特許 7410129 加工装置

(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】2023-12-25

(45)【発行日】2024-01-09

(54)【発明の名称】加工装置

(51)【国際特許分類】

   B23Q 1/48 20060101AFI20231226BHJP

   B23Q 1/01 20060101ALI20231226BHJP

   B23Q 1/72 20060101ALI20231226BHJP

   B23Q 3/157 20060101ALI20231226BHJP

【ＦＩ】

B23Q1/48 F

B23Q1/01 T

B23Q1/01 W

B23Q1/72 B

B23Q3/157 C

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021509472

(86)(22)【出願日】2020-03-24

(86)【国際出願番号】 JP2020013171

(87)【国際公開番号】W WO2020196567

(87)【国際公開日】2020-10-01

【審査請求日】2021-10-04

(31)【優先権主張番号】P 2019058663

(32)【優先日】2019-03-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(31)【優先権主張番号】P 2020007125

(32)【優先日】2020-01-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000104652

【氏名又は名称】キヤノン電子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003133

【氏名又は名称】弁理士法人近島国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 一史

(72)【発明者】

【氏名】松丸 盛一

(72)【発明者】

【氏名】藤生 卓

【審査官】増山 慎也

(56)【参考文献】

【文献】韓国登録特許第１０－１５８９５５０（ＫＲ，Ｂ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／００８４１０２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平１０－０５８２１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－０２５９３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０２３０７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－３０８９３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１２０２２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０３４２６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１７８１６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５０５７２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０５６５３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１１／１１１９０２（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｑ １／０１、４８、７２

Ｂ２３Ｑ ３／０６、１５７

Ｂ２３Ｑ １７／００

Ｂ２３Ｂ ３１／１１７

Ａ６１Ｃ １３／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｚ軸方向に沿う第１面、及び、Ｙ軸方向に沿う第２面を有する第１フレームを備えた加工装置であって、
前記第１フレームの前記第１面側に設けられた、Ｘ軸移動機構及びＺ軸移動機構と、
前記第１フレームの前記第２面側に設けられた、Ｙ軸移動機構と、
前記第１フレームの前記第２面側から前記第１フレームを支持する第２フレームと、
前記Ｙ軸移動機構によって移動する、Ａ軸回転機構、Ｂ軸回転機構、及び、加工対象物を支持する支持機構と、を備え、
前記第１フレームのＺ軸方向における下方であって、前記第２フレームによって形成された空間内に前記Ｙ軸移動機構を設け、
前記第１フレームは、前記Ｘ軸移動機構、前記Ｙ軸移動機構及びＺ軸移動機構を支持し、
前記Ｙ軸移動機構は、前記支持機構をＹ軸方向に案内する案内軸を有し、
Ｙ軸方向において、前記第２フレームが前記第１フレームを支持する一方端から前記一方端とは反対側の他方端までの長さは、前記案内軸よりも長いことを特徴とする加工装置。

【請求項2】

前記Ｙ軸移動機構の案内面は、前記Ａ軸回転機構の回転中心軸、及び、前記Ｂ軸回転機構の回転中心軸よりも、Ｚ軸方向の上方に位置し、
Ｘ軸方向において、加工対象物を基準に、前記Ａ軸回転機構のモータ側とは反対側に配置され、複数の工具を保持する工具マガジンと、
Ｘ軸方向において、前記Ａ軸回転機構のモータと前記工具マガジンとの間に配置され、工具の長さを検知する工具長センサと、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の加工装置。

【請求項3】

Ｚ軸方向に沿う第１面、及び、Ｙ軸方向に沿う第２面を有する第１フレームを備えた加工装置であって、
前記第１フレームの前記第１面側に設けられた、Ｘ軸移動機構及びＺ軸移動機構と、
前記第１フレームの前記第２面側に設けられた、Ｙ軸移動機構と、
前記第１フレームの前記第２面側から前記第１フレームを支持する第２フレームと、
前記Ｙ軸移動機構によって移動する、Ａ軸回転機構、Ｂ軸回転機構、及び、加工対象物を支持する支持機構と、を備え、
前記第１フレームのＺ軸方向における下方であって、前記第２フレームによって形成された空間内に前記Ｙ軸移動機構を設け、
前記第１フレームは、前記Ｘ軸移動機構、前記Ｙ軸移動機構及びＺ軸移動機構を支持し、
前記Ａ軸回転機構は、前記支持機構を、Ａ軸を中心として回転可能であり、
前記支持機構は、
前記Ａ軸に沿った平面が通る位置において前記加工対象物を保持する保持部であって、前記Ａ軸の延長線が前記加工対象物の前記平面に直交する方向の中心を通るように前記加工対象物を保持する保持部と、
前記平面に直交する方向に関して前記保持部により前記加工対象物を保持した位置よりも片側で、且つ、前記Ａ軸と偏心した位置で前記Ａ軸回転機構と連結され、前記保持部を介して前記加工対象物を支持する支持部と、を有し、
前記支持機構は、前記保持部の前記平面が通る周囲の一部を押圧する押圧部を有することを特徴とする加工装置。

【請求項4】

前記押圧部の押圧方向は、前記平面に沿った方向よりも前記片側を向くように前記平面に対して傾斜していることを特徴とする請求項３に記載の加工装置。

【請求項5】

前記保持部は、前記支持部に対して前記平面と直交する方向に着脱可能であり、前記加工対象物を保持する本体部と、前記本体部から前記平面に直交する方向に突出した突出部と、前記突出部から前記平面と平行な方向に突出した第１突起とを有し、
前記支持部は、前記突出部が挿入可能な開口部と、前記開口部の内周面から前記平面と平行な方向に突出した第２突起と、前記第２突起から外れた位置で前記突出部が前記開口部に挿入される際に前記第１突起が前記第２突起よりも前記突出部の挿入方向下流側に進入可能とする進入部と、を有し、
前記保持部と前記支持部との何れかに設けられ、前記第１突起が前記進入部を通った状態で前記保持部と前記支持部とを相対回転させ、前記第１突起と前記第２突起とが前記挿入方向に重なった状態で前記第１突起と前記第２突起との間に位置し、前記第１突起と前記第２突起とを互いに離間する方向に付勢する付勢部を有することを特徴とする請求項３または４に記載の加工装置。

【請求項6】

Ｚ軸方向に沿う第１面、及び、Ｙ軸方向に沿う第２面を有する第１フレームを備えた加工装置であって、
前記第１フレームの前記第１面側に設けられた、Ｘ軸移動機構及びＺ軸移動機構と、
前記第１フレームの前記第２面側に設けられた、Ｙ軸移動機構と、
前記第１フレームの前記第２面側から前記第１フレームを支持する第２フレームと、
前記Ｙ軸移動機構によって移動する、Ａ軸回転機構、Ｂ軸回転機構、及び、加工対象物を支持する支持機構と、を備え、
前記第１フレームのＺ軸方向における下方であって、前記第２フレームによって形成された空間内に前記Ｙ軸移動機構を設け、
前記第１フレームは、前記Ｘ軸移動機構、前記Ｙ軸移動機構及びＺ軸移動機構を支持し、
前記Ｚ軸移動機構は、加工具をＺ軸方向に移動可能であり、
複数の加工具を保持可能な工具保持部を備え、
前記工具保持部は、
複数の加工具を第１列に沿って配置可能で、それぞれ所定方向に複数の加工具を着脱可能な複数の第１工具配置部と、
前記第１列と略平行で前記第１列に隣接した第２列に沿って複数の加工具を配置可能で、それぞれ所定方向に複数の加工具を着脱可能であり、且つ、前記第１列及び前記第２列に沿った方向に関して、前記第１列に配置された加工具の中心と前記第２列に配置された加工具の中心とがずれるように複数の加工具が配置される複数の第２工具配置部と、
前記第２列の前記第１列と反対側から、前記第２列に沿った方向に関して前記第２工具配置部から外れた位置を通るように配置され、それぞれ前記第１工具配置部への加工具の着脱動作に連動して揺動する複数の第１揺動部と、
前記第１揺動部よりも長さが短く、前記第２列の前記第１列と反対側から前記第２工具配置部に向けて配置され、それぞれ前記第２工具配置部への加工具の着脱動作に連動して揺動する複数の第２揺動部と、
前記第２列の前記第１列と反対側に配置され、前記第１揺動部の揺動動作により前記第１工具配置部への加工具の着脱を検知する第１検知部と、
前記第２列の前記第１列と反対側に配置され、前記第２揺動部の揺動動作により前記第２工具配置部への加工具の着脱を検知する第２検知部と、を有することを特徴とする加工装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、加工対象物を加工可能な加工装置に関する。

