(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】2023-07-18
(45)【発行日】2023-07-26
(54)【発明の名称】工作機械
(51)【国際特許分類】
B23B 25/00 20060101AFI20230719BHJP
B23B 1/00 20060101ALI20230719BHJP
B23Q 1/76 20060101ALI20230719BHJP
B23Q 11/10 20060101ALI20230719BHJP
B23Q 11/00 20060101ALI20230719BHJP
B25J 9/06 20060101ALI20230719BHJP
B23Q 17/00 20060101ALI20230719BHJP
B23Q 7/04 20060101ALI20230719BHJP
【ＦＩ】
B23B25/00 Z
B23B1/00 G
B23Q1/76 R
B23Q11/10 A
B23Q11/00 P
B25J9/06 B
B23Q17/00 A
B23Q7/04 M
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2019144867
(22)【出願日】2019-08-06
(65)【公開番号】P2021024047
(43)【公開日】2021-02-22
【審査請求日】2022-03-31
(73)【特許権者】
【識別番号】000149066
【氏名又は名称】オークマ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001210
【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】森村 章一
【審査官】永田 和彦
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－９８４７９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－２０２５４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－２１３６５８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－５５３７０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６１－２１４９４３（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭６１－４１４７８（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２０１２－１６７９１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－２０４０２（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭５９－６６５８９（ＪＰ，Ｕ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２３Ｂ １／００，２５／００，
Ｂ２３Ｑ １／７６，７／０４，１１／００，１１／１０，
１７／００，１７／０９，
Ｂ２５Ｊ ９／０６，１５／００－１７／０２，
Ｂ２３Ｐ ２３／００－２３／０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
１以上の工具を保持する刃物台であり、第一軸に平行な方向、及び前記第一軸に直交する第二軸に平行な方向に直進移動する刃物台と、前記第二軸に平行な軸回りに回転可能にワークを保持するワーク主軸装置と、
加工室内に設けられ、複数の関節と、前記関節を連結する複数のリンクとを有する機内ロボットと、
を備え、前記機内ロボットの前記複数の関節は、
前記第二軸に平行な軸回りに回転する基礎関節と、
前記基礎関節の回転軸に直交する単一の直交軸と平行な軸回りに回転し、前記基礎関節よりも先端側に配置された複数の平行関節と、
を備え、前記基礎関節の回転軸は、前記ワーク主軸装置の回転軸とずれており、
