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(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】2023-12-06
(45)【発行日】2023-12-14
(54)【発明の名称】工具折損検出システム及び工作機械
(51)【国際特許分類】
B23Q 3/155 20060101AFI20231207BHJP
B23Q 17/09 20060101ALI20231207BHJP
G05B 19/4065 20060101ALI20231207BHJP
【ＦＩ】
B23Q3/155 E
B23Q17/09 C
G05B19/4065
【請求項の数】
2
(21)【出願番号】P 2020029088
(22)【出願日】2020-02-25
(65)【公開番号】P2021133435
(43)【公開日】2021-09-13
【審査請求日】2022-10-20
(73)【特許権者】
【識別番号】000133593
【氏名又は名称】株式会社ツガミ
(74)【代理人】
【識別番号】100095407
【弁理士】
【氏名又は名称】木村 満
(72)【発明者】
【氏名】加藤 駿
(72)【発明者】
【氏名】今泉 雄太
【審査官】中川 康文
(56)【参考文献】
【文献】韓国公開特許第２００３－００５８４９２（ＫＲ，Ａ）
【文献】特開２００５－０２８５２２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－１３６３７１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－２８３１６３（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開平０３－１１３７４０（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開昭６３－００２６４８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２３Ｑ ３／１５５－３／１５７
Ｂ２３Ｑ １７／００－２３／００
Ｇ０５Ｂ １９／１８－１９／４１６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
工具折損検出装置と、工具を前記工具の刃部に沿う方向に搬送し、前記工具を搬送する途中の停止位置で前記工具の移動を停止させる工具交換搬送部と、を備える工具折損検出システムであって、
前記工具折損検出装置は、ワークを加工する工具ユニットから前記工具交換搬送部を通じて取り外されて搬送される前記工具の折損の有無をツーリングゾーンの外部で検出する検出部と、針支持部と、前記針支持部により支持される検出針と、前記検出針を旋回させる針駆動部と、を有し、
前記工具折損検出システムは、前記工具における前記刃部に沿う長さに合わせて前記工具の前記刃部が前記検出針に対応する位置となるように前記停止位置を設定し、前記工具交換搬送部を通じて前記工具を設定した前記停止位置に停止させる制御部を備え、
前記工具折損検出装置の前記検出針は、前記停止位置にある前記工具の前記刃部に交わる方向に沿って旋回可能に設けられ、
前記工具折損検出装置の前記検出部は、前記針駆動部による前記検出針の旋回が前記工具交換搬送部により搬送される前記工具により制限されたときに前記工具の折損がない旨を検出し、前記検出針の旋回が前記工具交換搬送部により搬送される前記工具により制限されないときに前記工具の折損がある旨を検出する、
工具折損検出システム。
【請求項2】
請求項１に記載の工具折損検出システムと、前記ワークを把持する主軸ユニットと、
前記主軸ユニットにより把持された前記ワークを加工する前記工具ユニットと、を備える、
工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、工具折損検出装置、工具折損検出システム及び工作機械に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、特許文献１に記載の加工装置は、Ｘ方向及びＹ方向に移動するテーブルと、テーブル上に設けられたワークを位置決め固定する位置決め台と、テーブル上に設けられた加工工具の折損を検出する工具検出スイッチと、を備える。テーブルを移動させることにより工具検出スイッチを検出位置に位置づけて加工工具を降下させる。その際に工具検出スイッチが押下されたか否かにより加工工具の折損の有無が検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１１－７０２９５号公報
【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に記載の構成では、工具検出スイッチは、ワークが固定されるテーブル上に設けられる。このため、工具検出スイッチは、加工工具によりワークの加工が行われるツーリングゾーン内又は近傍に位置する。よって、加工工具によるワークの加工の伴い発生する切り粉、クーラント液又は振動等が工具検出スイッチに到達し、工具検出スイッチの検出に悪影響が生じるおそれがある。
