軸を中心に周方向に回転するように、マガジンベース４１１を駆動する。マガジンベース４１１の回転に伴い、複数のグリップアーム４１２（及びグリップアーム４１２が保持した工具Ｔ）夫々はＭ軸を中心に周方向に回転移動（旋回）する。

【0057】

図６及び図７に示す如くカバー３１の開口３１１の少なくとも一部は、マガジンベース４１１の最下部（以下、工具交換位置という）にあるグリップアーム４１２の直下にある。図６及び図７夫々には工具交換位置にあるグリップアーム４１２のみが図示してある。工具交換位置にあるグリップアーム４１２の先端部は下向きである。
グリップアーム４１２の先端部が下向きの場合に、グリップアーム４１２の先端部に工具Ｔを上向きに装着することにより、グリップアーム４１２は工具Ｔを保持する。グリップアーム４１２の先端部が下向きの場合に、グリップアーム４１２が保持している工具Ｔを下向きに引っ張ることにより、工具Ｔはグリップアーム４１２から外れる。

【0058】

加工テーブル１４２に固定したワークＷを加工する為の領域を加工領域ＡＷという。図４、図６、及び図７に示す如く、加工領域ＡＷはカバー３１の底壁３１ａの下面よりも下側の領域である。加工領域ＡＷに位置する主軸２２が保持した工具Ｔが、ワークＷを加工する。
主軸２２とグリップアーム４１２との間で工具交換する為の領域を工具交換領域ＡＴという。工具交換領域ＡＴは、カバー３１の底壁３１ａの下面よりも上側の領域であり、カバー３１の内部空間の下部を含む。工具交換領域ＡＴは、平面視において加工領域ＡＷの左右方向の中央部に位置し、側面視において加工領域ＡＷの後部（少なくとも加工テーブル１４２よりも後側の部分）に位置している。

【0059】

シャッタ３２が開くことにより、開口３１１を介して加工領域ＡＷと工具交換領域ＡＴとが互いに連通する。
工具交換は、工具交換領域ＡＴに位置する主軸２２と、工具交換位置にあるグリップアーム４１２との間で成立する。主軸２２が保持した工具Ｔを、工具Ｔを保持していないグリップアーム４１２に装着し、グリップアーム４１２が保持した工具Ｔを、工具Ｔを保持していない主軸２２に装着することにより、工具交換が完了する。

【0060】

主軸２２が保持した工具Ｔによる加工が終了した場合、主軸２２は、工具交換の為、加工領域ＡＷから開口３１１を通って工具交換領域ＡＴに移動し、工具交換の後、工具交換領域ＡＴから開口３１１を通って加工領域ＡＷに移動する。

【0061】

例えば主軸２２は図６に示す如く後進によってワークＷから十分に離れ、後進及び上昇によってカバー３１の開口３１１に移動する。開口３１１に位置した主軸２２は、上昇によって工具交換領域ＡＴに進入し、工具交換位置にあるグリップアーム４１２に近づく。工具交換位置には、工具Ｔを保持していないグリップアーム４１２が予め配してある。上昇した主軸２２は、保持した工具Ｔを工具交換位置にあるグリップアーム４１２に装着する。グリップアーム４１２が工具Ｔを保持した後で、主軸２２は後進する。主軸２２の後進により、主軸２２から工具Ｔが外れると共に、主軸２２が工具マガジン４１から十分に離れる。

【0062】

主軸２２から工具Ｔが外れた後でグリップアーム４１２が旋回し、次に使用すべき工具Ｔを保持したグリップアーム４１２が工具交換位置に移動する。
主軸２２は、図７に示す如く前進によって工具交換位置にあるグリップアーム４１２に近づく。主軸２２の前進により、グリップアーム４１２が保持した工具Ｔは主軸２２の穴２２１に進入する。主軸２２が工具Ｔを保持した後で、主軸２２は下降によってグリップアーム４１２から工具Ｔを取り外し、カバー３１の開口３１１に移動する。開口３１１に位置した主軸２２は、下降及び前進によって加工領域ＡＷに進入してワークＷの後方に位置し、更に前進によってワークＷに近づく。

【0063】

主軸２２のワークＷへの接近後、主軸２２が保持した工具ＴでのワークＷの加工が始まる。
シャッタ３２は工具交換時に開口３１１を開放し、ワークＷの加工時に開口３１１を閉鎖する。更に詳細には、シャッタ３２は、主軸２２が工具交換の為に加工領域ＡＷから工具交換領域ＡＴに移動する場合に開口３１１を開放し、主軸２２がワークＷの加工の為に工具交換領域ＡＴから加工領域ＡＷに移動した場合に開口３１１を閉鎖する。シャッタ３２が閉じることにより、工具交換領域ＡＴと加工領域ＡＷとの連通が絶たれ、カバー３１及びシャッタ３２は工具交換装置４及びグリップアーム４１２が保持した工具ＴをワークＷの加工中に飛散する切削液及び切粉等から保護する。