【背景技術】

【0002】

加工装置として、加工具が取り付けられた主軸を回転させて加工対象物（ワーク）に切削加工などをする装置が従来から知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１に記載の構成の場合、ワークは装置を構成する枠体の側面に支持されつつ、移動及び回転する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－３０１９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の構成の場合、ワークが装置を構成する枠体の側面に支持されつつ、移動及び回転するため、ワークを支持するための剛性を確保しにくい。ワークや主軸を支持する部分の剛性が不足すると、加工安定性が低下する可能性がある。加工安定性が低下すると、ワークの加工精度を十分に確保できない可能性がある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の加工装置は、Ｚ軸方向に沿う第１面、及び、Ｙ軸方向に沿う第２面を有する第１フレームを備えた加工装置であって、前記第１フレームの前記第１面側に設けられた、Ｘ軸移動機構及びＺ軸移動機構と、前記第１フレームの前記第２面側に設けられた、Ｙ軸移動機構と、前記第１フレームの前記第２面側から前記第１フレームを支持する第２フレームと、前記Ｙ軸移動機構によって移動する、Ａ軸回転機構、Ｂ軸回転機構、及び、加工対象物を支持する支持機構と、を備え、前記第１フレームのＺ軸方向における下方であって、前記第２フレームによって形成された空間内に前記Ｙ軸移動機構を設け、前記第１フレームは、前記Ｘ軸移動機構、前記Ｙ軸移動機構及びＺ軸移動機構を支持し、前記Ｙ軸移動機構は、前記支持機構をＹ軸方向に案内する案内軸を有し、Ｙ軸方向において、前記第２フレームが前記第１フレームを支持する一方端から前記一方端とは反対側の他方端までの長さは、前記案内軸よりも長いことを特徴とする。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、加工対象物の加工精度を確保し易い。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】第１の実施形態に係る加工装置の斜視図。

【図2】第１の実施形態に係る加工装置の上面図。

【図3】第１の実施形態に係る加工装置の正面図。

【図4】第１の実施形態に係る加工装置を一部を切断して示す側面図。

【図5A】第１の実施形態に係る加工装置を、架台の一部を切断して示す側面図。

【図5B】第１の実施形態に係る加工装置を、図５Ａの状態よりも支持機構をＹ軸方向に移動させた状態で、架台の一部を切断して示す側面図。

【図6】第１の実施形態に係る加工装置の正面図でワークをｂ軸回りで傾斜させた図。

【図7】第１の実施形態に係る電装ユニットの概略断面図。

【図8】第１の実施形態の別の第１例に係る加工装置の斜視図。

【図9】第１の実施形態の別の第２例に係る加工装置の一部を示す正面図。

【図10】第１の実施形態の別の第２例に係る加工装置の一部を示す斜視図。

【図11】第１の実施形態の別の第２例に係る支持機構及び第１回転機構の断面図。

【図12】第１の実施形態の別の第２例に係る支持機構の平面図。

【図13A】図１２のＡ－Ａ断面図。

【図13B】図１２のＢ－Ｂ断面図。

【図13C】図１２のＣ－Ｃ断面図。

【図14】第１の実施形態に係る第１回転機構、支持機構及び工具マガジンの斜視図。

【図15】第１の実施形態に係る第１回転機構、支持機構及び工具マガジンの平面図。

【図16A】図１５のＤ－Ｄ断面図。

【図16B】図１５のＥ－Ｅ断面図。

【図17A】第２の実施形態に係る保持部の斜視図。

【図17B】図１７Ａの裏側から見た保持部の斜視図。

【図18A】第２の実施形態に係る支持部を含む第１回転機構の平面図。

【図18B】第２の実施形態に係る支持部を含む第１回転機構の斜視図。

【図19A】第２の実施形態において保持部を支持部に挿入する前の状態を示す斜視図。

【図19B】第２の実施形態において保持部を支持部に挿入した時の状態を示す斜視図。

【図20A】第２の実施形態において保持部を支持部に装着した状態を示す斜視図。

【図20B】第２の実施形態において保持部を支持部に装着した状態を示す断面図。

【図21A】第２の実施形態において保持部を着脱すべく、保持部の回転止めをする構成を示す平面図。

【図21B】第２の実施形態において保持部を着脱すべく、保持部の回転止めをする構成を示す斜視図。

【図22A】図２１Ａの状態から支持機構をｂ軸を中心に回転させた状態を示す平面図。

【図22B】図２１Ｂの状態から支持機構をｂ軸を中心に回転させた状態を示す斜視図。

【図23】第３の実施形態に係る加工装置の外観斜視図。

【図24A】第３の実施形態に係る工具のクランプ前を示す断面図。

【図24B】第３の実施形態に係る工具のクランプ後を示す断面図。

【図25】第３の実施形態に係る加工装置における制御ブロック図。

【図26】第３の実施形態に係る加工装置における制御フローチャート。

【図27】工具を選択する際の制御フローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0008】

＜第１の実施形態＞
第１の実施形態について、図１ないし図１６を用いて説明する。まず、本実施形態の加工装置１００の全体構成について、図１ないし図６を用いて説明する。

【0009】

［加工装置］
加工装置１００は、移動機構支持部材としてのフレーム１と、それぞれフレーム１に支持された第１移動機構１０、第２移動機構２０及び第３移動機構３０と、加工対象物としてのワークＷを支持する支持機構４０と、支持機構４０を回転可能な第１回転機構（回転機構）５０及び第２回転機構（別の回転機構）６０と、工具マガジン７０と、電装ユニット８０とを備える。

【0010】

第１フレームとしてのフレーム１は、内部に空洞（空間）を有する第２フレームとしての架台２上に載置されており、図４に示すように、第１部分３と、第１部分３の端部から直角に折り曲げられた第２部分４とから構成される。本実施形態では、第１部分３は、鉛直方向に沿って配置されており、第２部分４は、水平方向に沿って配置されている。また、第１部分３の第２部分４が折り曲げられた側と反対側の面（図４の左面）を第１の面３ａ、第２部分４の第１部分３とは反対側の面（図４の下面）を第２の面４ａとする。第１の面３ａと第２の面４ａとは互いに直交する。第１の面３ａがＺ軸方向に沿う第１面、第２の面４ａがＹ軸方向に沿う第２面に相当する。架台２は、フレーム１の第２の面４ａ側からフレーム１を支持する。

【0011】

Ｚ軸移動機構としての第１移動機構１０は、第２移動機構２０を介してフレーム１の第１部分３の第１の面３ａに支持されており、Ｚ軸方向（鉛直方向、第１方向）に主軸１１を移動可能である。主軸１１には、加工具１２が工具ホルダを介して着脱自在に取り付けられている。主軸１１は、モータ１３により回転駆動される。第１移動機構１０は、図４に示すように、モータ１４と、Ｚ軸方向に配置された案内軸１５とを有し、モータ１４の駆動により主軸１１を案内軸１５に沿ってＺ軸方向に往復移動（昇降）させる。主軸１１は、Ｚ軸支持部材１６を介して案内軸１５に移動可能に支持されている。例えば、案内軸１５はボールねじであり、Ｚ軸支持部材１６はモータ１４の駆動により回転する案内軸１５（ボールねじ）に沿って移動する部材である。案内軸１５やＺ軸支持部材１６は、カバー１７により覆われている。

【0012】

Ｘ軸移動機構としての第２移動機構２０は、フレーム１の第１部分３の第１の面３ａに支持されており、Ｚ軸方向に直交するＸ軸方向（水平方向、第２方向）に第１移動機構１０と共に主軸１１を移動可能である。第２移動機構２０は、モータ２１と、Ｘ軸方向に配置された案内軸（不図示）とを有し、モータ２１の駆動により第１移動機構１０を案内軸に沿ってＸ軸方向に往復移動させる。第２移動機構２０についても、第１移動機構１０と同様に、例えば、案内軸としてボールねじを用いても良い。