前記機内ロボットは、前記基礎関節を回転させることで、前記複数の平行関節の回転軸が前記第一軸及び前記第二軸に直交する第三軸と平行になる第一工具追従姿勢と、前記第一工具追従姿勢に対して前記基礎関節を１８０度回転した第二工具追従姿勢とに変化可能で、前記複数のリンクのうちの先端のリンク以外のリンクは、前記機内ロボットが前記第一工具追従姿勢と前記第二工具追従姿勢のいずれの場合にも、前記刃物台及び前記刃物台に保持される前記工具と干渉しない位置に取り付けられ、
前記先端のリンクの先端は前記直交軸と平行な方向に分岐されてそれぞれに第一エンドエフェクタ及び第二エンドエフェクタが着脱自在に取り付けられ、
前記第一工具追従姿勢及び前記第二工具追従姿勢で前記第一エンドエフェクタと前記第二エンドエフェクタを使い分ける
ことを特徴とする工作機械。
【請求項2】
前記先端のリンクとそれに隣接するリンクの接合部分において、前記先端のリンクおよびそれに隣接するリンクの一方のリンクの接合部が前記直交軸と平行な軸方向かつ他方のリンク側に向かって突出し、これにより、当該隣接する２つのリンクを前記直交軸と平行な軸方向に重ねたときに隙間が生じ、
前記第一エンドエフェクタと前記第二エンドエフェクタの少なくとも１つは、前記隣接する２つのリンクを重ねたときの前記隙間を通過し得るような高さに設定される
ことを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
【請求項3】
前記第一エンドエフェクタと前記第二エンドエフェクタの少なくとも１つは、ハンド、ローラ、流体ノズルのいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
【請求項4】
前記第一エンドエフェクタ及び前記第二エンドエフェクタは、互いに異なる機能を有し、前記第一工具追従姿勢及び前記第二工具追従姿勢で前記第一エンドエフェクタと前記第二エンドエフェクタとがそれぞれ有する前記異なる機能を使い分ける
ことを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
【請求項5】
前記第一エンドエフェクタは、前記先端のリンクに、第一の平行関節を介して接続されており、
前記第二エンドエフェクタは、前記先端のリンクに、第二の平行関節を介して接続されている
ことを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は工作機械に関し、特に機内ロボットを備える工作機械に関する。
【背景技術】
【0002】
工作機械は、さらなる自動化が求められている。その１つの解決策として、工作機械の機内にロボットを用いることが挙げられる。ロボットを用いることで、工具・ワークの着脱、機内・工具・ワーク等の清掃、切粉の巻き付き防止、ワークのビビリ防止等、多種多様な作業を行うことができる。
【0003】
ロボットの構成に関し、特許文献１には、軸方向に移動位置決めされるとともに旋回位置決めされる枢軸の先端に第１アームを直角に設け、第１アーム端に旋回位置決め可能でＴ字型を形成するように第２アームを設け、第２アームの両端対称位置にグリッパを外端に有するシリンダ体を油圧旋回手段で反動可能に設け、シリンダ体のピストンロッドをグリッパの開閉部材に連結したロボット用ハンドが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】実開昭５９－６６５８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
工作機械の中にロボットを搭載しようとすると、ロボットをコンパクトに収めることが大きな課題となる。このため、本願出願人は、先に特開２０１９－９８４７９号公報にて、３軸スカラロボットを根元で回転する構造とし、リンクの位置を刃物台に干渉しない高さに設定することでコンパクトなロボットを実現している。
【0006】
但し、工作機械の中にロボットを搭載して多種多様な作業を実現する場合、エンドエフェクタを使い分ける必要がある。作業内容毎にエンドエフェクタを交換すると時間がかかってしまうので、加工以外の無駄な時間が生じてしまう。一般的なロボットでは、複数の機能を持った大きなエンドエフェクタを用いるが、工作機械の中に搭載されるロボットではこのような大きなエンドエフェクタを用いることができない場合が多い。特開２０１９－９８４７９号公報においても、エンドエフェクタの取り得る姿勢には制約があり、より容易にエンドエフェクタを使い分け得る構成が望まれている。
【0007】