【0064】

工具交換時には主軸２２が一定の経路で移動するので工具交換領域ＡＴには空間的な余裕を設ける必要がない。工具交換領域ＡＴの広さを最小限にすることにより、工作機械１の小型化を図ることができる。

【0065】

図１～図４に示す如く基台１０の後部から２本の後側支柱１０３夫々が上向きに延びる。２本の後側支柱１０３は互いに左右方向に離隔している。
工作機械１は制御装置５を備える。制御装置５は２本の後側支柱１０３夫々の上部に固定してある。

【0066】

図８は工作機械１の制御系の構成を示すブロック図である。
制御装置５は、制御部５１、揮発性の主記憶部５２、及び不揮発性の補助記憶部５３を備える。
制御部５１は、ＣＰＵ、ＭＰＵ、又はＧＰＵ等の１又は複数のプロセッサを有する。制御部５１は例えば不図示のバスを介して主記憶部５２及び補助記憶部５３に接続してある。制御部５１は主記憶部５２を作業領域として用い、補助記憶部５３が記憶しているコンピュータプログラム５ａ（プログラム製品）に従って、各種の演算処理及び制御処理等を実行する。
主記憶部５２は、例えばＲＡＭである。

【0067】

補助記憶部５３は、ＥＥＰＲＯＭ、ＦｌａｓｈＲＯＭ、ハードディスク等の記録媒体を有する。補助記憶部５３は、ワークＷを加工する為のＮＣプログラム、ブレーキ試験を行なう為のプログラム等を含むコンピュータプログラム５ａを記憶する。補助記憶部５３が記憶するコンピュータプログラム５ａは、例えばネットワークを介してサーバからダウンロードしたものでもよく、可搬型記録媒体５０（ＣＤ－ＲＯＭ又はフラッシュメモリ等）から読み取ったものでもよい。なお、補助記憶部５３が可搬型記録媒体５０を有してもよい。この場合、制御部５１は、可搬型記録媒体５０からコンピュータプログラム５ａを読み出して実行する。

【0068】

工作機械１は操作パネル６を備える。
操作パネル６は、情報を表示する表示部、及び、使用者が工作機械１に対して所定の命令を入力する場合に操作する操作部を有する。制御部５１は操作パネル６を制御することにより、所定の情報（例えばエラーメッセージ）を操作パネル６の表示部に表示する。使用者が操作パネル６の操作部を操作することにより、制御部５１は所定の命令（例えば後述の移動命令）を受け取る。

【0069】

工作機械１は、Ｘ軸モータ１１２（第四モータ）、Ｚ軸モータ１２３（第四モータ）、Ｙ軸モータ１３１（第二モータ）、及びＡ軸モータ１４３（第三モータ）を備える。
Ｘ軸モータ１１２はＸ軸移動機構１１を構成し、Ｘ軸モータ１１２が駆動することにより移動体１１１が左右に移動する。Ｘ軸モータ１１２は不図示のボールねじを介して移動体１１１を駆動する。Ｚ軸モータ１２３はＺ軸移動機構１２を構成し、Ｚ軸モータ１２３が駆動することによりコラム１２１が前後に移動する。Ｚ軸モータ１２３は不図示のボールねじを介してコラム１２１を駆動する。Ｙ軸モータ１３１はＹ軸移動機構１３を構成し、Ｙ軸モータ１３１が駆動することにより主軸ヘッド２が上下に移動する。Ｙ軸モータ１３１は不図示のボールねじを介して主軸ヘッド２を駆動する。
Ａ軸モータ１４３はワーク支持装置１４を構成し、Ａ軸モータ１４３が揺動台１４１を駆動することにより、揺動台１４１がＡ軸を中心に周方向に揺動する。

【0070】

Ｘ軸モータ１１２の駆動により移動体１１１が左右に移動し、Ｚ軸モータ１２３の駆動によりコラム１２１が前後に移動し、Ｙ軸モータ１３１の駆動により主軸ヘッド２が上下に移動する。この結果、主軸２２（及び主軸２２が保持した工具Ｔ）は上下前後左右に移動する。
Ａ軸モータ１４３の駆動により揺動台１４１が揺動することにより、加工テーブル１４２が固定したワークＷの傾斜角度が変化する。

【0071】

Ｍ軸モータ４２の駆動により、Ｍ軸を中心としてマガジンベース４１１が回転（及び各グリップアーム４１２が旋回）し、工具Ｔを保持していないグリップアーム４１２又は所定の工具Ｔを保持したグリップアーム４１２が工具交換位置に移る。

【0072】

Ｍ軸モータ４２は、Ｍ軸モータ４２の回転を制動するブレーキ４２１（第一ブレーキ）を有する。Ｍ軸モータ４２の停止中にブレーキ４２１が作動することにより、ブレーキ４２１に異常がなければ、グリップアーム４１２（及びグリップアーム４１２が保持した工具Ｔ）は確実に静止し、旋回方向に位置ずれすることはない。
Ｙ軸モータ１３１は、Ｙ軸モータ１３１の回転を制動するブレーキ１３２（第二ブレーキ）を有する。Ｙ軸モータ１３１の停止中にブレーキ１３２が作動することにより、ブレーキ１３２に異常がなければ、少なくとも上下方向について主軸２２（及び主軸２２が保持した工具Ｔ）は確実に静止し、上下方向に位置ずれすることはない。