【0013】

Ｙ軸移動機構としての第３移動機構３０は、フレーム１の第２部分４の第２の面４ａに支持されており、Ｚ軸方向及びＸ軸方向に直交するＹ軸方向（水平方向、第３方向）に支持機構４０を移動可能である。第３移動機構３０は、モータ３２（図５Ａ、図５Ｂ）と、Ｙ軸方向に配置された案内軸（不図示）とを有し、モータの駆動により支持機構４０を案内軸に沿ってＹ軸方向に往復移動させる。第３移動機構３０についても、第１移動機構１０と同様に、例えば、案内軸としてボールねじを用いても良い。第３移動機構３０は、図５Ａ、図５Ｂに示すように、フレーム１のＺ軸方向における下方であって、架台２によって形成された空間内に設けられている。また、第３移動機構３０の案内面は、後述する第１回転機構５０の回転中心軸（ａ軸）、及び、第２回転機構６０の回転中心軸（ｂ軸）よりも、Ｚ軸方向の上方に位置する。

【0014】

また、第３移動機構３０は、第２回転機構６０を支持する支持板部３１を備えており、図５Ａ、図５Ｂに示すように、支持板部３１が案内軸に沿ってＹ軸方向に往復移動する。図１及び図３に示すように、架台２のＹ軸方向の支持機構４０側は開口しており、支持板部３１及び支持板部３１に支持された第２回転機構６０がＹ軸方向に移動しても架台２と干渉することを防いでいる。そして、第３移動機構３０は、詳しくは後述するように、第２回転機構６０及び第１回転機構５０と共に支持機構４０をＹ軸方向に移動可能である。

【0015】

支持機構４０は、例えば、歯科用補綴物など加工具１２により切削加工される加工対象物としてのワークＷを支持する。このような支持機構４０は、ワークＷを保持する保持部４１と、両端部が第１回転機構５０の回転部５１、５２にそれぞれ連結され、保持部４１を介してワークＷを支持する支持部４２とを有する。保持部４１と支持部４２は別体であり、詳しくは後述するが、保持部４１が支持部４２に対して固定されている。但し、保持部４１と支持部４２とを一体としても良い。

【0016】

Ａ軸回転機構としての第１回転機構５０は、支持機構４０をＺ軸方向に直交する回転軸としてのａ軸（図２～４、６参照）を中心として回転可能である。本実施形態では、ａ軸は、Ｘ軸方向と平行としている。このような第１回転機構５０は、回転部５１、５２を回転自在に支持する支持フレーム５３と、回転部５１を回転駆動するモータ５４（図１１）とを有する。支持フレーム５３は、支持機構４０の周囲を囲むように略コの字型に形成され、モータ５４及び回転部５１を支持する第１支持部５３ａと、回転部５２を支持する第２支持部５３ｂと、第１支持部５３ａと第２支持部５３ｂとを連結する連結部５３ｃとから構成される。

【0017】

第１支持部５３ａに支持された回転部５１と、第２支持部５３ｂに支持された回転部５２は、ａ軸方向に互いに対向するように、且つ、ａ軸を回転軸として回転可能に配置されている。そして、支持機構４０のａ軸方向両端部が、それぞれ回転部５１、５２に支持されている。これにより、第１回転機構５０は、図４に示すように、支持機構４０を、ａ軸を中心としてα°回転可能に支持する。

【0018】

第１回転機構５０は、少なくとも１８０°回転可能であり、支持機構４０に支持されたワークＷの表裏を反転可能である。本実施形態では、第１回転機構５０は、支持機構４０をａ軸を中心として３６０°回転させることができる。なお、詳しくは後述するように、ａ軸の延長線が支持機構４０に支持されたワークＷの厚さ方向の中心を通るため、回転中心軸であるａ軸から表面までの距離とａ軸から裏面までの距離は同じである。したがって、ワークＷの表裏が反転しても、ワークＷの厚さ方向の中心と加工具１２との位置関係は変わらない。

【0019】

Ｂ軸回転機構としての第２回転機構６０は、支持機構４０をＺ軸方向及びａ軸に直交する別の回転軸としてのｂ軸（図４、５参照）を中心として回転可能である。本実施形態では、ｂ軸は、Ｙ軸方向と平行としている。このような第２回転機構６０は、第１回転機構５０の支持フレーム５３が取り付けられる回転部６１（図１１）と、回転部６１を回転駆動するモータ６２（図４）とを有する。回転部６１は、支持フレーム５３の連結部５３ｃが取り付けられ、モータ６２に回転駆動されることにより支持フレーム５３を、ｂ軸を中心として回転可能である。したがって、第２回転機構６０は、図６に示すように、第１回転機構５０と共に支持機構４０を、ｂ軸を中心としてβ°回転可能に支持する。

【0020】

ｂ軸は、第１回転機構５０の回転部５１と回転部５２の間のＸ軸方向中央部を通り、延長線が支持機構４０に支持されたワークＷのＸ軸方向の中心を通る。また、ａ軸とｂ軸とは、図４及び図６に示すように、互いに直交するように交わる。このため、ａ軸は、ｂ軸を中心として回転可能であり、例えば、図６に示すように、ａ１軸からａ２軸まで揺動する。

【0021】

工具保持部としての工具マガジン７０は、複数の加工具を保持可能であり、第１回転機構５０に隣接して配置され、図２に示すように、支持部材７１に支持されている。支持部材７１は、第３移動機構３０の支持板部３１に支持されている。このため、工具マガジン７０は、第３移動機構３０により支持機構４０などと共にＹ軸方向に移動可能である。但し、図４に示すように、支持機構４０がａ軸を中心に回転しても、工具マガジン７０は回転せず、図６に示すように、支持機構４０がｂ軸を中心に回転しても、工具マガジン７０は回転しない。即ち、工具マガジン７０は、支持機構４０がａ軸及びｂ軸を中心に回転しても所定の姿勢を維持するように、支持部材７１に支持されている。

【0022】

工具マガジン７０には、それぞれ工具ホルダ１２ａと一体に形成された複数種類の加工具が保持された状態でＹ軸方向に沿って複数列並べて配置されている。そして、主軸１１に取り付ける加工具を交換可能としている。なお、工具ホルダ１２ａは、主軸１１に保持される部分で、加工具と一体に形成されていても良いし、別体に形成されていても良い。なお、本実施形態では、加工具１２をチャック付の工具ホルダ１２ａに取り付けた上で、主軸１１の工具保持用のチャック部が工具ホルダ１２ａを介して保持する２重チャックの構成となっている。但し、主軸１１に直接、加工具を取り付けても良い。加工具の交換は、作業者が行っても良いし、加工装置１００により自動で行っても良い。

【0023】

加工具の交換を自動で行う場合には、第２移動機構２０及び第３移動機構３０により工具マガジン７０の加工具が入っていない空きスペースを主軸１１の下方に移動させる。そして、第１移動機構１０により主軸１１を下降させ、主軸１１に設けられたチャックなどの着脱装置を動作させることで、主軸１１に取り付けられている加工具１２を外して工具マガジン７０の空きスペースに配置する。次いで、第１移動機構１０により主軸１１を上昇させると共に、第２移動機構２０及び第３移動機構３０により工具マガジン７０の交換したい加工具１２が配置されている位置を主軸１１の下方に移動させる。そして、再度、第１移動機構１０により主軸１１を下降させ、着脱装置を動作させることで、主軸１１に交換したい加工具１２を装着する。なお、加工具１２は、例えば、ドリルやエンドミルである。

【0024】

電装ユニット８０は、フレーム１の内側に取り付けられている。即ち、電装ユニット８０は、第１部分３の第１の面３ａの反対側で、第２部分４の第２の面４ａの反対側に配置されている。このようにＬ字型に形成されたフレーム１の、各移動機構や回転機構が配置されていない内側に電装ユニット８０を配置することで、スペースを有効に利用でき、装置の小型化を図れる。