【0005】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたものであり、より正確に工具の折損の有無を検出することができる工具折損検出装置、工具折損検出システム及び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】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る工具折損検出システムは、工具折損検出装置と、工具を前記工具の刃部に沿う方向に搬送し、前記工具を搬送する途中の停止位置で前記工具の移動を停止させる工具交換搬送部と、を備える工具折損検出システムであって、前記工具折損検出装置は、ワークを加工する工具ユニットから前記工具交換搬送部を通じて取り外されて搬送される前記工具の折損の有無をツーリングゾーンの外部で検出する検出部と、針支持部と、前記針支持部により支持される検出針と、前記検出針を旋回させる針駆動部と、を有し、前記工具折損検出システムは、前記工具における前記刃部に沿う長さに合わせて前記工具の前記刃部が前記検出針に対応する位置となるように前記停止位置を設定し、前記工具交換搬送部を通じて前記工具を設定した前記停止位置に停止させる制御部を備え、前記工具折損検出装置の前記検出針は、前記停止位置にある前記工具の前記刃部に交わる方向に沿って旋回可能に設けられ、前記工具折損検出装置の前記検出部は、前記針駆動部による前記検出針の旋回が前記工具交換搬送部により搬送される前記工具により制限されたときに前記工具の折損がない旨を検出し、前記検出針の旋回が前記工具交換搬送部により搬送される前記工具により制限されないときに前記工具の折損がある旨を検出する。
【0007】
上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係る工作機械は、前記工具折損検出システムと、前記ワークを把持する主軸ユニットと、前記主軸ユニットにより把持された前記ワークを加工する前記工具ユニットと、を備える。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、工具折損検出装置、工具折損検出システム及び工作機械において、より正確に工具の折損の有無を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の一実施形態に係る工作機械の概略正面図である。
【図2】本発明の一実施形態に係る工作機械の概略側面図である。
【図3】本発明の一実施形態に係る工作機械の概略平面図である。
【図4】本発明の一実施形態に係る工作機械を部分的に拡大した概略平面図である。
【図5】本発明の一実施形態に係る工具交換処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本発明の一実施形態に係る工具折損検出装置、工具折損検出システム及び工作機械について図面を参照して説明する。
図１に示すように、工作機械１は、ワークＷを加工するＮＣ（Numerical Control）旋盤である。詳しくは、工作機械１は、工作機械１全体の台であるベッドＳと、主軸ユニット１０と、工具スピンドル２０と、工具折損検出システム５と、を備える。
図３に示すように、工具折損検出システム５は、工具スピンドル２０に装着される工具ＴＬを交換及び運搬する工具交換搬送部３と、工具折損検出装置６０と、制御部３００と、を備える。工具交換搬送部３は、工具交換装置３０と、工具搬送装置４０と、工具マガジン装置５０と、を備える。
図１に示すように、工作機械１は、ワークＷを加工するＮＣ（Numerical Control）旋盤である。詳しくは、工作機械１は、工作機械１全体の台であるベッドＳと、主軸ユニット１０と、工具スピンドル２０と、工具折損検出システム５と、を備える。
図３に示すように、工具折損検出システム５は、工具スピンドル２０に装着される工具ＴＬを交換及び運搬する工具交換搬送部３と、工具折損検出装置６０と、制御部３００と、を備える。工具交換搬送部３は、工具交換装置３０と、工具搬送装置４０と、工具マガジン装置５０と、を備える。
【0013】
図１に示すように、主軸ユニット１０は、ワークＷを把持し、Ｚ軸方向に沿う回転軸を中心に把持したワークＷを軸回転させる。主軸ユニット１０は、ワークＷを把持する主軸１１と、主軸１１を軸回転可能に支持する主軸台１５と、主軸台１５を主軸１１とともにＺ軸方向に移動させる図示しない主軸移動機構と、を備える。
【0014】
図３に示すように、工具スピンドル２０、工具交換装置３０、工具搬送装置４０、工具マガジン装置５０及び工具折損検出装置６０は、主軸ユニット１０の上側にＺ軸方向に沿って並べられる。工具スピンドル２０と工具マガジン装置５０の間には、工具交換装置３０、工具搬送装置４０及び工具折損検出装置６０が配置される。