本発明の目的は、容易にエンドエフェクタの使い分けが可能なロボットを備える工作機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の工作機械は、１以上の工具を保持する刃物台であり、第一軸に平行な方向、及び前記第一軸に直交する第二軸に平行な方向に直進移動する刃物台と、前記第二軸に平行な軸回りに回転可能にワークを保持するワーク主軸装置と、加工室内に設けられ、複数の関節と、前記関節を連結する複数のリンクとを有する機内ロボットと、を備え、前記機内ロボットの前記複数の関節は、前記第二軸に平行な軸回りに回転する基礎関節と、前記基礎関節の回転軸に直交する単一の直交軸と平行な軸回りに回転し、前記基礎関節よりも先端側に配置された複数の平行関節と、を備え、前記基礎関節の回転軸は、前記ワーク主軸装置の回転軸とずれており、前記機内ロボットは、前記基礎関節を回転させることで、前記複数の平行関節の回転軸が前記第一軸及び前記第二軸に直交する第三軸と平行になる第一工具追従姿勢と、前記第一工具追従姿勢に対して前記基礎関節を１８０度回転した第二工具追従姿勢とに変化可能で、前記複数のリンクのうちの先端のリンク以外のリンクは、前記機内ロボットが前記第一工具追従姿勢と前記第二工具追従姿勢のいずれの場合にも、前記刃物台及び前記刃物台に保持される前記工具と干渉しない位置に取り付けられ、前記先端のリンクの先端は前記直交軸と平行な方向に分岐されてそれぞれに第一エンドエフェクタ及び第二エンドエフェクタが着脱自在に取り付けられ、前記第一工具追従姿勢及び前記第二工具追従姿勢で前記第一エンドエフェクタと前記第二エンドエフェクタを使い分けることを特徴とする。
【0009】
本発明において、機内ロボットの基礎関節を第二軸、すなわちワークを回転可能に保持するワーク主軸装置の回転軸に平行な軸の回りに回転させることで機内ロボットを第一工具追従姿勢と第二工具追従姿勢との間で変化するので、第１工具追従姿勢において第１エンドエフェクタを使用し、第二工具追従姿勢で第２エンドエフェクタを使用することによって、作業内容毎に交換することなくエンドエフェクタが使い分けられる。また、機内ロボットの複数のリンクのうちの先端のリンク以外のリンクは、機内ロボットが第一工具追従姿勢と第二工具追従姿勢のいずれの場合にも、刃物台及び刃物台に保持される工具と干渉しない位置に取り付けられることで、エンドエフェクタの工具に対する追従動作による加工の補助・監視作業が担保される。
【0012】
本発明のさらに他の実施形態では、前記先端のリンクとそれに隣接するリンクの接合部分において、前記先端のリンクおよびそれに隣接するリンクの一方のリンクの接合部が前記直交軸と平行な軸方向かつ他方のリンク側に向かって突出し、これにより、当該隣接する２つのリンクを前記直交軸と平行な軸方向に重ねたときに隙間が生じ、前記第一エンドエフェクタと前記第二エンドエフェクタの少なくとも１つは、前記隣接する２つのリンクを重ねたときの前記隙間を通過し得るような高さに設定される。
【0013】
本発明のさらに他の実施形態では、前記第一エンドエフェクタと前記第二エンドエフェクタの少なくとも１つは、ハンド、ローラ、流体ノズルのいずれかである。
【0015】
本発明のさらに他の実施形態では、前記第一エンドエフェクタ及び前記第二エンドエフェクタは、互いに異なる機能を有し、前記第一工具追従姿勢及び前記第二工具追従姿勢で前記第一エンドエフェクタと前記第二エンドエフェクタとがそれぞれ有する前記異なる機能を使い分ける。
本発明のさらに他の実施形態では、前記第一エンドエフェクタは、前記先端のリンクに、第一の平行関節を介して接続されており、前記第二エンドエフェクタは、前記先端のリンクに、第二の平行関節を介して接続されている。
本発明のさらに他の実施形態では、前記第一エンドエフェクタは、前記先端のリンクに、第一の平行関節を介して接続されており、前記第二エンドエフェクタは、前記先端のリンクに、第二の平行関節を介して接続されている。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、エンドエフェクタの使い分けが可能となり、エンドエフェクタの交換頻度を下げて工作機械の非加工時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】実施形態の工作機械の構成図である。