【0025】

このような電装ユニット８０は、加工装置１００を制御するもので、図７に示すように、枠体８１に制御基板８３、各制御部８４ａ、８４ｂ、８４ｃ、８４ｘ、８４ｙ、８４ｚが支持されている。制御基板８３は、主軸や各軸のモータの駆動を制御する。各制御部８４ａ、８４ｂ、８４ｃ、８４ｘ、８４ｙ、８４ｚは、例えば、それぞれ対応するモータのロータリーエンコーダの信号からモータに出力するパルスを演算し、それぞれ対応するモータの回転を適切に制御するものである。

【0026】

即ち、制御部８４ａは、第１回転機構５０のモータ５４を制御して、支持機構４０をａ軸を中心に回転させる。制御部８４ｂは、第２回転機構６０のモータ６２を制御して、支持機構４０をｂ軸を中心に傾斜させ、支持機構４０の姿勢を決定する。また、制御部８４ｘは、第２移動機構２０のモータ２１を制御して主軸１１をＸ軸方向に移動させ、主軸１１のＸ軸方向の位置を決定する。制御部８４ｙは、第３移動機構３０のモータを制御して支持機構４０をＹ軸方向に移動させ、支持機構４０のＹ軸方向の位置を決定する。制御部８４ｚは、第１移動機構１０のモータ１４を制御して主軸１１をＺ軸方向に移動させ、主軸１１のＺ軸方向の位置を決定する。これにより、主軸１１と支持機構４０のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の相対位置が決定される。

【0027】

制御部８４ｃは、主軸１１を回転駆動するモータ１３を制御する。制御部８４ｃは、主軸１１に取り付けられた加工具１２を高速で回転させるため、他の制御部８４ａ、８４ｂ、８４ｘ、８４ｙ、８４ｚよりも大型、高重量になり易い。そこで、本実施形態では、電装ユニット８０の枠体８１は、制御部の設置スペースを上下に仕切る仕切り部８２を有し、仕切り部８２の下方に大型で高重量の制御部８４ｃを設け、仕切り部８２の上方に小型で軽量の８４ａ、８４ｂ、８４ｘ、８４ｙ、８４ｚを設けるようにしている。このように重量物を下方に配置することで装置の安定性を図れると共に、小型の制御部を仕切り部８２の上方にまとめて配置することでスペースを有効活用して装置の小型化を図れる。

【0028】

また、制御基板８３は、配線等を行い易くするため枠体８１の側面に設けるようにしている。但し、これら電装ユニット８０の各部の配置は、どのような順番に入れ変えても良い。

【0029】

なお、上述の説明では、各移動機構や回転機構、電装ユニットを支持する移動機構支持部材をＬ字型のフレーム１としたが、図８に示すように、箱型のフレーム１Ａとしても良い。フレーム１Ａも、フレーム１と同様に、第１移動機構１０及び第２移動機構２０を支持する第１の面３ａと、第３移動機構３０を支持する第２の面４ａとを有する。また、電装ユニット８０は、箱型のフレーム１Ａ内に配置される。

【0030】

このような加工装置１００によりワークＷを加工する場合には、加工具１２が取り付けられた主軸１１を回転させつつ、第１移動機構１０により主軸１１を昇降させることで、ワークＷの加工面（上面）を加工具１２により切削する。この際、第２移動機構２０により主軸１１をＸ軸方向に、第３移動機構３０によりワークＷを支持した支持機構４０をＹ軸方向に移動させつつ、第１移動機構１０により主軸１１を昇降させることで、ワークＷの加工面の任意の位置を切削加工可能である。また、第２回転機構６０によりワークＷを、ｂ軸を中心として傾斜させた状態でも切削加工可能であり、更に、第１回転機構５０によりワークＷの表裏を反転して切削加工可能である。

【0031】

また、本実施形態の加工装置１００は、コンピュータ制御により自動加工を行うＮＣ加工装置である。具体的には、パーソナルコンピュータなどの外部端末を用いてＣＡＤ／ＣＡＭシステムにより加工データを作成し、このデータに基づいて数値制御によりワークＷの加工を行う。このために、加工装置１００には、加工装置１００に指令を行うパーソナルコンピュータなどの外部端末が接続される。なお、加工装置１００自体に、数値制御が可能なＣＰＵやメモリを搭載したコンピュータが設けられていても良い。

【0032】

例えば、加工装置１００により歯科用補綴物の作成を行う場合、３次元計測器で計測した歯科用補綴物のデータをＣＡＤ／ＣＡＭシステムに転送し、ＣＡＤ／ＣＡＭシステムにより加工データを作成する。そして、この加工データに基づいて、加工装置１００を制御してワークＷを加工具１２により切削加工することで、歯科用補綴物を作成する。

【0033】

このようにワークを加工する加工装置では、主軸やワークを移動させる移動機構やワークを回転させる回転機構を支持する移動機構支持部材の剛性を十分に確保することが好ましい。特に、主軸を高回転で回転させて切削を行う場合、移動機構支持部材の剛性を十分に確保することが望まれる。例えば、特許文献１に記載された構成の場合、ワークは装置を構成する枠体の側面に支持されつつ、移動及び回転する。このため、ワークを支持するための剛性を確保しにくい。ワークや主軸を支持する部分の剛性が不足すると、加工安定性が低下する可能性がある。

【0034】

これに対して本実施形態の場合、各移動機構や各回転機構を支持するフレーム１やフレーム１Ａを、第１の面３ａと、第１の面３ａと直交する第２の面４ａとを有する構成としている。そして、第１の面３ａに第１移動機構１０及び第２移動機構２０を支持し、第２の面４ａに第３移動機構３０を支持し、更に、第３移動機構３０を介して第１回転機構５０及び第２回転機構６０を第２の面４ａに支持している。このようにＬ字型の部分を有するフレーム１、１Ａに各移動機構や各回転機構を支持する構成は、側板に移動機構や回転機構を支持する構成に比べて支持剛性が高い。このため、本実施形態のように構成することで、ワークの加工安定性を確保して、ワークの加工精度を高めることができる。また、高速回転する主軸を有する加工装置に適用しても、十分な剛性を確保できる。

【0035】

［支持機構］
次に、本実施形態のワークＷの支持機構４０Ａについて、図９ないし図１３を用いてより詳しく説明する。図９ないし図１３に示す支持機構４０Ａは、上述の図１ないし図８に示した支持機構４０に対して、押圧部４３ａ、４３ｂ、４３ｃを有する点が異なる。即ち、図９ないし図１３に示す支持機構４０Ａも、ワークＷを保持する保持部４１と、第１回転機構５０の回転部５１、５２に連結され、保持部４１を介してワークＷを支持する支持部４２とを備える。そして、保持部４１を押圧部４３ａ、４３ｂ、４３ｃにより押圧することで、保持部４１を支持部４２に対して固定している。

【0036】

なお、図１ないし図８に示した支持機構４０は、例えば、ビスなどの固定部材により保持部４１を支持部４２に固定しても良いし、後述する第２の実施形態の構成により固定しても良い。但し、図１ないし図８に示した支持機構４０についても、保持部４１により保持されるワークＷの厚さ方向の中心と、支持部４２が回転部５１、５２に連結される位置との関係は、次述する場合と同じである。

【0037】

図９及び図１０に示すように、支持機構４０Ａは、ワークＷを保持する保持部４１を挟持するように配置された押圧装置４４と、受け装置４５とを有する。押圧装置４４と受け装置４５は、ａ軸上に配置されており、押圧装置４４が第１回転機構５０の回転部５２側に、受け装置４５が回転部５１側にそれぞれ配置されている。押圧装置４４は、後述する図１３に示すように、押圧部４３ａ、４３ｂ、４３ｃを有し、保持部４１を受け装置４５側及び支持部４２に向かう側に押圧している。受け装置４５は、保持部４１と接触して、押圧装置４４により保持部４１に付与された押圧力を受けるようになっている。また、押圧装置４４と受け装置４５は、支持部４２上に固定されている。