図１に示すように、工具スピンドル２０は、主軸ユニット１０により把持されたワークＷに高さ方向であるＹ軸方向に対向して位置する。工具マガジン装置５０は、主軸ユニット１０の主軸１１とは反対側の後部にＹ軸方向に対向して位置する。
図１に示すように、工具スピンドル２０は、主軸ユニット１０により把持されたワークＷに高さ方向であるＹ軸方向に対向して位置する。工具マガジン装置５０は、主軸ユニット１０の主軸１１とは反対側の後部にＹ軸方向に対向して位置する。
【0015】
図１に示すように、工具スピンドル２０は、主軸ユニット１０により把持されたワークＷをツーリングゾーンＴＺにて加工する。ツーリングゾーンＴＺは、主軸ユニット１０により把持されたワークＷを中心としたエリアに設定され、工具スピンドル２０によるワークＷの加工に伴って生じる切り粉又はクーラント液等が到達すると予想されるエリアに設定される。
工具スピンドル２０は、工具ＴＬが着脱可能であり、制御部３００による制御のもと、装着された工具ＴＬを軸回転させるとともに、互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能に、かつ、Ｘ軸方向に沿う旋回軸Ｂを中心に旋回可能に構成されている。工具スピンドル２０は、交換位置ＰｓからツーリングゾーンＴＺに進入したうえでワークＷの加工を行う。交換位置Ｐｓは、ツーリングゾーンＴＺの外部であって、ツーリングゾーンＴＺの上側に位置し、工具交換装置３０により工具ＴＬが交換可能な位置に設定される。
工具スピンドル２０は、工具ＴＬが着脱可能であり、制御部３００による制御のもと、装着された工具ＴＬを軸回転させるとともに、互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能に、かつ、Ｘ軸方向に沿う旋回軸Ｂを中心に旋回可能に構成されている。工具スピンドル２０は、交換位置ＰｓからツーリングゾーンＴＺに進入したうえでワークＷの加工を行う。交換位置Ｐｓは、ツーリングゾーンＴＺの外部であって、ツーリングゾーンＴＺの上側に位置し、工具交換装置３０により工具ＴＬが交換可能な位置に設定される。
【0016】
図３に示すように、工具交換装置３０は、Ｚ軸方向において、工具スピンドル２０と工具搬送装置４０の間に位置する。図１に示すように、工具交換装置３０は、工具スピンドル２０に装着される工具ＴＬを交換する。工具交換装置３０は、回転軸部３１と、アーム部３２，３３と、を備える。回転軸部３１は、Ｙ軸方向に延びる円柱状に形成され、図示しないモータにより、Ｙ軸方向に沿う回転軸３１Ｊを中心に軸回転可能に設けられる。アーム部３２，３３は、それぞれ、回転軸部３１の径方向の外側に向けて延びる。アーム部３２，３３は、回転軸部３１の周囲に１８０°間隔で配置される。アーム部３２，３３は、回転軸部３１とともに回転軸３１Ｊを中心に旋回する。アーム部３２，３３は、交換位置Ｐｓに存在する工具スピンドル２０に装着された工具ＴＬと同一の高さに設けられる。アーム部３２，３３のそれぞれの先端部は工具ＴＬを把持可能に形成される。
【0017】
図２及び図３に示すように、工具搬送装置４０は、工具交換装置３０により工具スピンドル２０から取り外された工具ＴＬを受け取り、受け取った工具ＴＬを工具マガジン装置５０に搬送する。また、工具搬送装置４０は、工具ＴＬの搬送中に工具折損検出装置６０により工具ＴＬの折損の有無を検出可能となるように工具ＴＬの移動を停止する。図３に示すように、工具搬送装置４０は、Ｚ軸方向において、工具交換装置３０と工具マガジン装置５０の間に位置する。
工具搬送装置４０は、工具ＴＬを保持する工具保持部４３と、Ｙ軸移動機構４１Ｙ（図２参照）と、Ｚ軸移動機構４１Ｚ（図３参照）と、を備える。
図２に示すように、工具保持部４３は、工具ＴＬの刃部ＴＬａがＹ軸方向に沿い、かつ、刃部ＴＬａの刃先がベッドＳを向くように工具ＴＬを保持する。
工具搬送装置４０は、工具ＴＬを保持する工具保持部４３と、Ｙ軸移動機構４１Ｙ（図２参照）と、Ｚ軸移動機構４１Ｚ（図３参照）と、を備える。
図２に示すように、工具保持部４３は、工具ＴＬの刃部ＴＬａがＹ軸方向に沿い、かつ、刃部ＴＬａの刃先がベッドＳを向くように工具ＴＬを保持する。
【0018】
図２に示すように、Ｙ軸移動機構４１Ｙは、Ｙ軸方向において、工具保持部４３を下側位置ＹＬと上側位置ＹＨの間で移動させる。下側位置ＹＬは、工具保持部４３により保持される工具ＴＬが工具交換装置３０のアーム部３２，３３及び工具マガジン装置５０の後述する把持部５２ａと同一の高さとなるように設定される。上側位置ＹＨは、工具保持部４３により保持される工具ＴＬが工具マガジン装置５０の後述する把持部５１ａと同一の高さとなるように設定される。また、Ｙ軸移動機構４１Ｙは、Ｙ軸方向において、工具保持部４３を下側位置ＹＬと上側位置ＹＨの間の停止位置ＹＳにて工具保持部４３の移動を停止させる。停止位置ＹＳは、工具保持部４３により保持される工具ＴＬの刃部ＴＬａが工具折損検出装置６０の後述する検出針６２と同一の高さとなる位置に設定される。後述するように、停止位置ＹＳは、制御部３００により工具ＴＬの刃部ＴＬａのＹ軸方向の長さに応じて設定される。Ｙ軸移動機構４１Ｙは、例えば、モータ４１ａと、モータ４１ａにより軸回転するボールねじ４１ｂと、ボールねじ４１ｂに嵌まり、ボールねじ４１ｂに沿って工具保持部４３と一体でＹ軸方向に移動するナット４１ｃと、を備える。