【0073】

Ａ軸モータ１４３は、Ａ軸モータ１４３の回転を制動するブレーキ１４４（第三ブレーキ）を有する。Ａ軸モータ１４３の停止中にブレーキ１４４が作動することにより、ブレーキ１４４に異常がなければ、揺動台１４１（と揺動台１４１が直接的又は間接的に固定した加工テーブル１４２及びワークＷと）が確実に静止し、揺動方向に位置ずれすることはない。
Ｘ軸モータ１１２、Ｚ軸モータ１２３、及び主軸モータ２１夫々もブレーキを有するが、これらのブレーキについての詳述は省略する。
なお、各モータとブレーキとは別体でもよい。

【0074】

制御部５１は、Ｘ軸モータ１１２、Ｚ軸モータ１２３、Ｙ軸モータ１３１、Ａ軸モータ１４３、主軸モータ２１、Ｍ軸モータ４２、及びブレーキ１３２，１４４，４２１夫々の動作を制御する。

【0075】

工具マガジン４１のＭ軸は非鉛直方向に延びるので、Ｍ軸を中心に旋回するグリップアーム４１２の上下方向の位置は変化する。Ｍ軸モータ４２のブレーキ４２１に異常がある場合、グリップアーム４１２（又はグリップアーム４１２及び工具Ｔ）の自重により、グリップアーム４１２がマガジンベース４１１の周方向に沿って下向きに位置ずれする虞がある。
ブレーキ４２１の異常によってグリップアーム４１２が位置ずれすることを防ぐ為に、制御部５１はブレーキ４２１の異常の有無を判断する第一のブレーキ試験を行なう。

【0076】

第一のブレーキ試験では、制御部５１はブレーキ４２１が作動した状態のＭ軸モータ４２に所定の負荷をかける第一負荷付与試験を行なう。つまり、制御部５１はブレーキ４２１がＭ軸モータ４２の回転を制動している状態で、Ｍ軸モータ４２が回転するようＭ軸モータ４２を制御する。ブレーキ４２１が正常であれば、負荷がかかることによるＭ軸モータ４２の回転量は所定の許容範囲以内である。ブレーキ４２１に異常があれば、負荷がかかることによるＭ軸モータ４２の回転量は許容範囲を超過するので、グリップアーム４１２が位置ずれする。第一負荷付与試験の結果としてグリップアーム４１２が位置ずれした場合、位置ずれしたグリップアーム４１２を、使用者が元の位置（第一負荷付与試験の開始直前の現在地）に戻す。

【0077】

同様に、Ｙ軸モータ１３１のブレーキ１３２に異常がある場合、主軸２２（又は主軸２２及び工具Ｔ）の自重により、主軸２２が下向きに位置ずれする虞がある。
ブレーキ１３２の異常によって主軸２２が位置ずれすることを防ぐ為に、制御部５１はブレーキ１３２の異常の有無を判断する第二のブレーキ試験を行なう。

【0078】

第二のブレーキ試験では、制御部５１はブレーキ１３２が作動した状態のＹ軸モータ１３１に所定の負荷をかける第二負荷付与試験を行なう。ブレーキ１３２が正常であれば、負荷がかかることによるＹ軸モータ１３１の回転量は所定の許容範囲以内である。ブレーキ１３２に異常があれば、負荷がかかることによるＹ軸モータ１３１の回転量は許容範囲を超過するので、主軸２２が位置ずれする。第二負荷付与試験の結果として主軸２２が位置ずれした場合、位置ずれした主軸２２を、使用者が元の位置（第二負荷付与試験の開始直前の現在地）に戻す。

【0079】

主軸２２が加工領域ＡＷに位置している場合に第一負荷付与試験を行なうことが望ましい。何故ならば第一負荷付与試験の結果としてグリップアーム４１２が位置ずれしたとしても、グリップアーム４１２（又はグリップアーム４１２が保持した工具Ｔ）は、加工領域ＡＷに位置する主軸２２（又は主軸２２が保持した工具Ｔ）には干渉し得ないからである。

【0080】

主軸２２が加工領域ＡＷに位置している場合、シャッタ３２は閉まっている。第一負荷付与試験を行なう為だけにシャッタ３２を開けることは非効率的なので、シャッタ３２を閉じたまま第一負荷付与試験を行なうことが望ましい。この場合、Ｍ軸モータ４２にかける負荷は、第一負荷付与試験の結果としてグリップアーム４１２が位置ずれしたとしても、グリップアーム４１２（又はグリップアーム４１２が保持した工具Ｔ）がシャッタ３２に干渉しない程度の負荷であることが望ましい。

