特許 7166357 工作機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-27

(45)【発行日】2022-11-07

(54)【発明の名称】工作機械

(51)【国際特許分類】

   B23Q 3/157 20060101AFI20221028BHJP

   B23Q 11/08 20060101ALI20221028BHJP

   B23Q 3/155 20060101ALI20221028BHJP

【ＦＩ】

B23Q3/157 M

B23Q11/08 Z

B23Q3/155 G

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020554683

(86)(22)【出願日】2018-10-31

(86)【国際出願番号】 JP2018040596

(87)【国際公開番号】W WO2020090055

(87)【国際公開日】2020-05-07

【審査請求日】2021-02-02

(73)【特許権者】

【識別番号】000154990

【氏名又は名称】株式会社牧野フライス製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100160705

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 健太郎

(72)【発明者】

【氏名】佐野 裕児

(72)【発明者】

【氏名】坂本 政寿

(72)【発明者】

【氏名】中島 徹

【審査官】中川 康文

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－０３００６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２２８０６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０４－０１３２３４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平１１－０９９４３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２００８５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１５１３９０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｑ ３／１５５－３／１５７

Ｂ２３Ｑ ７／００－７／１８

Ｂ２３Ｑ １１／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

工具保管室に保管された複数の工具のなかから選択された工具を用いて、加工室においてワークを加工する工作機械において、
前記加工室の主軸と前記工具保管室の次工具待機位置との間で工具を交換するため、前記主軸に装着された工具及び前記次工具待機位置にある工具に係合するための工具係合位置と、当該アームが待機するためのアーム待機位置と、の間を回転可能であり、かつ、工具を前記主軸から取り外すための前進位置と、工具を前記主軸と係合させるための後退位置と、の間を前記アームの回転軸に沿って並進可能であるアームと、
前記加工室と前記工具保管室とを仕切る壁に画定された開口部に設けられたシャッタであって、全開位置と全閉位置との間を移動可能である、シャッタと、
前記シャッタを開閉させるための第１のモータと、
前記シャッタの位置を前記全開位置及び前記全閉位置の間の全域において検出可能なシャッタ位置検出器と、
前記アームの所定の動作と関連付けられた前記シャッタの所定の位置を記憶する記憶装置と、
前記シャッタ位置検出器で検出された前記シャッタの前記位置と、前記記憶装置に記憶された前記シャッタの前記所定の位置とに基づいて、前記アームの前記所定の動作を実行するように構成された制御装置と、
前記アームを回転させるための第２のモータと、
前記アームを並進させるための第３のモータと、
前記アームの並進位置を前記前進位置と前記後退位置との間の全域において検出可能なアーム並進位置検出器と、
を備え、
前記制御装置は、
前記シャッタ位置検出器で検出された前記シャッタの前記位置と、前記記憶装置に記憶された前記シャッタの前記所定の位置とに基づいて、前記アームの回転動作及び並進動作の少なくとも一方を制御するように、前記第２のモータ及び前記第３のモータの少なくとも一方を制御し、
前記アーム並進位置検出器が、前記アームが前記前進位置から前記後退位置に移動開始したことを検出したときに、前記シャッタを前記全開位置から前記全閉位置へと向けて移動を開始させるように、前記第１のモータを制御し、
続いて、前記シャッタ位置検出器が、前記シャッタが全開位置から前記所定の位置に移動したことを検出したときに、前記アームが前記工具係合位置から前記アーム待機位置へと向けて回転を完了しているかを確認し、完了していない場合には前記シャッタの移動を止めるように制御する、
ことを特徴とした工作機械。

【請求項2】

前記制御装置は、前記シャッタ位置検出器が、前記シャッタが全閉位置から前記所定の位置に移動したことを検出したときに、前記アームを前記アーム待機位置から前記工具係合位置へと回転させるように、前記第２のモータを制御する、
請求項１に記載の工作機械。

【請求項3】

前記アームが前進又は後退するときに、前記アームに保持した工具のシャンク部分に気体を吹きかけるブロアを備え、
前記記憶装置は、それぞれの工具が標準工具であるか又は高精度工具であるかを記憶し、
前記制御装置は、前記主軸に装着される工具が高精度工具である場合、前記アームが前進又は後退するときに、前記アームの並進速度を標準工具のときよりも遅くし又は前記アームを複数回往復させ、前記気体を吹き付ける時間を長くする、
請求項１に記載の工作機械。

【請求項4】

前記制御装置は、前記主軸が工具交換の位置まで移動する際に、先に前記第２のモータによって前記アームを前記アーム待機位置から前記工具係合位置へと回転動作を完了させ、前記主軸の移動によって前記主軸に保持した工具を前記アームに係合させる、
請求項２に記載の工作機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、工作機械に関する。

【背景技術】

【0002】

工作機械は、主軸に取り付けられる工具を交換するために、複数の工具を収容する工具交換装置を有する場合がある。例えば、特許文献１は、複数の工具を収容する工具マガジンと、主軸と工具マガジンとの間に配置された工具交換アームと、を有する工作機械を開示している。主軸が配置された室と、工具マガジン及び工具交換アームが配置された室とは、カバーによって仕切られている。カバーには開口部が形成されており、開口部には側扉が設けられている。工具交換時には側扉は開けられ、ワーク加工時にはクーラント及び切りくずの飛散を防止するために側扉は閉じられる。側扉の開閉動作は、工具交換アームの駆動装置に設けられたカム機構によって工具交換アームの運動と同期されている。このようなメカニカルな構成によって、工具交換アーム及び側扉の動作が同期されている。

【0003】

特許文献２は、自動工具交換装置（ＡＴＣ（Automatic Tool Changer））のＡＴＣシャッタを開示している。ＡＴＣシャッタは、作業中には閉じ且つ工具交換時には開くように構成されている。工具は、回転アームによって交換される。ＡＴＣシャッタの開放開始位置及び開放終了位置の各々には、リミットスイッチが設けられており、ＡＴＣシャッタがこれらの位置に到達したときに、リミットスイッチから開放開始信号及び開放終了信号がそれぞれ送信される。ＡＴＣシャッタの開放開始信号及び開放終了信号は、回転アームの駆動源に送信され、それぞれ、回転アームの回転開始信号及び回転終了信号として使用される。このように、ＡＴＣシャッタの開放開始位置及び開放終了位置に設けられたリミットスイッチによって、ＡＴＣシャッタ及び回転アームの動作が関連付けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平７－６０５９６号公報