【図2】実施形態の機内ロボットの斜視図である。
【図3】実施形態の機内ロボットの第一工具追従姿勢における斜視図である。
【図4】実施形態の機内ロボットの第二工具追従姿勢における斜視図である。
【図5】実施形態の機内ロボットの第一工具追従姿勢におけるリンクと刃物台の位置関係を示す説明図である。
【図6】実施形態の機内ロボットの第二工具追従姿勢におけるリンクと刃物台の位置関係を示す説明図である。
【図7】他の実施形態の機内ロボットの斜視図である。
【図8】他の実施形態の機内ロボットの第一工具追従姿勢における斜視図である。
【図9】他の実施形態の機内ロボットの第二工具追従姿勢における斜視図である。
【図10】変形例の機内ロボットの斜視図である。
【図11】他の変形例の機内ロボットの第一工具追従姿勢における斜視図である。
【図12】他の変形例の機内ロボットの第二工具追従姿勢における斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
【0019】
図１は、工作機械１０の構成を示す。以下の説明では、ワーク主軸３２のワーク回転軸Ｒｗと平行な方向をＺ軸、刃物台１８のＺ軸と直交する移動方向と平行な方向をＸ軸、Ｘ軸およびＺ軸に直交する方向をＹ軸と呼ぶ。また、Ｚ軸においては、ワーク主軸３２から心押台１６に近づく向きをプラス方向、Ｘ軸においては、ワーク主軸３２から刃物台１８に近づく向きをプラス方向、Ｙ軸においては、ワーク主軸３２から上に向かう向きをプラス方向とする。また、以下の説明において、エンドエフェクタ４０が「アクセスする」とは、機内ロボット２０に取り付けられたエンドエフェクタ４０が、当該エンドエフェクタ４０の目的を達成できる位置まで対象物に接近することを意味する。
【0020】
工作機械１０は、自転するワーク１１０に刃物台１８で保持した工具１００を当てることで、ワーク１１０を加工する旋盤である。より具体的には、工作機械１０は、ＮＣ（Numerical Control）制御されるとともに、複数の工具１００を保持するタレット１９を備えたターニングセンタである。工作機械１０の加工室１２の周囲は、カバー（一部図示せず）で覆われている。加工室１２の前面には、大きな開口部が形成されており、この開口部は、ドア（図示せず）により開閉される。工作機械１０のオペレータは、この開口部を介して、加工室１２内の各部にアクセスする。加工中、開口部に設けられたドアは閉鎖される。安全性や環境性等を担保するためである。
【0021】
工作機械１０は、ワーク１１０の一端を自転可能に保持するワーク主軸装置と、工具１００を保持する刃物台１８と、ワーク１１０の他端を支える心押台１６とを備える。ワーク主軸装置は、駆動用モータ等を内蔵した主軸台と、当該主軸台に取り付けられたワーク主軸３２を備えている。ワーク主軸３２は、ワーク１１０を着脱自在に保持するチャック３３やコレットを備えており、保持するワーク１１０を適宜、交換できる。また、ワーク主軸３２およびチャック３３は、水平方向（図１におけるＺ軸方向）に延びるワーク回転軸Ｒｗを中心として自転する。
【0022】
心押台１６は、Ｚ軸方向に、ワーク主軸３２と対向して配置され、ワーク主軸３２で保持されたワーク１１０の他端を支える。心押台１６は、その中心軸が、ワーク回転軸Ｒｗと一致するような位置に設置される。心押台１６には、先端が円錐形に尖ったセンタが取り付けられており、加工中は、当該センタの先端を、ワーク１１０の中心点に当接させる。心押台１６は、ワーク１１０に対して接離できるように、Ｚ軸方向に移動可能である。
【0023】
刃物台１８は、工具１００、例えば、バイトと呼ばれる工具を保持する。この刃物台１８は、Ｚ軸、すなわち、ワーク１１０の軸と平行な方向に移動可能である。また、刃物台１８は、Ｘ軸と平行な方向、すなわち、ワーク１１０の径方向に延びるガイドレールに載置されており、Ｘ軸と平行な方向にも進退できる。
【0024】
なお、図１に示すように、Ｘ軸は、加工室１２の開口部からみて、奥側に進むにつれ上方に進むように、水平方向に対して傾斜している。刃物台１８の先端には、複数の工具１００を保持可能なタレット１９が設けられる。タレット１９は、Ｚ軸に平行な軸を中心として回転可能である。タレット１９が回転することで、ワーク１１０の加工に用いられる工具１００が適宜、変更される。刃物台１８をＺ軸と平行な方向に移動することで、タレット１９に保持された工具１００は、Ｚ軸と平行な方向に移動する。また、刃物台１８をＸ軸と平行な方向に移動させることで、タレット１９に保持された工具１００は、Ｘ軸に平行な方向に移動する。刃物台１８をＸ軸に平行な方向に移動させることで、工具１００によるワーク１１０の切り込み量等が変更される。つまり、刃物台１８に取り付けられた工具１００は、ＸＺ平面と平行な平面内で移動可能である。以下では、この工具１００の移動平面を、「工具移動平面」と呼ぶ。