【0019】
図３に示すように、Ｚ軸移動機構４１Ｚは、Ｚ軸方向において、Ｙ軸移動機構４１Ｙ及び工具保持部４３をアーム対向位置ＺＬとマガジン把持部対向位置ＺＲの間で移動させる。アーム対向位置ＺＬは、Ｙ軸方向にアーム部３２，３３の何れかに重なる位置であり、工具保持部４３が工具交換装置３０のアーム部３２，３３の何れかとの間で工具ＴＬを授受可能となる位置である。マガジン把持部対向位置ＺＲは、Ｙ軸方向にマガジン５１，５２の後述する把持部５１ａ，５２ａに重なる位置であり、工具保持部４３が把持部５１ａ，５２ａとの間で工具ＴＬを授受可能となる位置である。
Ｚ軸移動機構４１Ｚは、例えば、モータ４１ｄと、モータ４１ｄにより軸回転するボールねじ４１ｅと、ボールねじ４１ｅに嵌まり、ボールねじ４１ｅに沿って工具保持部４３と一体でＺ軸方向に移動するナット４１ｆと、を備える。
Ｚ軸移動機構４１Ｚは、例えば、モータ４１ｄと、モータ４１ｄにより軸回転するボールねじ４１ｅと、ボールねじ４１ｅに嵌まり、ボールねじ４１ｅに沿って工具保持部４３と一体でＺ軸方向に移動するナット４１ｆと、を備える。
【0020】
図１に示すように、工具マガジン装置５０は、工具搬送装置４０（図２参照）により出し入れ可能に複数の工具ＴＬを収容する。工具マガジン装置５０は、主軸ユニット１０の主軸１１とは反対側の端部の上側に位置する。工具マガジン装置５０は、２つのマガジン５１，５２と、マガジン駆動モータ５３と、マガジン支持軸５５と、支柱５４と、支持フレーム５６と、を備える。
マガジン５１，５２は、それぞれ円板状に形成される。マガジン５１，５２は、それぞれ、マガジン５１，５２の外周に沿って並び、工具ＴＬを把持するＵ字状の把持部５１ａ，５２ａを有する。２つのマガジン５１，５２は、Ｙ軸方向に重なるように並べられ、Ｙ軸方向に沿うマガジン回転軸５０Ｊを中心にマガジン支持軸５５により回転可能に支持される。支持フレーム５６は、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に沿って延び、主軸ユニット１０の主軸台１５の上側に位置する。支持フレーム５６の上面にマガジン支持軸５５及び支柱５４が固定される。マガジン駆動モータ５３は、マガジン支持軸５５の上端に位置し、マガジン回転軸５０Ｊを中心にマガジン５１，５２を回転させる。
支柱５４は、Ｙ軸方向に沿って延び、マガジン５１，５２の外周に対して隙間を持った位置に設けられる。支柱５４は、工具マガジン装置５０の周囲を覆う図示しないカバーを支持するために設けられている。図３に示すように、支柱５４は、工具搬送装置４０の工具保持部４３に対してＸ軸方向に隙間を持つように設けられる。支柱５４には工具折損検出装置６０が固定される。
マガジン５１，５２は、それぞれ円板状に形成される。マガジン５１，５２は、それぞれ、マガジン５１，５２の外周に沿って並び、工具ＴＬを把持するＵ字状の把持部５１ａ，５２ａを有する。２つのマガジン５１，５２は、Ｙ軸方向に重なるように並べられ、Ｙ軸方向に沿うマガジン回転軸５０Ｊを中心にマガジン支持軸５５により回転可能に支持される。支持フレーム５６は、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に沿って延び、主軸ユニット１０の主軸台１５の上側に位置する。支持フレーム５６の上面にマガジン支持軸５５及び支柱５４が固定される。マガジン駆動モータ５３は、マガジン支持軸５５の上端に位置し、マガジン回転軸５０Ｊを中心にマガジン５１，５２を回転させる。
支柱５４は、Ｙ軸方向に沿って延び、マガジン５１，５２の外周に対して隙間を持った位置に設けられる。支柱５４は、工具マガジン装置５０の周囲を覆う図示しないカバーを支持するために設けられている。図３に示すように、支柱５４は、工具搬送装置４０の工具保持部４３に対してＸ軸方向に隙間を持つように設けられる。支柱５４には工具折損検出装置６０が固定される。
【0021】
図４に示すように、工具折損検出装置６０は、Ｚ軸方向において、工具交換装置３０とマガジン５１，５２の間に位置する。また、工具折損検出装置６０は、Ｘ軸方向において、工具保持部４３のＺ軸方向の移動経路Ｒ１を避けつつ、工具折損検出装置６０の後述する検出針６２が工具保持部４３により保持される工具ＴＬに到達可能な位置に設けられる。
図２及び図４に示すように、工具折損検出装置６０は、停止位置ＹＳ，ＺＳにて移動が停止した工具保持部４３に保持される工具ＴＬの折損の有無を検出する。