【文献】特開２００７－０３００６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

工作機械の分野においては、リードタイムを短縮するために、工具交換時間をより短縮することが望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様は、工具保管室に保管された複数の工具のなかから選択された工具を用いて、加工室においてワークを加工する工作機械において、加工室の主軸と工具保管室の次工具待機位置との間で工具を交換するため、主軸に装着された工具及び次工具待機位置にある工具に係合するための工具係合位置と、当該アームが待機するためのアーム待機位置と、の間を回転可能であり、かつ、工具を主軸から取り外すための前進位置と、工具を主軸と係合させるための後退位置と、の間をアームの回転軸に沿って並進可能であるアームと、加工室と工具保管室とを仕切る壁に画定された開口部に設けられたシャッタであって、全開位置と全閉位置との間を移動可能である、シャッタと、シャッタを開閉させるための第１のモータと、シャッタの位置を全開位置及び全閉位置の間の全域において検出可能なシャッタ位置検出器と、アームの所定の動作と関連付けられたシャッタの所定の位置を記憶する記憶装置と、シャッタ位置検出器で検出されたシャッタの位置と、記憶装置に記憶されたシャッタの所定の位置とに基づいて、アームの所定の動作を実行するように構成された制御装置と、アームを回転させるための第２のモータと、アームを並進させるための第３のモータと、アームの並進位置を前進位置と後退位置との間の全域において検出可能なアーム並進位置検出器とを備え、
制御装置は、シャッタ位置検出器で検出されたシャッタの位置と、記憶装置に記憶されたシャッタの所定の位置とに基づいて、アームの回転動作及び並進動作の少なくとも一方を制御するように、第２のモータ及び第３のモータの少なくとも一方を制御し、アーム並進位置検出器が、アームが前進位置から後退位置に移動開始したことを検出したときに、シャッタを全開位置から全閉位置へと向けて移動を開始させるように、第１のモータを制御し、続いて、シャッタ位置検出器が、シャッタが全開位置から所定の位置に移動したことを検出したときに、アームが工具係合位置からアーム待機位置へと向けて回転を完了しているかを確認し、完了していない場合にはシャッタの移動を止めるように制御する工作機械である。

【0007】

本開示の一態様に係る工作機械では、シャッタ位置検出器で検出されたシャッタの位置と、アームの動作と関連付けられ且つ記憶装置に記憶されたシャッタの特定の位置とに基づいて、アームの動作が実行される。シャッタ位置検出器はシャッタの位置を全開位置及び全閉位置の間の全域において検出することができるので、記憶しておくシャッタの位置を調節することによって、アームの動作を実行するタイミングを調整することができる。したがって、アームの動作を実行するタイミングをシャッタの動作と関連付けて最適化することができ、これによって、工具交換時間を短縮することができる。

【0008】

アームは、主軸に装着された工具及び次工具待機位置にある工具に係合するための工具係合位置と、当該アームが待機するためのアーム待機位置と、の間を回転可能であってもよく、アームは、工具を主軸から取り外すための前進位置と、工具を主軸と係合させるための後退位置と、の間をアームの回転軸に沿って並進可能であってもよく、工作機械は、アームを回転させるための第２のモータと、アームを並進させるための第３のモータと、を備えてもよく、制御装置は、シャッタ位置検出器で検出されたシャッタの位置と、記憶装置に記憶されたシャッタの所定の位置とに基づいて、アームの回転動作及び並進動作の少なくとも一方を制御するように、第２のモータ及び第３のモータの少なくとも一方を制御してもよい。この場合、アームの回転及び並進が別々の第２及び第３のモータによって操作されるので、アームの動作を更に細かく調整することができる。

【0009】

制御装置は、シャッタ位置検出器が、シャッタが全閉位置から所定の位置に移動したことを検出したときに、アームをアーム待機位置から工具係合位置へと回転させるように、第２のモータを制御してもよい。この場合、シャッタが開いている最中に同時にアームも回転するので、アームの回転動作をより早く終了することができる。

【0010】

工作機械は、アームの並進位置を前進位置と後退位置との間の全域において検出可能なアーム並進位置検出器を備えてもよく、記制御装置は、アーム並進位置検出器が、アームが前進位置から後退位置に移動したことを検出したときに、シャッタを全開位置から全閉位置へと向けて移動を開始させるように、第１のモータを制御し、続いて、シャッタ位置検出器が、シャッタが全開位置から所定の位置に移動開始したことを検出したときに、アームが工具係合位置からアーム待機位置へと向けて回転を完了しているか確認し、完了していない場合にはシャッタの移動を止めるように制御してもよい。この場合、アームが後退位置に移動する（すなわち、工具が主軸に取り付けられる）とシャッタが閉まり始め、シャッタが閉まっている最中に同時にアームも回転するので、アームの回転動作をより早く終了することができる。

【0011】

工作機械は、アームが前進又は後退するときに、アームに保持した工具のシャンク部分に気体を吹きかけるブロアを備えてもよく、記憶装置は、それぞれの工具が標準工具であるか又は高精度工具であるかを記憶してもよく、制御装置は、主軸に装着される工具が高精度工具である場合、アームが前進又は後退するときに、アームの並進速度を標準工具のときよりも遅くし又はアームを複数回往復させ、気体を吹き付ける時間を長くしてもよい。この場合、高精度工具のシャンク部分には気体を長く吹き付けることができる。

【0012】

制御装置は、主軸が工具交換の位置まで移動する際に、先に第２のモータによってアームをアーム待機位置から工具係合位置へと回転動作を完了させてもよく、主軸の移動によって主軸に保持した工具をアームに係合させてもよい。

【発明の効果】

【0013】

本開示の一態様によれば、工具交換時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】実施形態に係る工作機械を示す概略側面図である。

【図2】図１の工作機械を示す概略平面図である。

【図3】シャッタ及びアームを示す概略斜視図である。

【図4】アームが前進位置にあるときのアーム及びアーム駆動装置を示す概略側面図である。

【図5】アームが後退位置にあるときのアーム及びアーム駆動装置を示す概略側面図である。

【図6】シャッタ及びアームの動作を示す概略図である。

【図7】シャッタ及びアームの動作を示す概略図である。

【図8】シャッタ及びアームの動作を示す概略図である。

【図9】シャッタ及びアームの動作を示す概略図である。

【図10】シャッタ及びアームの動作を示す概略図である。

【図11】シャッタ及びアームの動作を示す概略図である。

【図12】シャッタ及びアームの動作を示す概略図である。

【図13】シャッタ及びアームの動作を示す概略図である。

【図14】シャッタ及びアームの動作を示す概略図である。

【図15】シャッタ及びアームの動作を示す概略図である。

【図16】シャッタ及びアームの動作を示す概略図である。

【図17】シャッタ及びアームの動作を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、添付図面を参照して、実施形態に係る工作機械を説明する。同様な又は対応する要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。理解を容易にするために、図の縮尺は変更されている場合があり、さらに、ある図に示されている構成要素は、他の図面においては省略されている場合がある。