【0038】

図１１は、第１回転機構５０及び支持機構４０Ａをａ軸上で切断した断面斜視図で、支持機構４０Ａを支持部４２側から見た図である。図１１に示すように、ワークＷは、円板状の部材であり、外周部に全周に亙って突部Ｗ１が設けられている。保持部４１は、本体部４１ａと、抑え板部４１ｂとを有する。本体部４１ａには、ワークＷの突部Ｗ１が進入可能な凹部４１ｃが形成されている。ワークＷは、突部Ｗ１が本体部４１ａの凹部４１ｃと抑え板部４１ｂとで挟持されることにより、保持部４１に保持される。抑え板部４１ｂは、ワークＷを本体部４１ａとの間で挟持した状態で、本体部４１ａに、例えば、ビス４１ｄ（図１２など参照）により固定される。

【0039】

支持部４２は、ワークＷの外径よりも大きく、保持部４１の外接円の外径よりも小さい貫通孔４２ａが形成されている。これにより、第１回転機構５０でワークＷが反転されて、ワークＷの裏面を加工する際に、貫通孔４２ａを介して加工具１２がワークＷに接触可能となる。即ち、ワークＷの裏面を貫通孔４２ａを介して切削加工可能である。また、支持部４２の貫通孔４２ａの外側部分に保持部４１が載置可能である。

【0040】

図１２は、支持機構４０Ａを保持部４１側から見た平面図である。図１２において、ａ軸を通るＢ－Ｂ断面図を図１３Ｂに、ａ軸からワークＷの中心Ｏ周りに反時計方向に所定角度ずれたＡ－Ａ断面図を図１３Ａに、ａ軸からワークＷの中心Ｏ周りに時計方向に所定角度ずれたＣ－Ｃ断面図を図１３Ｃに、それぞれ示す。Ａ－Ａ断面とＣ－Ｃ断面のａ軸のずれ角度は同じである。ワークＷの中心Ｏは、円板状のワークＷを平面視した場合の中心である。

【0041】

ここで、図１３Ｂに示すように、第１回転機構５０の回転軸であるａ軸に沿った平面を平面Ｐとする。また、平面Ｐに直交する方向をワークＷの厚さ方向とする。また、ワークＷの厚さ方向の中心を中心Ｑとする。この場合に、保持部４１は、平面Ｐが通る位置においてワークＷを保持する。また、保持部４１は、ａ軸の延長線がワークＷの厚さ方向の中心Ｑを通るようにワークＷを保持する。

【0042】

一方、保持部４１を支持する支持部４２は、ワークＷの厚さ方向に関して保持部４１によりワークＷを保持した位置よりも片側（図１３Ｂの下側）で、且つ、ａ軸と偏心した位置である連結位置ｃで第１回転機構５０と連結されている。このために、支持部４２のａ軸方向の両端部には、連結部４２ｂ、４２ｃが設けられている。連結部４２ｂ、４２ｃは、図１１に示すように、回転部５１の連結突部５１ａ、回転部５２の連結突部５２ａとそれぞれ連結される。

【0043】

回転部５１の連結突部５１ａ及び回転部５２の連結突部５２ａは、それぞれａ軸から偏心した位置からａ軸に沿って突出形成されている。一方、支持部４２に形成された連結部４２ｂ、４２ｃは、連結突部５１ａ、５２ａがそれぞれ進入可能な切り欠き形状を有する。そして、連結部４２ｂ、４２ｃに連結突部５１ａ、５２ａがそれぞれ進入した状態で、連結部４２ｂ、４２ｃと連結突部５１ａ、５２ａとが固定される。連結突部５１ａ、５２ａのａ軸からの偏心量は同じであり、連結部４２ｂ、４２ｃの切り欠き量も同じである。このため、図１３Ｂに示すように、連結突部５１ａ、５２ａと連結部４２ｂ、４２ｃとは連結位置ｃで連結され、連結位置ｃは、ａ軸と偏した位置となる。

【0044】

本実施形態の場合、ａ軸がワークＷの厚さ方向の中心Ｑを通るようにワークＷが保持部４１に保持されている。このため、支持部４２と回転部５１、５２との連結位置ｃがａ軸から偏心していても、回転部５１、５２がａ軸を中心に回転することで、支持機構４０Ａと共にワークＷを、ａ軸を中心に回転可能である。

【0045】

押圧装置４４は、図１３Ａ～Ｃに示すように、保持部４１の周囲の複数箇所（本実施形態では３箇所）に、それぞれ押圧部４３ａ、４３ｂ、４３ｃを有する。押圧部４３ａ、４３ｂ、４３ｃは、保持部４１の平面Ｐが通る周囲の一部を押圧する。具体的には、ａ軸を通る位置に配置された押圧部４３ｂは、図１３Ｂに示すように、ａ軸と略平行な方向に保持部４１を押圧する。押圧部４３ｂは、不図示のバネにより保持部４１を受け装置４５に向けて押圧する。このために、押圧装置４４には、押圧部４３ｂをａ軸方向と略平行な方向に沿って移動自在に案内する案内孔４４ｂを有する。

【0046】

押圧部４３ｂの先端には突部４３ｂ１が設けられ、突部４３ｂ１が保持部４１の外周面に設けられた凹部４１ｅと係合することで、保持部４１の平面Ｐに直交する軸を中心とした回転方向の位置決めを行う。なお、突部４３ｂ１は、押圧部４３ｂの先端に回転自在に設けられた球でも良いし、押圧部４３ｂの先端を半球状に丸めたものであっても良い。

【0047】

保持部４１を支持部４２に装着する際には、支持部４２に設けられた押圧装置４４と受け装置４５との間に保持部４１を挿入する。この際、保持部４１の凹部４１ｅと押圧部４３ｂの突部４３ｂ１との回転方向の位相をずらしておく。そして、保持部４１を支持部４２に対して相対回転させることで、凹部４１ｅと突部４３ｂ１の位相を合わせ、互いに係合させる。これにより、保持部４１の支持部４２に対する回転方向の位置決めが行われる。

【0048】

一方、押圧部４３ｂの回転方向両側に配置された押圧部４３ａ、４３ｃは、図１３Ａ、Ｃに示すように、平面Ｐに対して傾斜した方向に保持部４１を押圧する。押圧部４３ａ、４３ｃは、それぞれ不図示のバネにより保持部４１を支持部４２に向けて押圧する。ここで、押圧部４３ａ、４３ｃの押圧方向は、平面Ｐに沿った方向よりも片側（支持部４２側）を向くように平面Ｐに対して傾斜している。即ち、押圧部４３ａ、４３ｃの押圧方向の力の分力の一部は、保持部４１を支持部４２に向けて押し付ける方向に作用する。このために、押圧装置４４には、押圧部４３ａ、４３ｃを、それぞれ平面Ｐに対して傾斜した方向に沿って移動自在に案内する案内孔４４ａ、４４ｃを有する。

【0049】

押圧部４３ａ、４３ｃの先端にも、突部４３ａ１、４３ｃ１が設けられている。一方、保持部４１には、これら突部４３ａ１、４３ｃ１と係合する傾斜面４１ｆ、４１ｇが設けられている。傾斜面４１ｆ、４１ｇは、押圧部４３ａ、４３ｃの押圧方向に略直交する面であり、押圧部４３ａ、４３ｃの押圧力により保持部４１が支持部４２に向けて効果的に押されるようになっている。なお、突部４３ａ１、４３ｃ１は、押圧部４３ａ、４３ｃの先端に回転自在に設けられた球でも良いし、押圧部４３ａ、４３ｃの先端を半球状に丸めたものであっても良い。また、押圧部４３ａ、４３ｂ、４３ｃは、それぞれ同じ部材としても良い。

【0050】

このように押圧部４３ａ、４３ｃにより保持部４１が支持部４２に向けて押し付けられることで、保持部４１が支持部４２に対して固定される。また、押圧部４３ｂにより保持部４１の支持部４２に対する回転方向の位置決めがなされる。

【0051】

上述のように、本実施形態では、保持部４１を支持する支持部４２は、ワークＷの厚さ方向に関して保持部４１によりワークＷを保持した位置よりも片側（図１３Ｂの下側）で、且つ、ａ軸と偏心した位置である連結位置ｃで第１回転機構５０と連結されている。このため、ワークＷを加工する際に、ワークＷへの加工負荷に対して十分な剛性を確保し易い。即ち、本実施形態の場合、ワークＷの保持位置と支持機構４０Ａと第１回転機構５０との連結位置をずらすことで、ワークＷの加工負荷に対して十分な剛性を確保できる。