【0081】

主軸２２が加工領域ＡＷに位置している場合に第二負荷付与試験を行なうことが望ましい。何故ならば、第二負荷付与試験の結果として主軸２２が位置ずれしたとしても、位置ずれした主軸２２を使用者が元の位置に戻す際に、主軸２２（又は主軸２２が保持した工具Ｔ）がグリップアーム４１２に干渉し得ないからである。また、ワークＷの加工時に主軸２２が様々な経路で移動する為に、加工領域ＡＷには空間的な余裕が設けてあるからである。

【0082】

ただし、第二負荷付与試験の結果として主軸２２がワーク支持装置１４の近傍で位置ずれした場合、主軸２２（又は主軸２２が保持した工具Ｔ）が、揺動台１４１、加工テーブル１４２、又は加工テーブル１４２が固定したワークＷに干渉する虞がある。また、基台１０の近傍で主軸２２が位置ずれした場合、主軸２２（又は主軸２２が保持した工具Ｔ）が基台１０に干渉する虞がある。

【0083】

故に、第二負荷付与試験は、主軸２２が加工領域ＡＷに位置し、且つ、基台１０及びワーク支持装置１４夫々から十分に離れている場合に行なうことが好適である。本実施の形態の制御部５１は、主軸２２が加工領域ＡＷに位置し、且つ、所定のＺ軸実施位置及びＹ軸実施位置に位置している場合に第二負荷付与試験を行なう。Ｚ軸実施位置は、ワーク支持装置１４から後方に十分に離隔した位置である。Ｙ軸実施位置は、例えば基台１０の上面から上方に十分に離隔した位置である。なお、Ｚ軸実施位置及びＹ軸実施位置夫々は製造者が設定したものでもよく、使用者が設定したものでもよい。以下ではＺ軸実施位置としてＺ軸原点を例示する。Ｚ軸原点は、例えば工具交換位置の前後方向の位置に等しい。

【0084】

揺動台１４１のＡ軸は非鉛直方向に延びる。故に、Ａ軸モータ１４３のブレーキ１４４に異常がある場合、揺動台１４１及び加工テーブル１４２（並びに加工テーブル１４２が固定したワークＷ）の自重より、揺動台１４１が揺動方向に沿って下向きに位置ずれする虞がある。
ブレーキ１４４の異常によって揺動台１４１が位置ずれすることを防ぐ為に、制御部５１はブレーキ１４４の異常の有無を判断する第三のブレーキ試験を行なう。

【0085】

第三のブレーキ試験では、制御部５１はブレーキ１４４が作動した状態のＡ軸モータ１４３に所定の負荷をかける第三負荷付与試験を行なう。ブレーキ１４４が正常であれば、負荷がかかることによるＡ軸モータ１４３の回転量は所定の許容範囲以内である。ブレーキ１４４に異常があれば、負荷がかかることによるＡ軸モータ１４３の回転量は所定の許容範囲を超過するので、揺動台１４１が位置ずれする。第三負荷付与試験の結果として揺動台１４１が位置ずれした場合、位置ずれした揺動台１４１を、使用者が元の位置に戻す。

【0086】

以下では、第一のブレーキ試験、第二のブレーキ試験、及び第三のブレーキ試験を区別しない場合、単にブレーキ試験という。また、第一負荷付与試験、第二負荷付与試験、及び第三負荷付与試験をまとめて第一～第三の負荷付与試験といい、第一負荷付与試験及び第二負荷付与試験をまとめて第一及び第二の負荷付与試験という。

【0087】

制御部５１は、所定のタイミングでブレーキ試験の実行を開始する。所定のタイミングとは、例えば工作機械１の電源投入時、又はワークＷの加工開始前である。なお、所定の時間間隔で繰り返し（例えば工作機械１と共に使用者が作業する場合は８時間毎に、ロボットが作業する場合は４８時間毎に）ブレーキ試験を実行することも可能である。
ブレーキ異常があれば、揺動台１４１、主軸２２、及びグリップアーム４１２夫々の位置ずれは重力の作用により常に生じ得る。ブレーキ試験を速やかに終えるには、第一～第三の負荷付与試験をまとめて行なうことが望ましい。

【0088】

ところが、加工領域ＡＷにおけるＺ軸原点且つＹ軸実施位置に主軸２２が位置していたとしても、ワークＷの形状又はサイズによっては、第三負荷付与試験を行なった場合に、ワークＷと主軸２２（又は主軸２２が保持した工具Ｔ）との干渉が起きる虞がある。この場合、第三負荷付与試験の開始前に、部材同士の干渉が起きない位置へ主軸２２が移動（退避）する必要がある。

【0089】

使用者は、第三負荷付与試験を行なった場合に部材同士の干渉が起き得るか否かを判断し、部材同士の干渉が起き得ると判断した場合は、主軸２２の退避（加工領域ＡＷの所定位置への主軸２２の移動）を命令する移動命令を、操作パネル６に入力する。制御部５１は、使用者が入力した移動命令を受け付ける。このとき、制御部５１は実施の形態における受付部として機能する。以下では加工領域ＡＷの所定位置を退避位置という。