【0016】

図１は、実施形態に係る工作機械１００を示す概略側面図である。工作機械１００は、例えば、横形のマシニングセンタであることができ、主軸５の回転軸Ｏｓｐが水平方向に設定されている。工作機械１００は、立形であってもよく、また、マシニングセンタ以外の工作機械であってもよい。工作機械１００は、例えば、ベッド（基台）１と、テーブル２と、コラム３と、主軸頭４と、主軸５と、スプラッシュガード６（図２参照）と、シャッタ７と、工具交換装置５０と、機械制御装置（制御装置）６０と、ＮＣ装置７０と、を備えることができる。工作機械１００は、他の構成要素を更に有してもよい。なお、図１では、理解を容易にするために、スプラッシュガード６及びシャッタ７は省略されていることに留意されたい。

【0017】

図１を参照して、工作機械１００の機械座標系に関して、回転軸Ｏｓｐに平行な方向がＺ軸方向（前後方向とも称される）である。コラム３に対してテーブル２が在る側が前であり、反対側が後である。鉛直方向がＹ軸方向（上下方向とも称される）であり、Ｚ軸及びＹ軸の双方に垂直な方向がＸ軸方向（左右方向とも称される）である。

【0018】

ベッド１は、例えば工場の床に設置される。テーブル２は、ワークを支持する。ワークは、冶具によって直接的にテーブル２に取り付けられることができ、又は、他の実施形態では、ワークは、パレットを介して間接的にテーブル２に取り付けられてもよい。テーブル２は、ベッド１上に移動可能に配置されている。

【0019】

図２は、図１の工作機械１００を示す概略平面図である。工作機械１００は、テーブル２をベッド１に対してＺ軸に沿って移動させるＺ軸駆動装置１１を備えている。Ｚ軸駆動装置１１は、Ｚ軸に沿ってベッド１上に配置された一対のリニアガイドＬ１を有しており、テーブル２がリニアガイドＬ１のレール上を移動する。Ｚ軸駆動装置１１は、テーブル２に連結されたボールねじＢ１と、ボールねじＢ１を回転させるためのモータＭ１と、を更に有している。Ｚ軸駆動装置１１によるテーブル２のＺ軸方向の送りは、ＮＣ装置７０によって制御される。

【0020】

コラム３は、Ｚ軸方向においてテーブル２と対向するように、ベッド１上に移動可能に配置されている。工作機械１００は、コラム３をＸ軸に沿って移動させるＸ軸駆動装置１２を備えている。Ｘ軸駆動装置１２は、Ｘ軸に沿ってベッド１上に配置された一対のリニアガイドＬ２を有しており、コラム３がリニアガイドＬ２のレール上を移動する。Ｘ軸駆動装置１２は、コラム３に連結されたボールねじＢ２と、ボールねじＢ２を回転させるためのモータＭ２と、を更に有している。Ｘ軸駆動装置１２によるコラム３のＸ軸方向の送りは、ＮＣ装置７０によって制御される。

【0021】

主軸頭４は、コラム３に移動可能に配置されている。主軸頭４は、コラム３の前面から後面まで貫通している。工作機械１００は、主軸頭４をＹ軸に沿って移動させるＹ軸駆動装置１３を備えている。Ｙ軸駆動装置１３は、Ｙ軸に沿ってコラム３に配置されたリニアガイド（不図示）を有しており、主軸頭４がリニアガイドのレール上を移動する。Ｙ軸駆動装置１３は、主軸頭４に連結されたボールねじ（不図示）と、当該ボールねじを回転させるためのモータＭ３と、を更に有している。Ｙ軸駆動装置１３による主軸頭４のＹ軸方向の送りは、ＮＣ装置７０によって制御される。

【0022】

主軸５は、主軸頭４の内部に回転可能に配置されている。主軸５は、工具Ｔを保持する。主軸５の回転は、ＮＣ装置７０によって制御される。

【0023】

スプラッシュガード６は、ワークを加工するための加工室Ｒ１と、複数の工具Ｔを収容するための工具保管室Ｒ２と、を仕切っている。スプラッシュガード６は、クーラント及び切りくずが加工室Ｒ１の外へ飛散することを防止する。

【0024】

図３は、シャッタ７及びアーム５３を示す概略斜視図である。スプラッシュガード６には、工具交換の際に工具Ｔを通すための開口６ａが画定されている。シャッタ７は、開口６ａに設けられている。シャッタ７は、図３に示されるような全開位置と、全閉位置（図６参照）と、の間を移動可能である。

【0025】

図３を参照して、工作機械１００は、シャッタ７を開閉させるための第１のモータＳＶ１を備えている。第１のモータＳＶ１は、カバー７ｃに固定されている。カバー７ｃは、スプラッシュガード６又は他の枠体等の固定された構成要素に固定されることができる。第１のモータＳＶ１のシャフトには、ねじ部７ａが連結されている。ねじ部７ａには、ナット部７ｂが係合している。ナット部７ｂは、シャッタ７に連結されている。ねじ部７ａ及びナット部７ｂは、カバー７ｃによって囲われており、これによって、クーラント及び切りくずから保護されている。第１のモータＳＶ１がねじ部７ａを回転させると、ナット部７ｂ及びシャッタ７がねじ部７ａに沿って移動する。シャッタ７の移動は、機械制御装置６０によって制御される。

【0026】

第１のモータＳＶ１は、例えば、サーボモータであることができ、エンコーダＥＮ１を含むことができる。この場合、エンコーダＥＮ１は、シャッタ７の位置を全開位置及び全閉位置の間の全域において検出可能なシャッタ位置検出器として機能する。具体的には、図２を参照して、機械制御装置６０のプロセッサ６１は、メモリ６２に記憶されたねじ部７ａ及びナット部７ｂのピッチと、エンコーダＥＮ１から受け取った第１のモータＳＶ１の回転量と、に基づいて、原点（例えば、全開位置又は全閉位置）からのシャッタ７の移動量を算出することができ、したがって、シャッタ７の位置を検出することができる。このように、エンコーダＥＮ１は、シャッタ位置検出器として機能することができる。

【0027】

工具交換装置５０は、複数の工具Ｔを収容し、主軸５に取り付けられる工具Ｔを交換するように構成されている。工具交換装置５０は、工具マガジン５１と、シフタ５２と、アーム５３と、を有している。