【0025】
加工室１２内には、機内ロボット２０が搭載される。図１の例では、機内ロボット２０の根元は、加工室１２の壁面のうち、ワーク主軸３２が突出する壁面に取り付けられる。また、機内ロボット２０の根元は、ワーク主軸３２より上方、かつ、ドア寄りに位置している。機内ロボット２０は、加工の補助や各種センシング、補助的作業等に用いられる。
【0026】
制御装置３６は、工作機械１０のオペレータからの指示に応じて、工作機械１０の各部の駆動を制御する。この制御装置３６は、例えば、各種演算を行うＣＰＵと、各種制御プログラムや制御パラメータを記憶するメモリとを含んで構成される。また、制御装置３６は、通信機能を有しており、他の装置との間で各種データ、例えば、ＮＣプログラムデータ等を授受できる。制御装置３６は、例えば、工具１００やワーク１１０の位置を随時演算する数値制御装置を含んでもよい。また、制御装置３６は、単一の装置でもよいし、複数の演算装置を組み合わせて構成されてもよい。
【0027】
図２は、機内ロボット２０の構成を示す。機内ロボット２０は、複数のリンクと、各リンクを連結する複数の関節Ｊ１～Ｊ５を備える多関節ロボットである。各関節Ｊ１～Ｊ５には、モータ等のアクチュエータが取り付けられ、アクチュエータの駆動は、制御装置３６からの制御信号により制御される。
【0028】
各関節Ｊ１～Ｊ５は、図中矢印で示す方向に回転可能で、最も根元側に位置する関節Ｊ１を基礎関節、関節Ｊ１よりも先端側に隣接して位置する関節Ｊ２～Ｊ５を平行関節と称する。基礎関節としての関節Ｊ１は、ワーク主軸３２と平行なＺ軸回りの回転軸を有している。但し、関節Ｊ１の回転軸は、ワーク主軸３２の回転軸よりも上方、かつ手前側（ドア寄り）にずれている。平行関節としての関節Ｊ２～Ｊ５は、互いに平行な軸回りに回転する回転関節であり、関節Ｊ１の回転軸と直交する回転軸を有する。
【0029】
また、機内ロボット２０の先端には、末端のリンク及び関節Ｊ４を介してツールチェンジャ２２が取り付けられるとともに、末端のリンク及び関節Ｊ５を介してツールチェンジャ２４が取り付けられる。ツールチェンジャ２２，２４には、それぞれエンドエフェクタが着脱自在に取り付けられる。従って、機内ロボット２０の先端には、２つのエンドエフェクタが同時に取り付けられ得る。
【0030】
ここで、エンドエフェクタは、対象物にアクセスして何らかの作用を発揮するものである。エンドエフェクタは、機内ロボット２０に離脱不能に取り付けられてもよいが、機内ロボット２０の汎用性を向上するために、エンドエフェクタは、機内ロボット２０に着脱自在に取り付けられることが望ましい。
【0031】
エンドエフェクタは、何らかの作用を発揮するものであれば、特に限定されない。したがって、エンドエフェクタは、例えば、対象物を保持する保持装置であってもよい。保持装置における保持の形式は、一対の部材で対象物を把持するハンド形式でもよいし、対象物を吸引保持する形式でもよいし、磁力等を利用して保持する形式等でもよい。
【0032】
また、エンドエフェクタは、対象物や対象物の周辺環境に関する情報をセンシングするセンサでもよい。センサとしては、例えば、対象物への接触の有無を検知する接触センサや、対象物までの距離を検知する距離センサ、対象物の振動を検知する振動センサ、対象物から付加される圧力を検知する圧力センサ、対象物の温度を検知する温度センサ等とすることができる。これらセンサでの検知結果は、関節の駆動量から算出されるエンドエフェクタの位置情報と関連付けて記憶され、解析される。例えば、エンドエフェクタが、接触センサの場合、制御装置３６は、対象物への接触を検知したタイミングと、そのときの位置情報とに基づいて、対象物の位置や形状、動きを解析する。
【0033】