工具折損検出装置６０は、針支持部６１と、検出針６２と、検出部６３ａと、針駆動部６３ｂと、固定金具６４と、を備える。針支持部６１は、Ｙ軸方向に延びる円柱状に形成される。直線状に延びる検出針６２の端部は、針支持部６１の上端に旋回可能に支持される。針駆動部６３ｂは、針支持部６１を中心に検出針６２を旋回させる。検出部６３ａは、検出針６２の旋回が工具ＴＬ１の刃部ＴＬａにより制限されるか否かを通じて工具ＴＬの折損の有無を検出する。例えば、検出部６３ａは、検出針６２の角度を検出する角度検出センサである。検出部６３ａは、工具ＴＬの折損の有無を検出した結果を制御部３００に出力する。固定金具６４は、針支持部６１を支柱５４に固定する。
図２及び図４に示すように、工具折損検出装置６０は、停止位置ＹＳ，ＺＳにて移動が停止した工具保持部４３に保持される工具ＴＬの折損の有無を検出する。
工具折損検出装置６０は、針支持部６１と、検出針６２と、検出部６３ａと、針駆動部６３ｂと、固定金具６４と、を備える。針支持部６１は、Ｙ軸方向に延びる円柱状に形成される。直線状に延びる検出針６２の端部は、針支持部６１の上端に旋回可能に支持される。針駆動部６３ｂは、針支持部６１を中心に検出針６２を旋回させる。検出部６３ａは、検出針６２の旋回が工具ＴＬ１の刃部ＴＬａにより制限されるか否かを通じて工具ＴＬの折損の有無を検出する。例えば、検出部６３ａは、検出針６２の角度を検出する角度検出センサである。検出部６３ａは、工具ＴＬの折損の有無を検出した結果を制御部３００に出力する。固定金具６４は、針支持部６１を支柱５４に固定する。
【0022】
制御部３００は、工作機械１の各部の動作を制御する。制御部３００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等からなる。制御部３００は、数値制御によって、主軸ユニット１０、工具スピンドル２０、工具交換装置３０、工具搬送装置４０、工具マガジン装置５０及び工具折損検出装置６０を制御する。
【0023】
次に、図５のフローチャートを参照しつつ、制御部３００により実行される工具交換処理について説明する。
まず、制御部３００は、ツーリングゾーンＴＺにおいて、工具スピンドル２０に装着された工具ＴＬを介して主軸ユニット１０により把持されるワークＷの加工を行う（ステップＳ１０１）。
まず、制御部３００は、ツーリングゾーンＴＺにおいて、工具スピンドル２０に装着された工具ＴＬを介して主軸ユニット１０により把持されるワークＷの加工を行う（ステップＳ１０１）。
【0024】
そして、制御部３００は、工具スピンドル２０に装着された工具ＴＬの交換が必要であるか否かを判別する（ステップＳ１０２）。制御部３００は、工具ＴＬの交換が必要でない旨判別すると（ステップＳ１０２；ＮＯ）、ステップＳ１０１に戻り、工具スピンドル２０に装着された工具ＴＬでの加工を継続する。
【0025】
一方、制御部３００は、工具ＴＬの交換が必要である旨判別すると（ステップＳ１０２；ＹＥＳ）、工具スピンドル２０を交換位置Ｐｓに移動させる（ステップＳ１０３）。
【0026】
そして、制御部３００は、工具交換装置３０を通じて、工具スピンドル２０から工具ＴＬ１を取り外し、工具ＴＬ１とは別の工具ＴＬ２を工具スピンドル２０に取り付ける（ステップＳ１０４）。このステップＳ１０４においては、図１に示すように、まず、アーム部３２が工具スピンドル２０に装着された工具ＴＬ１を把持し、アーム部３３が工具搬送装置４０により搬送された工具ＴＬ１を把持する。この状態で、回転軸部３１をＹ軸方向に移動させる図示しない軸部駆動機構によってアーム部３２が工具スピンドル２０に対して退避する。これにより、工具ＴＬ１が工具スピンドル２０から取り外される。次に、回転軸部３１を中心に１８０°回転したうえで、上記軸部駆動機構によってアーム部３３が工具スピンドル２０に接近する。これにより、アーム部３３に把持された工具ＴＬ２が工具スピンドル２０に装着される。
工具スピンドル２０は、後述するステップＳ１０５以降と同時に、装着された工具ＴＬ２を利用してワークＷの加工を行う。
工具スピンドル２０は、後述するステップＳ１０５以降と同時に、装着された工具ＴＬ２を利用してワークＷの加工を行う。
【0027】
そして、制御部３００は、工具搬送装置４０を介して工具ＴＬ１を工具交換装置３０から受け取る（ステップＳ１０５）。このステップＳ１０５において、詳しくは、制御部３００は、図３に示すように、Ｚ軸移動機構４１Ｚを介して工具搬送装置４０の工具保持部４３をアーム部３２に対応するアーム対向位置ＺＬまで移動させる。そして、制御部３００は、図２に示すように、Ｙ軸移動機構４１Ｙを介して工具保持部４３を下側位置ＹＬまで移動させる。これにより、工具保持部４３は、アーム部３２により把持される工具ＴＬ１に近づいて工具ＴＬ１を受け取る。
【0028】
次に、制御部３００は、工具ＴＬ１の長さに合わせて停止位置ＹＳを設定する（ステップＳ１０６）。具体的には、制御部３００は、工具ＴＬ１の刃部ＴＬａの長さに関わらず、刃部ＴＬａの先端が検出針６２と同一の高さとなるように停止位置ＹＳを設定する。停止位置ＹＳは、刃部ＴＬａの長さが短いほどＹ軸方向においてベッドＳに近い位置に設定され、刃部ＴＬａの長さが長いほどＹ軸方向においてベッドＳから遠い位置に設定される。例えば、工具の種類に合わせた複数の停止位置がデータテーブルとして予めメモリに記憶される。そして、制御部３００は、このデータテーブルに基づき、工具の種類に応じた停止位置を設定してもよい。停止位置ＹＳは工具ＴＬ１の刃部ＴＬａの長さによって可変であるが、停止位置ＺＳは工具ＴＬ１の刃部ＴＬａの長さに関わらず一定である。