【0028】

工具マガジン５１は、複数の工具Ｔを収容する。工具マガジン５１は、例えば、マガジン本体５１ａと、複数の工具ポット保持部５１ｂと、を有している。図１を参照して、マガジン本体５１ａは、概ね、円環形状、又は、円形の無端形状（若しくは、閉じた線形状）を有している。マガジン本体５１ａは、主軸５の側方において、その無端形状がＹＺ平面に沿うように配置されている。マガジン本体５１ａの配置の方向は、これに限られない。

【0029】

マガジン本体５１ａは、例えば、フレーム５１ｃに設けられた複数のローラ５１ｄによって、回転可能に支持されることができる。マガジン本体５１ａは、ベルト、チェーン及び／又は歯車等を介して、モータ等の駆動装置に接続されている（不図示）。図２を参照して、マガジン本体５１ａは、Ｘ軸方向に平行な回転軸Ｏｍの周りに回転するように構成されている。マガジン本体５１ａの回転は、機械制御装置６０によって制御される。

【0030】

複数の工具ポット保持部５１ｂは、マガジン本体５１ａの無端形状に沿って配置されている。したがって、マガジン本体５１ａが回転するにつれて、複数の工具ポット保持部５１ｂは、ＹＺ平面に沿った円形の循環経路（又は、無端経路）を移動する。工具マガジン５１は、選択された工具ポット保持部５１ｂを、選択位置Ｓ１に配置するように構成されている。

【0031】

工具ポット保持部５１ｂの各々は、工具ポットＰを取外し可能に保持する。工具ポット保持部５１ｂは、例えば、工具ポットＰを保持するための板バネ等の弾性手段を含むことができる。工具ポットＰは、図示しない周知の手段を用いて、工具Ｔを取外し可能に収納する。

【0032】

シフタ５２は、選択位置Ｓ１にある工具ポット保持部４１ｂと、次工具待機位置Ｓ２と、の間で、工具ポットＰを移動可能である。シフタ５２は、主軸５と工具マガジン５１との間に配置されている。シフタ５２は、工具ポットＰをクランプ及びアンクランプすることが可能な、爪状のクランプ機構（不図示）を有している。シフタ５２は、回転軸Ｏｓｈの周りに回転可能である。シフタ５２は、回転軸Ｏｓｈの周りに、選択位置Ｓ１と、次工具待機位置Ｓ２と、の間を移動する。

【0033】

次工具待機位置Ｓ２は、工具マガジン５１の円周方向において、選択位置Ｓ１と同じ角度に位置する。また、次工具待機位置Ｓ２は、工具マガジン５１の半径方向において、選択位置Ｓ１よりも内側に位置する。選択位置Ｓ１と次工具待機位置Ｓ２との間の回転角度は、例えば９０°である。シフタ５２の回転動作は、例えばモータ（不図示）によって駆動されることができる。シフタ５２の回転動作は、機械制御装置６０によって制御される。

【0034】

図３を参照して、アーム５３は、主軸５と、次工具待機位置Ｓ２にある工具ポットＰと、の間で工具Ｔを交換する。アーム５３は、主軸５とシフタ５２との間に配置されている。アーム５３は、主軸５の回転軸Ｏｓｐと平行な回転軸Ｏａ周りの回転動作と、回転軸Ｏａに沿った並進動作と、が可能である。アーム５３は、ギアボックス５５に回転可能に且つ並進可能に取り付けられている。ギアボックス５５は、アーム５３を動作させるための歯車５３ｄ～５３ｇ（図４参照。詳しくは後述）を収容している。

【0035】

図３を参照して、アーム５３は、シャフト部５３ａと、アーム部５３ｂと、を有している。シャフト部５３ａは、回転軸Ｏａに沿って延びている。アーム部５３ｂは、シャフト部５３ａから径方向に両側に延在しており、その両端に工具を把持するための２つのグリッパー５３ｃを含んでいる。

【0036】

図４は、アーム５３が前進位置Ｓｔ１にあるときのアーム５３及びアーム駆動装置５４を示す概略側面図であり、図５は、アーム５３が後退位置Ｓｔ２にあるときのアーム５３及びアーム駆動装置５４を示す概略側面図である。図４を参照して、アーム５３のシャフト部５３ａは、第１のシャフト部５３ａ１と、第２のシャフト部５３ａ２と、継手５３ａ３と、を含んでいる。

【0037】

第１のシャフト部５３ａ１は、ギアボックス５５に対して回転可能に取り付けられており、回転軸Ｏａに沿って並進はしない。第２のシャフト部５３ａ２は、第１のシャフト部５３ａ１の径方向内側に配置されており、回転軸Ｏａに沿って第１のシャフト部５３ａ１の内側を並進する。第２のシャフト部５３ａ２には、アーム部５３ｂが固定されている。第２のシャフト部５３ａ２の一部には、回転軸Ｏａに沿って延びる突起を含むスプライン５３ａ４が設けられており、第１のシャフト部５３ａ１の内周面には対応する溝（不図示）が設けられている。このような構成によって、第１のシャフト部５３ａ１の回転動作が、第２のシャフト部５３ａ２及びそれに固定されたアーム部５３ｂに伝達される。継手５３ａ３は、第２のシャフト部５３ａ２に対して回転可能に取り付けられている。したがって、継手５３ａ３は、第２のシャフト部５３ａ２と共に並進するが、第２のシャフト部５３ａ２と共に回転はしない。

【0038】

工作機械１００は、アーム５３を動作させるためのアーム駆動装置５４を備えている。アーム駆動装置５４は、アーム部５３ｂを回転させるための第２のモータＳＶ２と、アーム部５３ｂを並進させるための第３のモータＳＶ３と、を有している。

【0039】

第２のモータＳＶ２のシャフトには、第１の傘歯車５３ｄが連結されている。アーム５３の第１のシャフト部５３ａ１には、第１の傘歯車５３ｄと噛み合う第２の傘歯車５３ｅが設けられている。第２のモータＳＶ２が第１の傘歯車５３ｄを回転させると、第２の傘歯車５３ｅ及び第１のシャフト部５３ａ１が回転軸Ｏａ周りに回転し、さらに、スプライン５３ａ４を介して第２のシャフト部５３ａ２及びアーム部５３ｂが回転軸Ｏａ周りに回転する。アーム部５３ｂの回転は、機械制御装置６０によって制御される。