また、エンドエフェクタは、対象物を押圧する押圧機構としてもよい。具体的には、例えば、エンドエフェクタは、ワーク１１０に押し当てられて、当該ワーク１１０の振動を抑制するローラ等でもよい。また、エンドエフェクタは、加工を補助するための流体を出力する装置でもよい。具体的には、エンドエフェクタは、切粉を吹き飛ばすためのエアや、工具１００またはワーク１１０を冷却するための冷却用流体（切削油や切削水等）を放出する装置でもよい。また、エンドエフェクタは、ワーク造形のためエネルギまたは材料を放出する装置でもよい。したがって、エンドエフェクタは、例えば、レーザやアークを放出する装置でもよいし、積層造形のために材料を放出する装置でもよい。さらに別の形態として、エンドエフェクタは、対象物を撮影するカメラでもよい。この場合、カメラで得た映像を操作パネル等に表示してもよい。
【0034】
本実施形態では、２つのツールチェンジャ２２，２４が設けられており、これらのツールチェンジャ２２，２４に異なる種類のエンドエフェクタを取り付け得る。機内ロボット２０の根元部分、すなわち関節Ｊ１を回転駆動することで、旋盤の工具の移動平面と機内ロボット２０のツールチェンジャ２２に取り付けられたエンドエフェクタの移動平面を一致させることができる。このとき、平行関節としての関節Ｊ２～Ｊ５の回転軸は、Ｙ軸と平行になる。これにより、当該エンドエフェクタが工具１００の移動に追従して移動し、切削加工の補助や監視を行うことができる。この姿勢を第一工具追従姿勢と称する。
【0035】
そして、関節Ｊ１を１８０度回転させることで、機内ロボット２０のツールチェンジャ２２とツールチェンジャ２４の位置が上下逆さまになり、これによりツールチェンジャ２２に取り付けられたエンドエフェクタとツールチェンジャ２４に取り付けられたエンドエフェクタの位置も上下逆さまとなり、旋盤の工具の移動平面と機内ロボット２０のツールチェンジャ２４に取り付けられたエンドエフェクタの移動平面を一致させることができる。このときも、平行関節としての関節Ｊ２～Ｊ５の回転軸は、Ｙ軸と平行になる。これにより、当該エンドエフェクタが工具１００の移動に追従して移動し、切削加工の補助や監視を行うことができる。この姿勢を第二工具追従姿勢と称する。
【0036】
第一工具追従姿勢から第二工具追従姿勢に変化させ、あるいは第二工具追従姿勢から第一工具追従姿勢に変化させることで、２つのエンドエフェクタの使い分けが可能となる。制御装置３６は、各関節Ｊ１～Ｊ５に設けられたアクチュエータの駆動量から、機内ロボット２０の先端、すなわちエンドエフェクタの位置を算出する。
【0037】
図３は、ツールチェンジャ２２にエンドエフェクタとしてハンド２６ａを取り付け、ツールチェンジャ２４にエンドエフェクタとしてローラ２６ｂを取り付けた構成を示す。制御装置３６は、関節Ｊ１～Ｊ５のアクチュエータを駆動することで第一工具追従姿勢に変化させ、旋盤の工具の移動平面とハンド２６ａの移動平面とを一致させ、ハンド２６ａによりワーク１１０の把持、把持した温度センサによる切削点の温度検出、把持したカメラによる切削点の撮像等を実行する。
【0038】
他方、図４は、図３の状態から関節Ｊ１を１８０度回転させて、第二工具追従姿勢に変化させ、ハンド２６ａとローラ２６ｂの位置を上下逆さまとした状態を示す。旋盤の工具の移動平面とローラ２６ｂの移動平面とを一致させ、ローラ２６ｂにより加工中のワーク１１０を支持してワーク１１０の芯ぶれ、振動等を低減し得る。
【0039】
このように、機内ロボット２０の先端に複数（例えば２個）のツールチェンジャ２２，２４を設け、複数のエンドエフェクタを取り付け可能な構成とし、関節Ｊ１～Ｊ５の駆動により複数のエンドエフェクタの使い分けを可能とすることで、エンドエフェクタの交換頻度を下げて工作機械の非加工時間を短縮化できる。
【0040】
ここで、本実施形態の機内ロボット２０は、刃物台１８より上方にオフセットした位置にロボットアームのリンクが位置しているので、ロボットアームが刃物台１８と干渉することはない。
【0041】
【0042】
【0043】
既述したように、刃物台１８は、Ｘ軸と平行な方向に進退でき、Ｘ軸は、加工室１２の開口部からみて、奥側に進むにつれ上方に進むように、水平方向に対して傾斜している。機内ロボット２０のリンク（先端のリンク以外のリンクであり、具体的には根元と関節Ｊ１を連結するリンク、関節Ｊ１と関節Ｊ２を連結するリンク、関節Ｊ２と関節Ｊ３を連結するリンク、関節Ｊ３と関節Ｊ４，Ｊ５を連結するリンク）上の最も刃物台寄りの点を通りＸ軸に平行な線を図中破線で示す。この破線と刃物台１８との位置関係から明らかなように、機内ロボット２０のロボットアームのリンクは刃物台１８よりも上方にオフセットした位置にあり、機内ロボット２０と刃物台１８あるいはタレット１９、工具１００等が干渉することはない。すなわち、工具１００でワーク１１０を加工中であっても、ハンド２６ａ（図５の場合）及びローラ２６ｂ（図６の場合）で確実に作業を実行できる。