【0052】

ここで、特許文献１には、加工対象物を挟み込むことで保持する保持部を有し、保持部を介して加工対象物を回転させる回転機構を備えた構成が記載されている。特許文献１に記載の構成の場合、保持部が加工対象物を保持した位置、回転機構に保持部を介して加工対象物を支持する位置、及び、加工対象物を回転させる回転中心が略同一軸上にあると考えられる。このように加工対象物を保持した位置と加工対象物を回転機構に支持する位置とが略同一軸上である場合、加工対象物を支持する構成として加工時の加工対象物への負荷に対して十分な剛性を確保しにくい。このため、加工対象物の加工精度を十分に確保できない可能性がある。

【0053】

具体的に説明する。ワークＷの加工時には、ワークＷから保持部４１を介して支持部４２に力が伝わる。そして、支持部４２と第１回転機構５０との連結部にこの力が作用することになる。この際、仮に、保持部４１によりワークＷを保持した位置と、ワークＷを第１回転機構５０に支持する位置、即ち、支持部４２と回転部５１、５２との連結部とが同一直線状にあった場合、この連結部からワークＷまでを一体の「真直はり」として捉えることができる。このため、ワークＷに加工負荷により荷重がかかった場合に曲げが生じ易く、加工精度が低下する虞がある。

【0054】

これに対して本実施形態の場合、保持部４１によりワークＷを保持した位置と、支持部４２と第１回転機構５０との連結位置ｃとの位置がずれている。このため、連結位置から支持部４２及び保持部４１を介してワークＷまでが、一体のクランク形状の部材として捉えることができる。このため、ワークＷに加工負荷により荷重がかかった場合の曲げに対する強度を強くできる。この結果、加工時のワークＷへの負荷に対して十分な剛性を確保でき、ワークＷの加工精度を十分に確保し易い。

【0055】

また、第１回転機構５０の回転軸であるａ軸は、ワークＷの厚さ方向の中心Ｑを通り、且つ、支持部４２と第１回転機構５０との連結位置ｃは、ａ軸と偏心している。このため、ワークＷをａ軸を中心に回転させて、表面と裏面とを入れ替えるように反転させても、ワークＷの厚さ方向の中心Ｑと加工具１２の位置関係が変わらない。このため、反転により加工具１２とワークＷとの位置関係を新たに補正せずに加工を行うことができる。即ち、本実施形態では、ワークＷを反転して加工可能な構成において、ワークＷの反転に伴う加工性の低下を防止しつつ、ワークＷの表面の加工時の加工負荷に対する剛性確保を図れる。

【0056】

また、本実施形態では、保持部４１の片側に支持部４２を配置して、保持部４１を支持部４２により支持している。このため、ワークＷの表面（図１３Ａ、Ｂ、Ｃの上面）を加工する際に、ワークＷに作用する負荷を支持部４２により十分に支持できる。一方、ワークＷの裏面の加工負荷に対しては、以下のような構成で支持強度を確保するようにしている。

【0057】

即ち、本実施形態では、上述のように、保持部４１が押圧部４３ａ、４３ｃにより押圧されることで、保持部４１が支持部４２に押し付けられているため、保持部４１が支持部４２に対して離れる方向に対する強度を十分に確保できる。したがって、支持機構４０Ａを反転させて、支持部４２側からワークＷの裏面を加工した場合でも、ワークＷを介して保持部４１に伝わる負荷を押圧部４３ａ、４３ｃに十分に支持できる。即ち、ワークＷの裏面の加工時には、ワークＷを介して保持部４１に支持部４２から離れる方向に力が作用するが、保持部４１が押圧部４３ａ、４３ｃの押圧力により支持部４２に押し付けられているため、加工時の負荷に対して十分なワークＷの保持強度を確保できる。この結果、ワークＷの裏面の加工を安定して行うことができ、ワークＷの加工精度を十分に確保できる。

【0058】

［工具マガジン］
次に、本実施形態の工具保持部としての工具マガジン７０について、図１４ないし図１６を用いて説明する。上述したように、工具マガジン７０は、複数の加工具を保持可能であり、第１回転機構５０に隣接して配置され、図２に示したように、支持部材７１に支持されている。このような工具マガジン７０は、複数列（本実施形態では２列）に、それぞれ複数の加工具１２を配置可能である。加工具１２は、工具ホルダ１２ａと一体に形成されている。

【0059】

具体的に説明する。工具マガジン７０は、図１４及び図１５に示すように、複数の第１工具配置部７２ａと、複数の第２工具配置部７３ａとを有する。第１工具配置部７２ａ及び第２工具配置部７３ａは、それぞれ所定方向（本実施形態ではＺ軸方向）に複数の加工具１２を着脱可能に形成されている。また、複数の第１工具配置部７２ａは、複数の加工具１２を第１列７２に沿って配置可能である。更に、複数の第２工具配置部７３ａは、第１列７２と略平行で第１列７２に隣接した第２列７３に沿って複数の加工具１２を配置可能である。本実施形態では、第１列７２及び第２列７３は、Ｙ軸方向の沿った列であり、互いにＸ軸方向に隣接している。但し、第１列７２及び第２列７３は、Ｘ軸方向の沿った列とし、互いにＹ軸方向に隣接するようにしても良い。

【0060】

特に本実施形態では、複数の第１工具配置部７２ａと複数の第２工具配置部７３ａは、第１列７２及び第２列７３に沿った方向に関して、第１列７２に配置された加工具１２の中心と第２列７３に配置された加工具１２の中心とがずれるように、それぞれ複数の加工具１２が配置されるように形成されている。言い換えれば、複数の第１工具配置部７２ａと複数の第２工具配置部７３ａとは、第１列７２及び第２列７３に沿った方向（Ｙ軸方向）に互いにずれて配置されている。そして、隣り合う１対の第１工具配置部７２ａの間に１個の第２工具配置部７３ａの一部が進入するように、又は、隣り合う１対の第２工具配置部７３ａの間に１個の第１工具配置部７２ａの一部が進入するように、それぞれ第１工具配置部７２ａ及び第２工具配置部７３ａを配置している。更に言えば、複数の第１工具配置部７２ａと複数の第２工具配置部７３ａは、千鳥状に配置されている。

【0061】

このように複数の第１工具配置部７２ａと複数の第２工具配置部７３ａとを千鳥状に配置することで、複数の第１工具配置部７２ａと複数の第２工具配置部７３ａとを互いに近づけて配置でき、Ｘ軸方向の小型化を図れる。なお、本実施形態では、第１列７２を第１回転機構５０側に、第２列７３を第１回転機構５０から離れた側にそれぞれ配列している。

【0062】

また、本実施形態では、複数の第１工具配置部７２ａ、複数の第２工具配置部７３ａのそれぞれへの加工具１２の着脱を検知可能としている。この点について、図１６Ａ、Ｂを用いて説明する。図１６Ａは、第１列７２に配置された第１工具配置部７２ａにおける加工具１２の着脱検知構成を示している。

【0063】

本実施形態では、第１工具配置部７２ａにおける加工具１２の着脱を検知すべく、複数の第１揺動部としての第１アーム部７４と、第１検知部７５とを有する。第１アーム部７４は、揺動軸７４ａを中心に揺動可能である。第１検知部７５は、本実施形態では、発光部と受光部とを有するフォトインタラプタであり、第１アーム部７４の基端部が発光部と受光部との間を通過可能となっている。

【0064】

複数の第１アーム部７４は、第２列７３の第１列７２と反対側から、第２列７３に沿った方向に関して第２工具配置部７３ａから外れた位置を通るように配置されている。そして、複数の第１アーム部７４は、それぞれ第１工具配置部７２ａへの加工具１２の着脱動作に連動して揺動する。第１検知部７５は、第２列７３の第１列７２と反対側に配置され、第１アーム部７４の揺動動作により第１工具配置部７２ａへの加工具１２の着脱を検知する。