【0040】

第２のモータＳＶ２は、例えば、サーボモータであることができ、エンコーダＥＮ２を含むことができる。この場合、エンコーダＥＮ２は、アーム部５３ｂの回転位置を全域において検出可能なアーム回転位置検出器として機能する。具体的には、機械制御装置６０のプロセッサ６１が、メモリ６２に記憶された第１の傘歯車５３ｄ及び第２の傘歯車５３ｅの間のギア比と、エンコーダＥＮ２から受け取った第２のモータＳＶ２の回転量と、に基づいて、原点（例えば、工具係合位置Ｓｒ１又はアーム待機位置Ｓｒ２（詳しくは後述））からのアーム部５３ｂの回転量を算出することができ、したがって、アーム部５３ｂの回転位置を検出することができる。このように、エンコーダＥＮ２は、アーム回転位置検出器として機能することができる。

【0041】

第３のモータＳＶ３のシャフトには、第３の傘歯車５３ｆが連結されており、第３の傘歯車５３ｆと噛み合う第４の傘歯車５３ｇが、ギアボックス５５に回転可能に取り付けられている。第４の傘歯車５３ｇとアーム５３の継手５３ａ３とは、クランク５３ｈによって連結されている。クランク５３ｈの連結部の一方は、第４の傘歯車５３ｇに固定されており、連結部の他方は、継手５３ａ３に対して回転可能に且つ図４において上下方向に移動可能に結合されている。第３のモータＳＶ３が第３の傘歯車５３ｆを回転させると、第４の傘歯車５３ｇ及びクランク５３ｈが回転し、これによって、継手５３ａ３を介して第２のシャフト部５３ａ２及びそれに固定されたアーム部５３ｂが回転軸Ｏａに沿って並進する。アーム部５３ｂの並進は、機械制御装置６０によって制御される。

【0042】

第３のモータＳＶ３は、例えば、サーボモータであることができ、エンコーダＥＮ３を含むことができる。この場合、エンコーダＥＮ３は、アーム部５３ｂの並進位置を全域において検出可能なアーム並進位置検出器として機能する。具体的には、機械制御装置６０のプロセッサ６１が、メモリ６２に記憶された第３の傘歯車５３ｆ及び第４の傘歯車５３ｇの間のギア比と、クランク５３ｈの連結部間の長さと、エンコーダＥＮ３から受け取った第３のモータＳＶ３の回転量と、に基づいて、原点（例えば、前進位置Ｓｔ１又は後退位置Ｓｔ２）からのアーム５３の並進量を算出することができ、したがって、アーム５３の並進位置を検出することができる。このように、エンコーダＥＮ３は、アーム並進位置検出器として機能することができる。

【0043】

図６～図１７は、シャッタ７及びアーム５３の動作を示す概略図であり、図６～図１７の各々において、左図は概略平面図であり、右図は概略正面図である。図６～図１７の例では、主軸５に取り付けられた長い工具Ｔ１と、次工具待機位置Ｓ２にある短い工具Ｔ２とが交換される。

【0044】

アーム５３の回転動作に関して、図６～図１７の右図を参照して、アーム５３は、主軸５に装着された工具Ｔ及び次工具待機位置Ｓ２にある工具Ｔに係合するための工具係合位置Ｓｒ１と（図８，９，１０，１１，１２，１３，１４の右図を参照）、アーム５３が待機するためのアーム待機位置Ｓｒ２と（図６，７，１５，１６，１７の右図を参照）、の間を回転可能である。

【0045】

図８の右図を参照して、工具係合位置Ｓｒ１においては、グリッパー５３ｃの一方が加工室Ｒ１に位置し他方が工具保管室Ｒ２に位置するように、アーム５３が配置される。工具係合位置Ｓｒ１においては、グリッパー５３ｃの一方が主軸５に装着された工具Ｔのホルダに係合し、他方が次工具待機位置Ｓ２にある工具Ｔのホルダに係合する。図６及び図８の右図を参照して、アーム待機位置Ｓｒ２（図６の右図）は、回転軸Ｏａを中心にして、工具係合位置Ｓｒ１（図８の右図）から時計回りに又は反時計回りに９０°離間している。図６の右図を参照して、アーム待機位置Ｓｒ２においては、グリッパー５３ｃの双方が工具保管室Ｒ２に位置するように、アーム５３が配置される。

【0046】

アーム５３の並進動作に関して、図６～図１７の左図を参照して、アーム５３は、工具Ｔを主軸５から取り外し且つ工具Ｔを次工具待機位置Ｓ２にある工具ポットＰから抜き出すための前進位置Ｓｔ１と（図９，１０，１１，１２の左図を参照）、工具Ｔを主軸５に係合させ且つ工具Ｔを次工具待機位置Ｓ２にある工具ポットＰに挿入するための後退位置Ｓｔ２と（図６，７，８，１３，１４，１５，１６，１７の左図を参照）、の間を回転軸Ｏａに沿って並進可能である。

【0047】

図１を参照して、機械制御装置６０は、制御プログラムに基づいて、工具交換装置５０の動作を制御する。また、機械制御装置６０は、ＮＣ装置７０により制御される構成要素（例えば、Ｘ軸駆動装置１２、Ｙ軸駆動装置１３、Ｚ軸駆動装置１１及び主軸５等）以外の工作機械１００中の他の機械構成要素の動作を制御することもできる。機械制御装置６０は、例えば、プロセッサ６１と、メモリ６２と、入力装置６３と、表示装置６４と、インターフェース６５と、を有することができ、これらの構成要素は例えばバス等によって互いに接続されている。機械制御装置６０は、他の構成要素を更に有してもよい。プロセッサ６１は、例えば、１つ又は複数のＣＰＵ（Central Processing unit）であることができる。

【0048】

メモリ６２は、例えば、ＲＯＭ（read only memory）、ＲＡＭ（random access memory）、及び、ハードディスクドライブ等の記憶装置を含むことができる。メモリ６２は、工具交換動作（詳しくは後述）の際に、プロセッサ６１がシャッタ７の位置に関連させてアーム５３の動作を制御するためのプログラムを記憶している。また、メモリ６２は、プロセッサ６１が実行する他の様々な制御プログラムを記憶することができる。また、メモリ６２は、シャッタ７の位置の算出に関連して、上記のねじ部７ａ及びナット部７ｂのピッチを記憶することができる。これによって、プロセッサ６１は、第１のモータＳＶ１のエンコーダＥＮ１から回転量を受信すると、メモリ６２に記憶されたねじ部７ａ及びナット部７ｂのピッチと、受信した回転量と、に基づいて、シャッタ７の位置を算出することができる。また、メモリ６２は、アーム部５３ｂの回転位置の算出に関連して、上記の第１の傘歯車５３ｄ及び第２の傘歯車５３ｅの間のギア比を記憶することができる。また、メモリ６２は、アーム部５３ｂの並進位置の算出に関連して、第３の傘歯車５３ｆ及び第４の傘歯車５３ｇの間のギア比、並びに、クランク５３ｈの連結部間の長さを記憶することができる。