【0090】

ところで、ワーク支持装置１４は不図示のクランプ機構を備え、制御部５１はクランプ機構の動作を制御する。例えば揺動台１４１のＡ軸となる２つの部材が互いに同軸に、揺動台１４１の左右両側に１つずつ固定してあり、クランプ機構は揺動台１４１のＡ軸をクランプすることにより揺動台１４１の揺動を阻止する。揺動台１４１が揺動する必要がある場合のみ、クランプ機構はＡ軸のクランプを解除（アンクランプ）する。従って、第三負荷付与試験は第一及び第二の負荷付与試験に比べれば重要度が低い。
以上のことから、制御部５１が移動命令を受け付けた場合は、先に第一及び第二の負荷付与試験をまとめて行ない、後から第三負荷付与試験を行なうことが望ましい。

【0091】

図９～図１１は工作機械１が実行するブレーキ異常判断処理の手順を示すフローチャートである。制御部５１がコンピュータプログラム５ａに従ってブレーキ異常判断処理を行なうことにより、本開示に係るブレーキ異常判断方法を実現することができる。ブレーキ異常判断処理を行なう制御部５１は、実施の形態における試験部として機能する。

【0092】

図９に示す如く制御部５１は、主軸２２が加工領域ＡＷに位置しているか否かを判定する（Ｓ１１）。Ｓ１１における制御部５１は、例えばＹ軸モータ１３１に設けた不図示のエンコーダの検出値に基づいて主軸２２の上下方向の現在地を求め、主軸２２の上下方向の現在地が所定のＹ軸原点以下であるか否かを判定する。ここで、Ｙ軸原点は、加工領域ＡＷと工具交換領域ＡＴとの境界の上下方向の位置に等しい。

【0093】

主軸２２が加工領域ＡＷに位置していない場合（Ｓ１１：ＮＯ）、主軸２２は工具交換領域ＡＴに位置しているので、制御部５１は、使用者にエラーを報知する（Ｓ１２）。Ｓ１２における制御部５１は、例えば操作パネル６に所定のエラーメッセージを表示し、不図示のブザーが鳴るようにする。
Ｓ１２の処理終了後、制御部５１は、ブレーキ異常判断処理を終了する。
Ｓ１２の処理の結果、使用者は、操作パネル６が表示したエラーメッセージを視認し、異常の原因を究明する。

【0094】

主軸２２が加工領域ＡＷに位置している場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、制御部５１は、主軸２２がＺ軸原点に移動するようＺ軸モータ１２３の動作を制御する（Ｓ１３）。Ｓ１３の処理を行なう前に、制御部５１は主軸２２の現在地（元の位置）を主記憶部５２に書き込んでもよい。この為に、制御部５１は、例えばＺ軸モータ１２３に設けた不図示のエンコーダの検出値に基づいて主軸２２のＺ軸方向の現在地を求める。同様に、制御部５１は、例えばＸ軸モータ１１２及びＹ軸モータ１３１夫々に設けた不図示のエンコーダの検出値に基づいて主軸２２のＸ軸方向及びＹ軸方向夫々の現在地を求める。

【0095】

制御部５１は移動命令を受け付けたか否かを判定する（Ｓ１４）。使用者が移動命令を操作パネル６に入力するタイミングはブレーキ異常判断処理の実行開始前でも実行開始後でもよい。
移動命令を受け付けた場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、制御部５１は、第一及び第二の負荷付与試験をまとめて行なってから第三負荷付与試験を行なう為に、後述のＳ２１以降の処理を実行する。移動命令を受け付けていない場合（Ｓ１４：ＮＯ）、制御部５１は、第一～第三の負荷付与試験をまとめて行なう為に、次に述べるＳ１５以降の処理を実行する。つまり、第一～第三の負荷付与試験の実行順は、移動命令を受け付けた場合と移動命令を受け付けていない場合とで互いに異なる。

【0096】

移動命令を受け付けていない場合（Ｓ１４：ＮＯ）、制御部５１は主軸２２がＹ軸実施位置に移動するようにＹ軸モータ１３１の動作を制御すると共に、揺動台１４１のＡ軸をアンクランプする（Ｓ１５）。
Ａ軸のアンクランプ後、制御部５１は、揺動台１４１がＡ軸実施角度まで揺動するようＡ軸モータ１４３の動作を制御する（Ｓ１６）。Ａ軸実施角度は、例えば固定面１４ａが水平になる角度である。Ｓ１６の処理を行なう前に、制御部５１は揺動台１４１の元の角度を主記憶部５２に書き込んでもよい。制御部５１は、例えば揺動台１４１の角度としてＡ軸の回転角度を用い、Ａ軸モータ１４３に設けた不図示のエンコーダの検出値に基づいてＡ軸の元の回転角度を求める。

【0097】

次いで、制御部５１は、Ｍ軸モータ４２のブレーキ４２１、Ｙ軸モータ１３１のブレーキ１３２、及びＡ軸モータ１４３のブレーキ１４４夫々が作動するように制御する（Ｓ１７）。図中、ブレーキ４２１，１３２，１４４は「Ｍ軸ブレーキ」、「Ｙ軸ブレーキ」、「Ａ軸ブレーキ」と表記してある。