なお、停止位置ＹＳを設定するタイミングは、ステップＳ１０７よりも前であれば、本例に限らず、どのタイミングであってもよい。
なお、停止位置ＹＳを設定するタイミングは、ステップＳ１０７よりも前であれば、本例に限らず、どのタイミングであってもよい。
【0029】
次に、制御部３００は、工具保持部４３に保持された工具ＴＬ１を停止位置ＹＳ，ＺＳまで移動させ、工具ＴＬ１を停止位置ＹＳ，ＺＳで停止させる（ステップＳ１０７）。このステップＳ１０７において、詳しくは、制御部３００は、図２に示すように、Ｙ軸移動機構４１Ｙを介して工具保持部４３に保持される工具ＴＬ１を下側位置ＹＬから停止位置ＹＳまで移動させ、工具ＴＬ１を停止位置ＹＳで停止させる。これの後又はこれと同時に、制御部３００は、図３及び図４に示すように、Ｚ軸移動機構４１Ｚを介して工具保持部４３に保持される工具ＴＬ１を停止位置ＺＳまで移動させ、工具ＴＬ１を停止位置ＺＳで停止させる。これにより、工具ＴＬ１の刃部ＴＬａの先端側は、旋回する検出針６２に接触可能な位置となる。
【0030】
そして、制御部３００は、工具折損検出装置６０を通じて工具ＴＬ１の折損の有無を検出する（ステップＳ１０８）。このステップＳ１０８において、詳しくは、制御部３００は、図４に示すように、検出針６２をＺ軸方向に沿う実線で示す原位置から針駆動部６３ｂを介して上側から見て反時計回りに所定角度αだけ回転させる。所定角度αは、検出針６２の回転軌跡が工具ＴＬ１の刃部ＴＬａを含む角度に設定される。所定角度αは、例えば、１３５°に設定される。検出部６３ａは、検出針６２の旋回が工具ＴＬ１の刃部ＴＬａに接触することにより制限されたときに工具ＴＬ１の折損がない旨を検出し、検出針６２の旋回が工具ＴＬ１の刃部ＴＬａに接触せずに制限されないとき、言い換えると、検出針６２が空振りしたときに工具ＴＬ１の折損がある旨を検出する。制御部３００は、工具折損検出装置６０により検出された工具ＴＬ１の折損の有無を図示しないディスプレイ又は発音部を通じて作業者に伝えてもよい。
【0031】
次に、制御部３００は、Ｙ軸移動機構４１Ｙを介して工具保持部４３を上側位置ＹＨ又は下側位置ＹＬまで移動させる（ステップＳ１０９）。このステップＳ１０９において、詳しくは、制御部３００は、工具ＴＬ１を工具マガジン装置５０のマガジン５１に収納する場合には工具保持部４３を上側位置ＹＨまで移動させ、工具ＴＬ１を工具マガジン装置５０のマガジン５２に収納する場合には工具保持部４３を下側位置ＹＬまで移動させる。
【0032】
次に、制御部３００は、Ｚ軸移動機構４１Ｚを介して工具保持部４３が保持する工具ＴＬ１を工具マガジン装置５０に収容する（ステップＳ１１０）。このステップＳ１１０において、詳しくは、制御部３００は、マガジン駆動モータ５３を駆動させて、マガジン５１，５２のうち工具ＴＬを把持していない把持部５１ａ，５２ａが工具保持部４３により保持される工具ＴＬ１に対向するようにマガジン回転軸５０Ｊを中心にマガジン５１，５２を回転させる。そして、制御部３００は、Ｙ軸移動機構４１Ｙ及びＺ軸移動機構４１Ｚを介して工具保持部４３をマガジン５１，５２に近づくように移動させて、工具保持部４３が保持する工具ＴＬ１を把持部５１ａ，５２ａに受け渡す。
【0033】
最後に、制御部３００は、工具搬送装置４０を介して工具マガジン装置５０から新たな工具を受け取り、新たな工具を工具交換装置３０に受け渡し（ステップＳ１１１）、工具交換処理を終了する。このステップＳ１１１において、詳しくは、制御部３００は、マガジン駆動モータ５３を駆動させて、マガジン５１，５２のうち新たな工具を把持する把持部５１ａ，５２ａが工具保持部４３に対向するようにマガジン回転軸５０Ｊを中心にマガジン５１，５２を回転させる。そして、制御部３００は、Ｙ軸移動機構４１Ｙ及びＺ軸移動機構４１Ｚを介して工具保持部４３をマガジン５１，５２に近づくように移動させ、工具保持部４３が新たな工具を把持部５１ａ，５２ａから受け取る。そして、制御部３００は、工具保持部４３を工具交換装置３０のアーム部３２に対向する位置まで移動させた後に、工具保持部４３が保持する新たな工具を工具交換装置３０のアーム部３２に受け渡す。この状態で、工具交換装置３０は、工具スピンドル２０の工具ＴＬの交換のタイミングまで待機する。
【0034】
（効果）
以上、説明した一実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）工具折損検出装置６０は、ワークＷを加工する工具ユニットの一例である工具スピンドル２０から工具交換搬送部３を通じて取り外されて搬送される工具ＴＬの折損の有無をツーリングゾーンＴＺの外部で検出する検出部６３ａを備える。
この構成によれば、検出部６３ａによりツーリングゾーンＴＺの外部で工具ＴＬの折損の有無が検出される。よって、ワークＷの加工の伴い発生する切り粉、クーラント液又は振動等が検出部６３ａによる検出に影響が及ぶことが抑制される。よって、工具折損検出装置６０を通じて、より正確に工具の折損の有無を検出することができる。