【0065】

即ち、第１アーム部７４は、先端部が第１工具配置部７２ａに装着された加工具１２の一部と係合自在であり、加工具１２が第１工具配置部７２ａに装着されると、図１６Ａに示す位置に揺動し、基端部が第１検知部７５の発光部と受光部との間に位置し、発光部の光を遮る。一方、加工具１２が第１工具配置部７２ａから抜け出ると、第１アーム部７４は、揺動軸７４ａを中心に先端部が上昇するように揺動し、基端部が第１検知部７５の発光部と受光部との間から抜け出て、受光部が発光部の光を受光する。制御基板８３（図７）は、第１検知部７５の検知結果から加工具１２の第１工具配置部７２ａに着脱を認識する。

【0066】

図１６Ｂは、第２列７３に配置された第２工具配置部７３ａにおける加工具１２の着脱検知構成を示している。本実施形態では、第２工具配置部７３ａにおける加工具１２の着脱を検知すべく、複数の第２揺動部としての第２アーム部７６と、第２検知部７７とを有する。第２アーム部７６は、第１アーム部７４よりも長さが短く、揺動軸７６ａを中心に揺動可能である。第２検知部７７は、第１検知部７５と同様のフォトインタラプタであり、第２アーム部７６の基端部が発光部と受光部との間を通過可能となっている。

【0067】

複数の第２アーム部７６は、第２列７３の第１列７２と反対側から第２工具配置部７３ａに向けて配置されている。そして、複数の第２アーム部７６は、それぞれ第２工具配置部７３ａへの加工具１２の着脱動作に連動して揺動する。第２検知部７７は、第２列７３の第１列７２と反対側に配置され、第２アーム部７６の揺動動作により第２工具配置部７３ａへの加工具１２の着脱を検知する。

【0068】

即ち、第２アーム部７６は、先端部が第２工具配置部７３ａに装着された加工具１２の一部と係合自在であり、加工具１２が第２工具配置部７３ａに装着されると、図１６Ｂに示す位置に揺動し、基端部が第２検知部７７の発光部と受光部との間に位置し、発光部の光を遮る。一方、加工具１２が第２工具配置部７３ａから抜け出ると、第２アーム部７６は、揺動軸７６ａを中心に先端部が上昇するように揺動し、基端部が第２検知部７７の発光部と受光部との間から抜け出て、受光部が発光部の光を受光する。制御基板８３（図７）は、第２検知部７７の検知結果から加工具１２の第２工具配置部７３ａに着脱を認識する。

【0069】

本実施形態では、第１検知部７５及び第２検知部７７は、それぞれ対応する第１アーム部７４及び第２アーム部７６の数分配置されている。また、第１検知部７５及び第２検知部７７は、第２列７３の第１列７２と反対側に、第２列７３と略平行に１列に配置されている。但し、第１検知部７５及び第２検知部７７は、一列に配置されていなくても良く、例えば、千鳥状に配置されていても良い。

【0070】

このように本実施形態では、複数の第１工具配置部７２ａと複数の第２工具配置部７３ａとを千鳥状に配置し、複数の第１工具配置部７２ａへの加工具１２の着脱を検知するための第１アーム部７４を、複数の第２工具配置部７３ａの間を通して配置している。このため、第１検知部７５及び第２検知部７７を第１列７２及び第２列７３の片側にまとめて配置でき、各検知部への配線を行い易くしている。また、第１検知部７５及び第２検知部７７を一列に並べて配置することができ、装置の小型化を図れる。

【0071】

＜第２の実施形態＞
第２の実施形態について、図１７ないし図２２を用いて説明する。上述の第１の実施形態では、保持部４１を支持部４２に対して押圧部４３ａ、４３ｂ、４３ｃにより固定する構成について説明した。これに対して本実施形態では、保持部４１Ａを支持部４２Ａに対して相対回転させることで、容易に着脱可能とした構成としている。また、本実施形態では、加工対象部として複数のブロック２００を有するワーク２０１を用いているが、このようなワーク２０１は、第１の実施形態で用いても良いし、第１の実施形態のワークＷを本実施形態に用いていても良い。その他の構成及び作用は、上述の第１の実施形態と同様であるため、同様の構成については、同じ符号を付して図示及び説明を省略又は簡略にし、以下、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。

【0072】

まず、ワーク２０１について、図１７Ａ、Ｂを用いて説明する。歯科の分野において、歯科用補綴物として単冠用のブロックを切削加工する加工装置が提供されており、複数個の単冠用ブロックを専用の治具にて固定し、連続して加工を行うことができる加工装置がある。ワーク２０１は、このような複数の単冠用のブロック２００を治具２０２に固定したものをワーク２０１とする。治具２０２を含めたワーク２０１は、略円板状に形成されており、外周形状は第１の実施形態のワークＷと同じである。また、複数のブロック２００を有するワーク２０１は、治具に対してブロック２００の着脱を行うために、装置から容易に着脱できることが好ましい。そこで、本実施形態では、ワーク２０１を保持する保持部４１Ａを支持部４２Ａに対して着脱を容易な構成としている。

【0073】

ワーク２０１は、図１７Ａ、Ｂに示すように、保持部４１Ａに保持される。そして、後述するように、保持部４１Ａが支持部４２Ａに装着されることで、ワーク２０１を支持する支持機構４０Ｂを構成する（図２０参照）。保持部４１Ａは、支持部４２Ａに対して平面Ｐと直交する方向に着脱可能であり、本体部４１０と、突出部４１１と、第１突起４１２とを有する。本体部４１０は、ワーク２０１を保持する。本体部４１０によりワーク２０１を保持する構成は、第１の実施形態と同様である。

【0074】

突出部４１１は、図１７Ｂに示すように、本体部４１０の裏面から平面Ｐ（図１３Ｂ）に直交する方向に突出した部分である。本体部４１０の裏面は、保持部４１Ａが支持部４２Ａに支持される側の面である。このような突出部４１１は、内側にワーク２０１の裏面が露出するように円筒状に形成されている。第１突起４１２は、突出部４１１の外周面から平面Ｐと平行な方向（円筒状の突出部４１１の径方向外側）に突出するように形成されている。このような第１突起４１２は、突出部４１１の外周面に互いに間隔をあけて複数箇所（本実施形態では３箇所）に設けられている。

【0075】

支持部４２Ａは、図１８Ａ、Ｂに示すように、開口部４２０と、第２突起４２１と、進入部４２２と、付勢部としての板バネ４２３とを有する。開口部４２０は、保持部４１Ａの突出部４１１が挿入可能な内径を有するように円筒状の孔である。開口部４２０は貫通しており、保持部４１Ａが装着された状態で、開口部４２０及び突出部４１１の内側を通じて、ワーク２０１の裏面を加工具により加工可能となっている。

【0076】

第２突起４２１は、開口部４２０の内周面から平面Ｐと平行な方向（円筒状の開口部４２０の径方向内側）に突出するように形成されている。このような第２突起４２１は、開口部４２０の内周面に互いに間隔をあけて複数箇所（本実施形態では３箇所）に設けられている。また、第１突起４１２と第２突起４２１は、互いに同数としている。また、第２突起４２１は、突出部４１１を開口部４２０に装着した状態で、突出部４１１への挿入方向に関して第１突起４１２の下流に位置する。

【0077】

進入部４２２は、開口部４２０の内周面のうち、第２突起４２１が形成されていない部分である。このような進入部４２２は、第２突起４２１から外れた位置で突出部４１１が開口部４２０に挿入される際に第１突起４１２が第２突起４２１よりも突出部４１１の挿入方向下流側に進入可能とする。本実施形態では、進入部４２２は、第１突起４１２と同数であり、且つ、第１突起４１２と周方向の位相が同じとなるように形成されている。また、それぞれの進入部４２２の周方向の長さは、それぞれの第１突起４１２の周方向の長さよりも長くしている。これにより、突出部４１１が開口部４２０に進入する際に、第１突起４１２が第２突起４２１と干渉せずに、進入部４２２を通る。