【0098】

次に、制御部５１は、Ｍ軸モータ４２、Ｙ軸モータ１３１、及びＡ軸モータ１４３夫々に負荷をかけ（Ｓ１８）、各モータの回転量を検出する。Ｓ１８における制御部５１は、例えばＭ軸モータ４２に設けた不図示のエンコーダの検出量に基づいて、Ｍ軸モータ４２の回転量を検出する。同様に、制御部５１はＹ軸モータ１３１及びＡ軸モータ１４３夫々に設けたエンコーダの検出量に基づいて、各モータの回転量を検出する。

【0099】

Ｓ１７及びＳ１８において、制御部５１はブレーキ４２１，１３２，１４４を同時にオンにし、Ｍ軸モータ４２、Ｙ軸モータ１３１、及びＡ軸モータ１４３に同時に負荷をかけることにより、第一～第三の負荷付与試験をまとめて実行している。

【0100】

移動命令を受け付けた場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、制御部５１は、図１０に示す如く主軸２２がＹ軸実施位置に移動するようにＹ軸モータ１３１の動作を制御する（Ｓ２１）。制御部５１は、Ｍ軸モータ４２のブレーキ４２１及びＹ軸モータ１３１のブレーキ１３２夫々が作動するように制御する（Ｓ２２）。次に、制御部５１は、Ｍ軸モータ４２及びＹ軸モータ１３１夫々に負荷をかけ（Ｓ２３）、各モータの回転量を検出する。

【0101】

Ｓ２３の処理終了後、制御部５１は、主軸２２が退避位置に移動するように、Ｘ軸モータ１１２及びＹ軸モータ１３１の動作を制御すると共に、揺動台１４１のＡ軸をアンクランプする（Ｓ２４）。なお、主軸２２の退避は上下方向及び左右方向の移動に限定しない。例えば主軸２２の退避は上下方向及び左右方向の一方のみの移動でもよく、上下方向、前後方向、及び左右方向の移動でもよい。

【0102】

揺動台１４１のアンクランプ後、制御部５１は、揺動台１４１がＡ軸実施角度まで揺動するようＡ軸モータ１４３の動作を制御する（Ｓ２５）。
次いで、制御部５１は、主軸２２が退避位置に位置するか否かを判定する（Ｓ２６）。Ｓ２６における制御部５１は実施の形態における判定部として機能する。主軸２２が退避位置に位置していない場合（Ｓ２６：ＮＯ）、制御部５１は再びＳ２６の処理を実行する。
主軸２２が退避位置に位置する場合（Ｓ２６：ＹＥＳ）、制御部５１は、Ａ軸モータ１４３のブレーキ１４４が作動するように制御し（Ｓ２７）、Ａ軸モータ１４３に負荷をかけ（Ｓ２８）、Ａ軸モータ１４３の回転量を検出する。

【0103】

Ｓ２２及びＳ２３において、制御部５１は第一及び第二の負荷付与試験をまとめて実行している。Ｓ２６～Ｓ２８において、制御部５１は主軸２２が退避位置に位置しないと判定した場合に主軸２２の退避を継続し、主軸２２が退避位置に位置すると判定した場合に第三負荷付与試験を実行している。なお、制御部５１はＳ２４の処理開始前に主軸２２が退避位置に位置するか否かを判定し、この時点で主軸２２が退避位置に位置する場合はＳ２４における主軸２２を退避する処理を省略してもよい。

【0104】

Ｓ２８の処理終了後、又は図９に示すＳ１８の処理終了後、制御部５１は図１１に示す如くＭ軸モータ４２、Ｙ軸モータ１３１、及びＡ軸モータ１４３夫々の回転量が、何れも所定の許容範囲以内であるか否かを判定する（Ｓ３１）。例えば制御部５１は回転量θ１とモータ毎の許容値θ２（θ２＞０）とを比較し、｜θ１｜≦θ２であれば回転量が許容範囲以内であると判定し、｜θ１｜＞θ２であれば、回転量が許容範囲を超過していると判定する。モータ毎の許容範囲は製造者が設定したものでもよく、使用者が設定したものでもよい。

【0105】

Ｓ３１における制御部５１は、Ｍ軸モータ４２、Ｙ軸モータ１３１、及びＡ軸モータ１４３のブレーキ４２１，１３２，１４４の異常の有無の判断をまとめて行なう。制御部５１はモータ毎の回転量と許容量との比較を順次実行してもよく、制御部５１が有する複数の演算子が複数のモータ夫々の回転量と許容量との比較を同時に実行してもよい。

【0106】

Ｍ軸モータ４２、Ｙ軸モータ１３１、及びＡ軸モータ１４３夫々の回転量の内、少なくとも１つの回転量が許容範囲を超過している場合（Ｓ３１：ＮＯ）、ブレーキ異常が生じているので、制御部５１は、使用者にエラーを報知する（Ｓ３２）。Ｓ３２における制御部５１は、例えば操作パネル６に所定のエラーメッセージを表示し、不図示のブザーが鳴るようにする。
Ｓ３２の処理終了後、制御部５１は、ブレーキ異常判断処理を終了する。