【0049】

また、メモリ６２は、アーム５３の所定の動作と関連付けられたシャッタ７の１つ又は複数の所定の位置を記憶することができる。プロセッサ６１は、算出したシャッタ７の位置がメモリ６２に記憶されている所定の位置に一致すると、アーム５３の所定の動作を開始するように、第２のモータＳＶ２及び第３のモータＳＶ３の少なくとも一方に信号を送信する（詳しくは後述）。

【0050】

シャッタ７の所定の位置と関連付けられるアーム５３の所定の動作は、様々な動作を含むことができる。また、メモリ６２に記憶されるシャッタ７の所定の位置は、シャッタ７の全閉位置及び全開位置を含む、全閉位置と全開位置との間の任意の位置であることができる。

【0051】

図７，８を参照して、例えば、アーム５３の所定の動作は、シャッタ７が開いている最中に、アーム待機位置Ｓｒ２（図７の右図）から工具係合位置Ｓｒ１（図８の右図）への回転動作（９０°）である。この場合、メモリ６２に記憶されるシャッタ７の第１の所定の位置Ｓｓ１（図７，８の左図参照）は、アーム５３がシャッタ７に接触しないように全閉位置から離れた位置である。

【0052】

なお、図６及び図７の段階において主軸５は既に工具交換のための位置まで移動を完了しているが、先にアーム５３が回転動作し、後から主軸５が図６～図８に図示されている工具交換の位置まで移動してもよい。図８の段階までは、主軸５の移動及びアーム５３の回転の動作完了はどちらが先であってもよい。アーム５３が先に動作完了している場合には、主軸５は、保持する工具がグリッパー５３ｃに係合できる方向からアーム５３に接近すればよい。

【0053】

また、図８，９を参照して、例えば、アーム５３の所定の動作は、シャッタ７が開いている最中に、後退位置Ｓｔ２（図８の左図）から前進位置Ｓｔ１（図９の右図）への並進動作である。この場合、メモリ６２に記憶されるシャッタ７の第２の所定の位置Ｓｓ２は、前進したアーム部５３ｂがシャッタ７に接触しないように全閉位置から離れた位置であることができる。代替的に、アーム５３は、シャッタ７が開き終わった後に（図１２参照）、後退位置Ｓｔ２から前進位置Ｓｔ１へ並進してもよい。この場合、メモリ６２に記憶されるシャッタ７の第４の所定の位置Ｓｓ４は、全開位置であることができる。

【0054】

また、図１０，１１を参照して、例えば、アーム５３の所定の動作は、シャッタ７が開いている最中に、工具Ｔ１と工具Ｔ２とを交換するべく、一方の工具係合位置Ｓｒ１（図１０参照）から他方の工具係合位置Ｓｒ１（図１１参照）への回転動作（１８０°）である。この場合、メモリ６２に記憶されるシャッタ７の第３の所定の位置Ｓｓ３は、アーム５３に保持されている工具Ｔ１，Ｔ２（特に、長い工具Ｔ１）がシャッタ７に接触しないように全閉位置から離れた位置であることができる。代替的に、アーム５３は、シャッタ７が開き終わった後に（図１２参照）、工具Ｔ１と工具Ｔ２とを交換するべく１８０°回転してもよい。この場合、メモリ６２に記憶されるシャッタ７の第４の所定の位置Ｓｓ４は、全開位置であることができる。

【0055】

また、図１４，１５を参照して、例えば、アーム５３の所定の動作は、工具Ｔ１，Ｔ２の交換が完了した後にシャッタ７が閉じている最中に、工具係合位置Ｓｒ１（図１４の右図）からアーム待機位置Ｓｒ２（図１５の右図）への回転動作（９０°）である。この場合、メモリ６２に記憶されるシャッタ７の第５の所定の位置Ｓｓ５（図１５の左図参照）は、アーム５３がシャッタ７に接触しないように全閉位置から離れた位置であることができる。

【0056】

メモリ６２は、シャッタ７の所定の位置を、工具の特徴に応じて、工具毎に記憶することができる。また、メモリ６２は、例えば、シャッタ７の移動速度、アーム５３の並進速度、及び、アーム５３の回転速度のうちの少なくとも１つを、工具の特徴に応じて工具毎に記憶することができる。

【0057】

例えば、メモリ６２は、シャッタ７の所定の位置を、工具の長さ（例えば、長い、標準、及び、短い等）に応じて、工具毎に記憶することができる。例えば、上記のように、シャッタ７が開いている最中にアーム５３が工具Ｔ１と工具Ｔ２とを交換するべく１８０°回転する場合（図１０，１１参照）、シャッタ７の第３の所定の位置Ｓｓ３は、アーム５３に保持されている工具Ｔ１，Ｔ２（特に、長い工具Ｔ１）がシャッタ７に接触しないように、全閉位置から離れた位置でなければならない。したがって、長い工具Ｔ１には、短い工具Ｔ２と比較して、全閉位置からより離れた位置が記憶される。なお、アーム５３が長い工具Ｔ１と短い工具Ｔ２とを保持している場合には、プロセッサ６１は、安全のために、長い工具Ｔ１に対して記憶された位置を用いることに留意すべきである。

【0058】

また、例えば、メモリ６２は、シャッタ７の所定の位置を、工具の重さ（例えば、重い、標準、及び、軽い等）に応じて、工具毎に記憶することができる。例えば、上記のように、シャッタ７が開いている最中にアーム５３が工具Ｔを交換するべく１８０°回転する場合（図１０，１１参照）、シャッタ７の第３の所定の位置Ｓｓ３は、アーム５３に保持されている工具Ｔがシャッタ７に接触しないように、全閉位置から離れた位置でなければならない。このとき、アーム５３が重い工具Ｔを保持している場合、アーム５３の回転が遅くなる可能性がある。また、アーム５３が重い工具Ｔを保持している場合、工具Ｔの接触によってシャッタ７が大きく破損する可能性がある。したがって、重い工具Ｔには、軽い工具Ｔと比較して、全閉位置からより離れた位置が記憶される。なお、アーム５３が重い工具Ｔと軽い工具Ｔとを保持している場合には、プロセッサ６１は、安全のために、重い工具Ｔに対して記憶された位置を用いることに留意すべきである。