さらに、工具スピンドル２０によるワークＷの加工中にも、工具折損検出装置６０を通じて工具ＴＬの折損の有無を検出可能である。このため、工具ＴＬの折損の有無を検出のために加工時間が長くなることが抑制される。
以上、説明した一実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）工具折損検出装置６０は、ワークＷを加工する工具ユニットの一例である工具スピンドル２０から工具交換搬送部３を通じて取り外されて搬送される工具ＴＬの折損の有無をツーリングゾーンＴＺの外部で検出する検出部６３ａを備える。
この構成によれば、検出部６３ａによりツーリングゾーンＴＺの外部で工具ＴＬの折損の有無が検出される。よって、ワークＷの加工の伴い発生する切り粉、クーラント液又は振動等が検出部６３ａによる検出に影響が及ぶことが抑制される。よって、工具折損検出装置６０を通じて、より正確に工具の折損の有無を検出することができる。
さらに、工具スピンドル２０によるワークＷの加工中にも、工具折損検出装置６０を通じて工具ＴＬの折損の有無を検出可能である。このため、工具ＴＬの折損の有無を検出のために加工時間が長くなることが抑制される。
【0035】
（２）検出部６３ａは、工具交換搬送部３の工具搬送装置４０により工具ＴＬを搬送する途中の停止位置ＹＳ，ＺＳで工具ＴＬの移動を停止させた状態の工具ＴＬの折損の有無を検出する。
この構成によれば、移動が停止した状態の工具ＴＬの折損の有無が検出される。このため、工具折損検出装置６０を通じて、より正確に工具の折損の有無を検出することができる。
この構成によれば、移動が停止した状態の工具ＴＬの折損の有無が検出される。このため、工具折損検出装置６０を通じて、より正確に工具の折損の有無を検出することができる。
【0036】
（３）工具折損検出装置６０は、針支持部６１と、針支持部６１により旋回可能に支持される検出針６２と、検出針６２を旋回させる針駆動部６３ｂと、を備える。検出部６３ａは、停止位置ＹＳ，ＺＳで工具ＴＬの移動が停止している際に、針駆動部６３ｂによる検出針６２の旋回が工具ＴＬにより制限されたときに工具ＴＬの折損がない旨を検出し、検出針６２の旋回が工具ＴＬにより制限されないときに工具ＴＬの折損がある旨を検出する。
この構成によれば、工具ＴＬの折損の有無を検出するため検出針６２が旋回しても、工具スピンドル２０の動作を阻害することがなく、より簡単で正確に工具ＴＬの折損の有無を検出することができる。
この構成によれば、工具ＴＬの折損の有無を検出するため検出針６２が旋回しても、工具スピンドル２０の動作を阻害することがなく、より簡単で正確に工具ＴＬの折損の有無を検出することができる。
【0037】
（４）工具折損検出システム５は、工具折損検出装置６０と、工具交換搬送部３と、を備える。工具交換搬送部３は、工具スピンドル２０に装着される工具ＴＬを交換する工具交換装置３０と、複数の工具ＴＬを収容する工具マガジン装置５０と、工具交換装置３０及び工具マガジン装置５０の間で工具ＴＬを搬送する工具搬送装置４０と、を備える。検出針６２は、停止位置ＹＳ，ＺＳにある工具ＴＬの刃部ＴＬａに交わるＸ軸方向及びＺ軸方向に沿って旋回可能に設けられる。工具搬送装置４０は、工具ＴＬを刃部ＴＬａに沿うＹ軸方向に搬送する。工具折損検出システム５は、工具ＴＬにおける刃部ＴＬａに沿う長さに合わせて工具ＴＬの刃部ＴＬａが検出針６２に対応する位置となるように停止位置ＹＳを設定し、工具搬送装置４０を通じて工具ＴＬを設定した停止位置ＹＳに停止させる制御部３００を備える。
工具ＴＬの長さに関わらず停止位置ＹＳが一定である比較例においては、例えば、工具ＴＬの長さが短い場合、工具ＴＬの折損がないのにも関わらず、検出針６２が工具ＴＬの刃部ＴＬａに接触せずに空振りとなり、誤って工具折損検出装置６０により工具ＴＬの折損がある旨の検出がされるおそれがある。また、この比較例において、工具ＴＬの長さが長い場合、工具ＴＬの刃部ＴＬａの先端が折損しているのにも関わらず、検出針６２が刃部ＴＬａの折損していない部分に接触し、誤って工具折損検出装置６０により工具ＴＬの折損がない旨の検出がされるおそれがある。
上記構成によれば、工具ＴＬの長さに合わせて、工具ＴＬの停止位置ＹＳが設定される。よって、上記比較例のような誤検出を抑制することができる。また、作業者による工具折損検出装置６０の位置調整が不要となる。
工具ＴＬの長さに関わらず停止位置ＹＳが一定である比較例においては、例えば、工具ＴＬの長さが短い場合、工具ＴＬの折損がないのにも関わらず、検出針６２が工具ＴＬの刃部ＴＬａに接触せずに空振りとなり、誤って工具折損検出装置６０により工具ＴＬの折損がある旨の検出がされるおそれがある。また、この比較例において、工具ＴＬの長さが長い場合、工具ＴＬの刃部ＴＬａの先端が折損しているのにも関わらず、検出針６２が刃部ＴＬａの折損していない部分に接触し、誤って工具折損検出装置６０により工具ＴＬの折損がない旨の検出がされるおそれがある。