【0107】

Ｓ３２の処理の結果、使用者は、操作パネル６が表示したエラーメッセージを視認し、ブレーキ異常が生じているモータの修理又は交換等を手配する。また、使用者は、ブレーキ異常により位置ずれした揺動台１４１、主軸２２、又はグリップアーム４１２を正常な位置に戻す。

【0108】

Ｍ軸モータ４２、Ｙ軸モータ１３１、及びＡ軸モータ１４３夫々の回転量が何れも許容範囲以内である場合（Ｓ３１：ＹＥＳ）、ブレーキ異常は生じていない。制御部５１は、揺動台１４１がブレーキ試験開始前の元の角度まで揺動するように（Ａ軸が元の回転角度まで戻るように）、Ａ軸モータ１４３の動作を制御する（Ｓ３３）。また、制御部５１は、主軸２２がＸ軸方向及びＹ軸方向についてブレーキ試験開始前の元の位置に戻るようＸ軸モータ１１２及びＹ軸モータ１３１の動作を制御すると共に、揺動台１４１のＡ軸をクランプする（Ｓ３４）。更に、制御部５１は、主軸２２が前後方向についてブレーキ試験開始前の元の位置まで揺動するようＺ軸モータ１２３の動作を制御し（Ｓ３５）、ブレーキ異常判断処理を終了する。

【0109】

ワークＷの加工開始前にブレーキ異常判断処理を実行した場合、制御部５１はＳ３５の処理を経てブレーキ異常判断処理を終了したとき、ワークＷの加工処理を自動的に開始してもよい。
Ｓ３４，Ｓ３５の処理により、主軸２２がブレーキ試験開始前の元の位置に戻るのではなく、所定の位置又はワークＷの加工開始位置等に移動してもよい。Ｓ３３の処理により、揺動台１４１がブレーキ試験開始前の元の角度に戻るのではなく、所定の角度又はワークＷの加工開始角度等まで揺動してもよい。
ブレーキ試験において各モータにかける負荷は工作機械１の製造者が設定したものでもよく、使用者が設定したものでもよい。

【0110】

以上のような工作機械１、ブレーキ異常判断方法、及びコンピュータプログラム５ａによれば、制御部５１は、主軸２２が加工領域ＡＷに位置する場合に少なくとも第一負荷付与試験及び第二負荷付与試験をまとめて行なう。加工領域ＡＷに位置する主軸２２が工具交換領域ＡＴまで移動する必要がないので、主軸２２の移動時間を短縮することができる。また、制御部５１はブレーキ異常判断処理の実行中にシャッタ３２を開閉しない。第一負荷付与試験及び第二負荷付与試験の開始前に主軸２２はＺ軸原点且つＹ軸実施位置に移動する。以上の結果、ブレーキ試験を速やかに終えることができる。

【0111】

加工領域ＡＷに位置する主軸２２はグリップアーム４１２から遠い位置にある。故に、グリップアーム４１２、主軸２２、及び工具Ｔが干渉し合う虞はない。また、工具交換領域ＡＴに比べて加工領域ＡＷの空間的な余裕は大きい。故に、第二負荷付与試験の結果として主軸２２が位置ずれしたとしても、位置ずれした主軸２２を元の位置に戻す際に主軸２２又は主軸２２が保持した工具Ｔが他部材（ワーク支持装置１４又はワークＷ等）に干渉する可能性が低い。従って、位置ずれした主軸２２を元の位置に戻す作業が容易なので、ブレーキ試験後の原状復帰を簡単に行なうことができる。

【0112】

主軸２２が工具交換領域ＡＴに位置する場合、制御部５１がエラーを報知する。使用者に対するエラーの報知により、望ましくない状況下でのブレーキ試験の実行を防止することができる。

【0113】

制御部５１が移動命令を受け付けた場合と受け付けなかった場合とで第一負荷付与試験、第二負荷付与試験、及び第三負荷付与試験の実行順が変わるので、第三負荷付与試験の結果として部材同士の干渉が起きることを効果的に防止することができる。
具体的には移動命令を受け付けなかった場合、制御部５１は第一～第三の負荷付与試験をまとめて行なう。故に、主軸２２の退避位置への移動を行なう必要がなく、しかも３種類の負荷付与試験をまとめて行なうので、ブレーキ試験を速やかに終えることができる。

【0114】

移動命令を受け付けた場合、制御部５１は第一及び第二の負荷付与試験をまとめて行なう。これらの実行時には第三負荷付与試験を行なわないので、主軸２２の退避位置への移動を行なう必要がない。つまり、特に重要なブレーキに関する２種類の負荷付与試験をまとめて優先的に行ない、速やかに終えることができる。