【0059】

また、例えば、メモリ６２は、シャッタ７の移動速度を、工具の精度（例えば、高精度及び標準等）に応じて、工具毎に記憶することができる。例えば、図１１，１２を参照して、工作機械１００は、工具Ｔのシャンク部分に付着したほこり及び／又は切りくずを取り除くために、ブロワ８を有することができる。ブロワ８は、例えば、主軸５又はその他の構成要素に設けられることができる。ブロワ８は、主軸５に工具Ｔが取り付けられる前に、工具Ｔのシャンク部分に気体（例えば、空気）を吹き付けることができる。シャンク部分に気体を吹き付けるときには、アーム５３を前後に並進させることによって、工具Ｔを往復移動させてもよい。これによって、工具Ｔのシャンク部分に付着したほこり及び／又は切りくずを効率的に取り除くことができる。アーム５３が高精度の工具Ｔを保持している場合、シャンク部分にほこり及び／又は切りくずが付着したまま工具Ｔが主軸５に取り付けられると、高い加工精度が得られない可能性がある。したがって、アーム５３が高精度の工具Ｔを保持している場合、シャンク部分により長い期間気体を吹き付けるために、シャッタ７の移動を遅くすることが好ましい。したがって、高精度の工具Ｔには、標準の工具Ｔと比較して、シャッタ７に対して低い移動速度が設定されることができる。

【0060】

入力装置６３は、例えば、マウス、キーボード及び機械式のボタン等を含むことができ、表示装置６４は、例えば、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイ等を含むことができる。入力装置６３及び表示装置６４として、タッチパネルが使用されてもよい。インターフェース６５は、機械制御装置６０を外部装置に接続するためのインターフェース回路を有することができる。

【0061】

ＮＣ装置７０は、ＮＣプログラムに基づいて、上記のＸ軸駆動装置１２、Ｙ軸駆動装置１３、Ｚ軸駆動装置１１、及び、主軸５を制御するように構成されている。ＮＣ装置７０は、機械制御装置６０と同様に、例えば、プロセッサ、メモリ、入力装置、表示装置、及び、インターフェース等の構成要素を有することができる。機械制御装置６０及びＮＣ装置７０は、互いに通信可能であってもよく、必要なときには協働することができる。

【0062】

次に、工作機械１００の工具交換動作について説明する。以下の工具交換動作の間、プロセッサ６１は、メモリ６２を参照しながらシャッタ７が所定の位置Ｓｓ１～Ｓｓ５に到達したか否かを判断し、メモリ６２に記憶されているプログラムにしたがってシャッタ７の位置に関連させてアーム５３の動作を制御する。

【0063】

図２を参照して、先ず、機械制御装置６０のプロセッサ６１が工具マガジン５１の駆動装置に信号を送り、工具マガジン５１が所望の工具Ｔ２を選択位置Ｓ１に移動させる。これによって、シフタ５２が、工具Ｔ２を保持する工具ポットＰを保持する。続いて、プロセッサ６１が、シフタ５２の駆動装置に信号を送り、シフタ５２が選択位置Ｓ１から次工具待機位置Ｓ２へと回転する。図６を参照して、この時点で、主軸５には長い工具Ｔ１が取り付けられており、次工具待機位置Ｓ２には短い工具Ｔ２が位置している。シャッタ７は、全閉位置Ｓｓ０に位置する。

【0064】

図７を参照して、プロセッサ６１が第１のモータＳＶ１に信号を送り、シャッタ７が全閉位置Ｓｓ０から全開位置Ｓｓ４へと向かって移動を開始する。シャッタ７は、第１の所定の位置Ｓｓ１に到達する。

【0065】

図８を参照して、エンコーダＥＮ１からの信号に基づいて、シャッタ７がメモリ６２に記憶されている第１の所定の位置Ｓｓ１に到達したとプロセッサ６１が判断すると、プロセッサ６１が第２のモータＳＶ２に信号を送り、アーム５３がアーム待機位置Ｓｒ２から工具係合位置Ｓｒ１へと回転する（図８の右図参照）。

【0066】

図９を参照して、引き続きシャッタ７が全開位置Ｓｓ４へと向かって移動を続け、シャッタ７が、第２の所定の位置Ｓｓ２に到達する。エンコーダＥＮ１からの信号に基づいて、シャッタ７がメモリ６２に記憶されている第２の所定の位置Ｓｓ２に到達したとプロセッサ６１が判断すると、プロセッサ６１が第３のモータＳＶ３に信号を送り、アーム５３が後退位置Ｓｔ２から前進位置Ｓｔ１へと並進する。これによって、主軸５から工具Ｔ１が取り外され、次工具待機位置Ｓ２にある工具ポットＰから工具Ｔ２が引き抜かれる。

【0067】

図１０を参照して、引き続きシャッタ７が全開位置Ｓｓ４へと向かって移動を続け、シャッタ７が、第３の所定の位置Ｓｓ３に到達する。

【0068】

図１１を参照して、エンコーダＥＮ１からの信号に基づいて、シャッタ７がメモリ６２に記憶されている第３の所定の位置Ｓｓ３に到達したとプロセッサ６１が判断すると、プロセッサ６１が第２のモータＳＶ２に信号を送り、アーム５３が反対側の工具係合位置Ｓｒ１へと１８０°回転する。これによって、長い工具Ｔ１は次工具待機位置Ｓ２側に移動し、短い工具Ｔ２は主軸５側に移動する。また、プロセッサ６１は、ブロワ８に信号を送り、気体が工具Ｔ２のシャンク部に吹き付けられる。

【0069】

図１２を参照して、引き続きシャッタ７が全開位置Ｓｓ４へと向かって移動を続け、シャッタ７が、全開位置Ｓｓ４に到達する。

【0070】

図１３を参照して、エンコーダＥＮ１からの信号に基づいて、シャッタ７がメモリ６２に記憶されている全開位置Ｓｓ４に到達したとプロセッサ６１が判断すると、プロセッサ６１が第３のモータＳＶ３に信号を送り、アーム５３が前進位置Ｓｔ１から後退位置Ｓｔ２に移動する。これによって、長い工具Ｔ１は次工具待機位置Ｓ２に保持された工具ポットＰに挿入され、短い工具Ｔ２は主軸５に取り付けられる。また、プロセッサ６１は、ブロワ８に信号を送り、ブロワ８が停止する。

【0071】

図１４を参照して、エンコーダＥＮ３からの信号に基づいて、アーム５３が前進位置Ｓｔ１から後退位置Ｓｔ２に移動したとプロセッサ６１が判断すると、プロセッサ６１が第１のモータＳＶ１に信号を送り、シャッタ７が全開位置Ｓｓ４から全閉位置Ｓｓ０へと向かって移動を開始する。