【0044】
なお、図５におけるローラ２６ｂや図６におけるハンド２６ａのように、加工中に使用しないエンドエフェクタは機内ロボット２０の上方に位置し、使用中のエンドエフェクタよりもさらに刃物台１８よりも上方にオフセットした位置にあるから、こちらも刃物台１８やタレット１９、工具１００、ワーク１１０等に干渉することはない。
【0045】
図３～図６では、２つのツールチェンジャ２２，２４にそれぞれエンドエフェクタとしてハンド２６ａとローラ２６ｂを取り付ける例を示したが、エンドエフェクタとしてはこれらに限定されるものではなく、一方のエンドエフェクタを流体ノズルとしてもよい。
【0046】
図７は、ツールチェンジャ２４を設置せず、直接エンドエフェクタとして流体ノズル２６ｃを取り付けた場合を示す。流体ノズル２６ｃからは、切削水やエアを放出することができ、加工中の切削水の供給やワーク１１０の清掃等を実行し得る。
【0047】
図８は、ツールチェンジャ２２にエンドエフェクタとしてハンド２６ａを取り付けた構成を示す。制御装置３６は、関節Ｊ１～Ｊ５のアクチュエータを駆動することで第一工具追従姿勢に変化させ、旋盤の工具の移動平面とハンド２６ａの移動平面とを一致させ、ハンド２６ａによりワーク１１０の把持、把持した温度センサによる切削点の温度検出、把持したカメラによる切削点の撮像等を実行する。
【0048】
他方、図９は、図８の状態から関節Ｊ１を１８０度回転させて第二工具追従姿勢に変化させ、ハンド２６ａと流体ノズル２６ｃの位置を上下逆さまとした状態を示す。旋盤の工具の移動平面と流体ノズル２６ｃの移動平面とを一致させ、流体ノズル２６ｃから切削水やエア（図では切削水等として示す）を供給する。
【0049】
なお、流体ノズル２６ｃ等は、エンドエフェクタ自体のサイズを小さくすることが可能であるが、図８、図９に示すように、機内ロボット２０の２つのリンクの間を通過し得るような高さを有する流体ノズル２６ｃとすることで、エンドエフェクタと機内ロボット２０が干渉することを防ぎ、機内ロボット２０の可動域を広げることができる。
【0050】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【0051】
例えば、本実施形態では、２つのツールチェンジャ２２，２４にそれぞれ異なる種類のエンドエフェクタを取り付けて使い分けているが、２つのツールチェンジャ２２，２４に１つのエンドエフェクタを取り付けてもよい。
【0052】
図１０は、ツールチェンジャ２２，２４に１つのエンドエフェクタとしてハンド２６ａを取り付けた場合を示す。２つのツールチェンジャ２２，２４に１つのハンド２６ａを取り付けるので、このハンド２６ａで重量物を運ぶことができる。すなわち、図３に示すようにツールチェンジャ２２にハンド２６ａを取り付けた場合に運ぶことができない重量物であっても、図１０のように２つのツールチェンジャ２２，２４にハンド２６ａを取り付けることで、当該重量物を運び得る。
【0053】
また、１つのエンドエフェクタが複数の機能を有していてもよい。
【0054】
図１１は、ツールチェンジャ２２に取り付けられた１つのエンドエフェクタの一方端にハンド２６ａが取り付けられ、他方端に流体ノズル２６ｄが取り付けられる場合を示す。図１１では、第一工具追従姿勢、すなわちハンド２６ａが下方に位置して旋盤の工具の移動平面とハンド２６ａの移動平面とを一致させ、ハンド２６ａによりワーク１１０の把持、把持した温度センサによる切削点の温度検出、把持したカメラによる切削点の撮像等を実行する。
【0055】
【0056】
【符号の説明】
【0057】
１０ 工作機械、１２ 加工室、１６ 心押台、１８ 刃物台、１９ タレット、２０ 機内ロボット、２２，２４ ツールチェンジャ、２６ａ ハンド、２６ｂ ローラ、２６ｃ，２６ｄ 流体ノズル、３６ 制御装置、１００ 工具、１１０ 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】