上記構成によれば、工具ＴＬの長さに合わせて、工具ＴＬの停止位置ＹＳが設定される。よって、上記比較例のような誤検出を抑制することができる。また、作業者による工具折損検出装置６０の位置調整が不要となる。
【0038】
（５）工作機械１は、工具折損検出システム５と、ワークＷを把持する主軸ユニット１０と、工具スピンドル２０と、を備える。
この構成によれば、工作機械１において、工具スピンドル２０が主軸ユニット１０により把持されたワークＷを加工している際であっても、工具折損検出装置６０を通じて工具スピンドル２０から取り外された工具ＴＬの折損の有無を正確に検出することができる。
この構成によれば、工作機械１において、工具スピンドル２０が主軸ユニット１０により把持されたワークＷを加工している際であっても、工具折損検出装置６０を通じて工具スピンドル２０から取り外された工具ＴＬの折損の有無を正確に検出することができる。
【0039】
なお、本発明は以上の実施形態及び図面によって限定されるものではない。本発明の要旨を変更しない範囲で、適宜、変更（構成要素の削除も含む）を加えることが可能である。以下に、変形の一例を説明する。
【0040】
上記実施形態においては、工作機械１は１つの主軸ユニット１０を備えていたが、これに限らず、工作機械１は互いに対向する２つの主軸ユニット１０を備えていてもよい。
【0041】
上記実施形態においては、制御部３００は、工具ＴＬの長さに合わせて停止位置ＹＳを設定していたが、これに限らず、工具ＴＬの長さに関わらず、停止位置ＹＳを一定に設定してもよい。
【0042】
上記実施形態においては、工具折損検出装置６０は検出針６２を旋回させる指針式であったが、これに限らず、工具ＴＬの折損を検出することができれば、他のタイプが採用されてもよい。
例えば、工具折損検出装置６０は、工具ＴＬの先端により押されるプッシュスイッチ式の検出装置、又は非接触で工具ＴＬの折損の有無を検出する光又は電磁波を利用した非接触式の検出装置であってもよい。
例えば、工具折損検出装置６０は、工具ＴＬの先端により押されるプッシュスイッチ式の検出装置、又は非接触で工具ＴＬの折損の有無を検出する光又は電磁波を利用した非接触式の検出装置であってもよい。
【0043】
上記実施形態においては、工具交換搬送部３における工具交換装置３０及び工具搬送装置４０は別の装置として構成されていたが、同一の装置として構成されてもよい。この場合、工具搬送装置４０は、工具保持部４３から直接に工具スピンドル２０に工具ＴＬを授受することにより工具搬送装置４０の機能を有していてもよい。さらに、この場合、工具保持部４３は複数の工具ＴＬを保持可能に構成され、第１の工具を工具スピンドル２０から受け取り、第２の工具を工具スピンドル２０に受け渡してもよい。
【0044】
上記実施形態においては、工具折損検出装置６０は、支柱５４に固定されていたが、ツーリングゾーンＴＺの外部であれば、これに限らず、例えば、マガジン５１，５２、工具保持部４３又は工具交換装置３０に固定されてもよい。工具折損検出装置６０が工具保持部４３に固定される場合には、例えば、工具保持部４３を停止位置ＹＳ，ＺＳに停止させることなく、工具保持部４３を移動させつつ工具折損検出装置６０による検出が行われてもよい。
また、工具折損検出装置６０は、マガジン５１，５２の把持部５１ａ，５２ａに把持された工具ＴＬ又は工具交換装置３０のアーム部３２，３３により把持される工具ＴＬの折損の有無を検出してもよい。
また、マガジン５１，５２の数は、単数又は３つ以上であってもよい。
また、工具折損検出装置６０は、マガジン５１，５２の把持部５１ａ，５２ａに把持された工具ＴＬ又は工具交換装置３０のアーム部３２，３３により把持される工具ＴＬの折損の有無を検出してもよい。
また、マガジン５１，５２の数は、単数又は３つ以上であってもよい。
【符号の説明】
【0045】
１…工作機械、３…工具交換搬送部、５…工具折損検出システム、１０…主軸ユニット、１１…主軸、１５…主軸台、２０…工具スピンドル、３０…工具交換装置、３１…回転軸部、３１Ｊ…回転軸、３２，３３…アーム部、４０…工具搬送装置、４１Ｙ…Ｙ軸移動機構、４１Ｚ…Ｚ軸移動機構、４１ａ，４１ｄ…モータ、４１ｂ，４１ｅ…ボールねじ、４１ｃ，４１ｆ…ナット、４３…工具保持部、５０…工具マガジン装置、５０Ｊ…マガジン回転軸、５１，５２…マガジン、５１ａ，５２ａ…把持部、５３…マガジン駆動モータ、５４…支柱、５５…マガジン支持軸、５６…支持フレーム、６０…工具折損検出装置、６１…針支持部、６２…検出針、６３ａ…検出部、６３ｂ…針駆動部、６４…固定金具、３００…制御部、α…角度、Ｂ…旋回軸、Ｓ…ベッド、Ｒ１…移動経路、Ｗ…ワーク、ＴＬ，ＴＬ１，ＴＬ２…工具、ＴＺ…ツーリングゾーン、ＹＨ…上側位置、ＹＬ…下側位置、ＺＬ…アーム対向位置、ＹＳ，ＺＳ…停止位置、ＺＲ…マガジン把持部対向位置、Ｐｓ…交換位置、ＴＬａ…刃部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