【0072】

図１５を参照して、シャッタ７が第５の所定の位置Ｓｓ５に到達する。エンコーダＥＮ１からの信号に基づいて、シャッタ７がメモリ６２に記憶されている第５の所定の位置Ｓｓ５に到達したとプロセッサ６１が判断すると、プロセッサ６１が、アーム５３が工具係合位置Ｓｒ１からアーム待機位置Ｓｒ２への回転を完了していることを確認する（図１５の右図参照）。回転が完了していない場合には、シャッタの移動を止める。

【0073】

図１６を参照して、アーム５３がアーム待機位置Ｓｒ２へと回転した後に、プロセッサ６１は、シフタ５２に信号を送り、シフタ５２が次工具待機位置Ｓ２から選択位置Ｓ１へと回転する（図１６の左図参照）。これによって、工具Ｔ１が工具マガジン５１に戻される。また、引き続き、シャッタ７は全閉位置Ｓｓ０へと向かって移動を続ける。

【0074】

図１７を参照して、シャッタ７が全閉位置Ｓｓ０に到達し、一連の工具交換動作が終了する。

【0075】

以上のように、実施形態に係る工作機械１００では、エンコーダＥＮ１で検出されたシャッタ７の位置と、アーム５３の動作と関連付けられ且つメモリ６２に記憶されたシャッタ７の所定の位置Ｓｓ１～Ｓｓ５とに基づいて、アーム５３の動作が実行される。エンコーダＥＮ１はシャッタ７の位置を全開位置Ｓｓ４及び全閉位置Ｓｓ０の間の全域において検出することができるので、記憶しておくシャッタ７の位置を調節することによって、アーム５３の動作を実行するタイミングを調整することができる。したがって、アーム５３の動作を実行するタイミングをシャッタ７の動作と関連付けて最適化することができ、これによって、工具交換時間を短縮することができる。

【0076】

また、実施形態に係る工作機械１００では、アーム５３は、主軸５に装着された工具Ｔ及び次工具待機位置Ｓ２にある工具Ｔに係合するための工具係合位置Ｓｒ１と、当該アーム５３が待機するためのアーム待機位置Ｓｒ２と、の間を回転可能であり、且つ、工具Ｔを主軸５から取り外すための前進位置Ｓｔ１と、工具Ｔを主軸５と係合させるための後退位置Ｓｔ２と、の間をアーム５３の回転軸Ｏａに沿って並進可能であり、工作機械１００は、アーム５３を回転させるための第２のモータＳＶ２と、アーム５３を並進させるための第３のモータＳＶ３と、を備えており、機械制御装置６０は、エンコーダＥＮ１で検出されたシャッタ７の位置と、メモリ６２に記憶されたシャッタ７の所定の位置Ｓｓ１～Ｓｓ５とに基づいて、アーム５３の回転動作及び並進動作の少なくとも一方を制御するように、第２のモータＳＶ２及び第３のモータＳＶ３の少なくとも一方を制御する。したがって、アーム５３の回転及び並進が別々の第２のモータＳＶ２及び第３のモータＳＶ３によって操作されるので、アーム５３の動作を更に細かく調整することができる。

【0077】

また、実施形態に係る工作機械１００では、機械制御装置６０は、エンコーダＥＮ１が、シャッタ７が全閉位置Ｓｓ０から所定の位置Ｓｓ１（図７，８の左図参照）に移動したことを検出したときに、アーム５３をアーム待機位置Ｓｒ２から工具係合位置Ｓｒ１へと回転させるように、第２のモータＳＶ２を制御する。したがって、シャッタ７が開いている最中に同時にアーム５３も回転するので、アーム５３の回転動作をより早く終了することができる。

【0078】

また、実施形態に係る工作機械１００は、アーム５３の並進位置を前進位置Ｓｔ１と後退位置Ｓｔ２との間の全域において検出可能なエンコーダＥＮ３を備えており、機械制御装置６０は、エンコーダＥＮ３が、アーム５３が前進位置Ｓｔ１から後退位置Ｓｔ２（図１３の左図参照）に移動したことを検出したときに、シャッタ７を全開位置Ｓｓ４から全閉位置Ｓｓ０へと向けて移動を開始させるように、第１のモータＳＶ１を制御し、続いて、エンコーダＥＮ１が、シャッタ７が全開位置Ｓｓ４から所定の位置Ｓｓ５（図１５の左図参照）に移動したことを検出したときに、アーム５３を工具係合位置Ｓｒ１からアーム待機位置Ｓｒ２（図１５の右図参照）へと向けて回転を開始させるように、第２のモータＳＶ２を制御する。したがって、アーム５３が後退位置Ｓｔ２に移動する（すなわち、工具Ｔが主軸５に取り付けられる）とシャッタ７が閉まり始め、シャッタ７が閉まっている最中に同時にアーム５３も回転するので、アーム５３の回転動作をより早く終了することができる。

【0079】

工作機械の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されない。当業者であれば、上記の実施形態の様々な変形が可能であることを理解するだろう。

【0080】

例えば、上記の実施形態では、長い工具Ｔ１が次工具待機位置Ｓ２側に移動し短い工具Ｔ２が主軸５側に移動した後に（図１１の左図参照）、アーム５３が全開位置Ｓｓ４まで移動している（図１２左図参照）。しかしながら、他の実施形態では、アーム５３は、第３の位置Ｓｓ３（図１１の左図参照）で並進を停止してもよく、全開位置Ｓｓ４まで移動しなくてもよい。この場合、アーム５３の停止位置Ｓｓ３は、工具Ｔの長さに応じて変わり、メモリ６２は、工具Ｔの長さに応じてアーム５３の停止位置Ｓｓ３を記憶する。

【符号の説明】

【0081】

５ 主軸
６ スプラッシュガード（加工室と工具保管室とを仕切る壁）
６ａ 開口
７ シャッタ
５３ アーム
６０ 機械制御装置（制御装置）
６１ プロセッサ
６２ メモリ
１００ 工作機械
ＥＮ１ エンコーダ（シャッタ位置検出器）
ＥＮ２ エンコーダ（アーム回転位置検出器）
ＥＮ３ エンコーダ（アーム並進位置検出器）
Ｏａ アームの回転軸
Ｒ１ 加工室
Ｒ２ 工具保管室
Ｓ２ 次工具待機位置
Ｓｒ１ 工具係合位置
Ｓｒ２ アーム待機位置
Ｓｓ１～Ｓｓ５ シャッタの所定の位置
Ｓｔ１ 前進位置
Ｓｔ２ 後退位置
ＳＶ１ 第１のモータ
ＳＶ２ 第２のモータ
ＳＶ３ 第３のモータ
Ｔ，Ｔ１，Ｔ２ 工具

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】