【0115】

第一及び第二の負荷付与試験の終了後、主軸２２が退避位置にないと判定した場合に、制御部５１は、主軸２２が退避位置に移動するようＸ軸モータ１１２及びＹ軸モータ１３１の動作を制御する。第一及び第二の負荷付与試験の終了後、主軸２２が退避位置にあると判定した場合に、制御部５１は、第三負荷付与試験を行なう。故に、第三負荷付与試験の結果として部材同士の干渉が起きることを効果的に防止することができる。
移動命令を受け付けた場合でも移動命令を受け付けなかった場合でも、制御部５１はＭ軸モータ４２、Ｙ軸モータ１３１、及びＡ軸モータ１４３のブレーキの異常の有無の判断をまとめて行なうので、ブレーキ試験を速やかに終えることができる。

【0116】

本実施の形態では、制御部５１が複数のブレーキを同時にオンにし、複数のモータに同時に負荷をかけることにより、複数の負荷付与試験をまとめて実行している。各モータの回転量の検出後、制御部５１は、複数のモータに負荷をかけることを同時に終了し、複数のブレーキを同時にオフにすることが望ましい。
しかしながら、複数の負荷付与試験をまとめて実行することとは、同一の制御処理（制御部５１がブレーキのオン／オフ、モータへの負荷の印加等夫々を制御する処理）を同時に行なうことに限定しない。複数の負荷付与試験をまとめて実行することとは、一の負荷試験の開始から終了までの期間の少なくとも一部と、他の負荷試験の開始から終了までの期間の少なくとも一部とが同時であればよい。例えば、制御部５１は複数のブレーキを順にオンにしてもよい。

【0117】

本実施の形態では、制御部５１は、複数の負荷付与試験が全て終了した後で、複数のブレーキの異常の有無の判断をまとめて実行する。しかしながら、制御部５１は、モータの回転量の検出後、ブレーキをオフにする前に（即ち負荷付与試験の終了前に）、ブレーキの異常の有無の判断を開始してもよい。或いは制御部５１は、Ｓ１４にて移動命令を受け付けた場合、第一及び第二の負荷付与試験が全て終了した後で、第三の負荷付与試験の開始前に、ブレーキ４２１，１３２の異常の有無の判断をまとめて行なってもよい。
複数のブレーキの異常の有無の判断をまとめて実行しない場合、制御部５１は、例えば一のモータの回転量を検出する都度、他のモータの回転量を検出する前に、ブレーキの異常の有無の判断を開始する。

【0118】

なお、工具保持部はグリップアーム４１２に限定しない。工具交換装置４は、工具保持部がＭ軸を中心とする円環に沿って旋回する構成に限定しない。例えば工具交換装置４は、円環とは異なる連続的な経路に沿って工具保持部が循環移動する構成でもよく、工具保持部が往復直線移動する構成でもよい。
制御部５１は、Ｘ軸モータ１１２及びＺ軸モータ１２３夫々の負荷付与試験を第三負荷付与試験と同じタイミングで行なってもよい。制御部５１は工作機械１が備える他の駆動装置（例えば加工テーブル１４２を駆動するモータ、シャッタ３２を駆動するエアシリンダ、又はワークＷを搬入出する装置のモータ）の負荷付与試験を第三負荷付与試験と同じタイミングで行なってもよい。

【0119】

第一～第三の負荷付与試験の実行順は、移動命令を受け付けた場合と移動命令を受け付けなかった場合とで異なるが、本実施の形態の実行順に限定されない。
工作機械１は、軸方向が前後方向に沿う横形の工作機械であるが、主軸２２の軸方向が上下方向に沿う立形の工作機械が、主軸２２が加工領域ＡＷに位置する場合に少なくとも第一負荷付与試験を行なう本開示のブレーキ異常判断方法を実施してもよい。

【0120】

今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲と均等の意味及び特許請求の範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
特許請求の範囲に記載した独立請求項及び従属請求項は、引用形式に関わらず全てのあらゆる組み合わせにおいて、相互に組み合わせることが可能である。更に、特許請求の範囲には他の２以上のクレームを引用するクレームを記載する形式（マルチクレーム形式）を用いているが、これに限るものではない。マルチクレームを少なくとも一つ引用するマルチクレーム（マルチマルチクレーム）を記載する形式を用いて記載してもよい。

【符号の説明】

【0121】

１ 工作機械
１１２ Ｘ軸モータ（第四モータ）
１２３ Ｚ軸モータ（第四モータ）
１３１ Ｙ軸モータ（第二モータ）
１３２ ブレーキ（第二ブレーキ）
１４１ 揺動台
１４２ 加工テーブル
１４３ Ａ軸モータ（第三モータ）
１４４ ブレーキ（第三ブレーキ）
２２ 主軸
３１ カバー
３１１ 開口
３２ シャッタ
４ 工具交換装置
４１２ グリップアーム（工具保持部）
４２ Ｍ軸モータ（第一モータ）
４２１ ブレーキ（第一ブレーキ）
５ａ コンピュータプログラム
５１ 制御部（試験部、受付部、判定部）
ＡＴ 工具交換領域
ＡＷ 加工領域
Ｔ 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】