【0078】

板バネ４２３は、図１８Ｂに示すように、第２突起４２１の下側（突出部４１１の挿入方向下流側）に設けられている。そして、図２０Ｂに示すように、第１突起４１２と第２突起４２１とが突出部４１１の挿入方向に重なった状態で第１突起４１２と第２突起４２１との間に位置し、第１突起４１２と第２突起４２１とを互いに離間する方向に付勢する。なお、板バネ４２３は、周方向中央部分の所定範囲が両端部よりも下側に位置し、この所定範囲から両端部にかけて上側に傾斜するように形成しても良い。これにより、後述するように、保持部４１Ａを支持部４２Ａに対して相対回転させることで第１突起４１２が第２突起４２１の下側に進入する際に、板バネ４２３の両端側に案内されて板バネ４２３の所定範囲に円滑に案内される。

【0079】

また、支持部４２Ａは、開口部４２０の内周面の第２突起４２１及び板バネ４２３の下側（突出部４１１の挿入方向下流側）に突き当て部４２４を設けている。突き当て部４２４は、開口部４２０の内周面から径方向内側に突出するように全周に亙って形成されている。保持部４１Ａを支持部４２Ａに装着した状態では、突出部４１１の挿入方向先端が突き当て部４２４に突き当たる。即ち、図２０Ｂに示すように、板バネ４２３により第１突起４１２と第２突起４２１とが互いに離間する方向に付勢されることで、第１突起４１２が形成された突出部４１１が挿入方向下流に更に押されて突き当て部４２４に突き当たる。この結果、第１突起４１２と突き当て部４２４との摩擦力が増大し、保持部４１Ａが支持部４２Ａに固定される。

【0080】

なお、保持部４１Ａの支持部４２Ａへの装着時に、保持部４１Ａの本体部４１０の挿入方向側の面（下面）の一部と、支持部４２Ａの開口部４２０の周囲部分の一部とを当接させるようにしても良い。この場合でも、板バネ４２３により第１突起４１２と第２突起４２１とが互いに離間する方向に付勢されることで、本体部４１０の下面の一部と開口部４２０の周囲部分の一部とが当接した部分の摩擦力が増大し、保持部４１Ａが支持部４２Ａに固定される。

【0081】

保持部４１Ａの支持部４２Ａに対する装着動作について、図１９Ａ、Ｂを用いて説明する。図１９Ａに示すように、保持部４１Ａを支持部４２Ａに装着する際には、保持部４１Ａを支持部４２Ａに対して平面Ｐと直交する方向に移動させる。この際、保持部４１Ａの第１突起４１２と支持部４２Ａの進入部４２２との位相が合うように、保持部４１Ａを支持部４２Ａに回転方向に所定角度回転させた移動させる。そして、図１９Ｂに示すように、保持部４１Ａの突出部４１１を支持部４２Ａの開口部４２０に挿入する。この際、第１突起４１２が第２突起４２１の挿入方向下流側に位置するまで、突出部４１１を開口部４２０に挿入する。

【0082】

次いで、図１９Ｂの状態から保持部４１Ａを支持部４２Ａに対して相対回転させる。即ち、第１突起４１２が進入部４２２を通った状態で保持部４１Ａと支持部４２Ａとを相対回転させ、図２０Ａの状態とする。図２０Ａは、保持部４１Ａの支持部４２Ａに対する装着動作が終了した状態である。この状態で、第１突起４１２が第２突起４２１及び板バネ４２３の挿入方向下流側に進入し、上述したように、第１突起４１２と第２突起４２１とが板バネ４２３により互いに離れる方向に付勢される。この結果、保持部４１Ａが支持部４２Ａに対して装着固定される。

【0083】

一方、保持部４１Ａを支持部４２Ａから取り外す場合には、保持部４１Ａを支持部４２Ａに対して装着時とは逆方向に相対回転させ、第１突起４１２と進入部４２２との位相を合わせる。そして、この状態で、保持部４１Ａを挿入方向と反対方向に移動させて、突出部４１１を開口部４２０から抜き出すことで、保持部４１Ａの支持部４２Ａに対する取り外し動作が完了する。

【0084】

なお、上述の説明では、板バネ４２３は、支持部４２Ａに設けたが、保持部４１Ａに設けても良い。この場合、第１突起４１２の挿入方向上流側に板バネ４２３を設けることが好ましい。これにより、板バネ４２３が第１突起４１２と第２突起４２１との間に位置した状態で、これらを互いに離間する方向に付勢する。即ち、板バネ４２３は、保持部４１Ａと支持部４２Ａとの何れかに設けられていれば良い。

【0085】

上述のような保持部４１Ａの支持部４２Ａに対する着脱動作は、手動で行っても良いが、本実施形態では自動で行うようにしている。なお、手動で行う場合、第１回転機構５０により支持機構４０Ｂを回転させて、保持部４１Ａを手で掴みやすい角度とすることが好ましい。例えば、保持部４１Ａの支持部４２Ａに対する回転中心がｂ軸に対して３０°以上６０°以下の範囲で、ワーク２０１の表面が上方に向くように支持機構４０Ｂを傾けるようにしても良い。

【0086】

一方、着脱動作を自動で行う場合について、図２１及び図２２を用いて説明する。まず、保持部４１Ａを支持部４２Ａから取り外す場合、図２１Ａ、Ｂに示すように、保持部４１Ａの一部に形成された治具用の穴４１３（図１７Ａ、図２０Ａ参照）に治具２１０を挿入する。この際、支持機構４０Ｂを第１回転機構５０により回転させて、ワーク２０１の表面が第２回転機構６０と反対側に向くようにする。この場合に、保持部４１Ａの支持部４２Ａに対する回転中心がｂ軸上に位置させることが好ましい。

【0087】

この状態で、図２２Ａ、Ｂに示すように、第２回転機構６０により支持機構４０Ｂを第１回転機構５０と共にｂ軸を中心として回転させる。この時、保持部４１Ａは、治具２１０が穴４１３に挿入されることで回転が規制されている。即ち、保持部４１Ａは、治具２１０により回転止めされた状態である。このため、第２回転機構６０により支持機構４０Ｂがｂ軸回りに回転することで、保持部４１Ａと支持部４２Ａとが相対回転する。また、この時の回転角度を第１突起４１２と進入部４２２との位相が合う角度とする。これにより、保持部４１Ａを支持部４２Ａから取り外すことができる。

【0088】

一方、保持部４１Ａを支持部４２Ａに装着する際には、図２２Ａ、Ｂに示すように、保持部４１Ａの突出部４１１を支持部４２Ａの開口部４２０に挿入する。また、治具２１０により保持部４１Ａの回転を規制しておく。そして、上述した場合と逆方向に第２回転機構６０を回転させることで、図２１Ａ、Ｂに示すような装着状態とできる。

【0089】

なお、上述の説明では、第２回転機構６０の回転により保持部４１Ａと支持部４２Ａとを相対回転させる工程を自動化（半自動化）したが、着脱動作の全工程を自動化するようにしても良い。

【0090】

例えば、ロボットハンドにより保持部４１Ａを掴み、支持部４２Ａに向けて移動させ、保持部４１Ａの突出部４１１を支持部４２Ａの開口部４２０に挿入する。そして、ロボットハンドにより保持部４１Ａを掴んで保持部４１Ａの回転止めをした状態で、上述した場合と同様に第２回転機構６０を回転させることで、保持部４１Ａと支持部４２Ａとを相対回転させる。取り外す場合には、ロボットハンドで保持部４１Ａを掴んで保持部４１Ａの回転止めをした状態で、第２回転機構６０を装着時と反対方向に回転させる。そして、保持部４１Ａを掴んだロボットハンドを挿入方向と反対方向に移動させる。これにより、保持部４１Ａの支持部４２Ａへの着脱動作を自動で行える。

【0091】

このように第２回転機構６０の回転を利用することで、保持部４１Ａと支持部４２Ａの着脱動作を自動化、又は、半自動化することができる。この結果、ワークの交換などの作業効率を上げることができる。なお、このような着脱動作を手動で行う場合にも、第２回転機構６０の回転を利用するようにしても良い。

【0092】

＜第３の実施形態＞
第３の実施形態について、図２３ないし図２７を用いて説明する。本実施形態は、上述の第１、第２の実施形態で説明したような加工装置（工作機械）において、主軸に加工具（以下、「工具」或いは「切削工具」ともいう）をクランプ又はアンクランプする構成に関する。

【0093】

例えば、主軸から工具をアンクランプする場合には、エアや作動油などの流体を作動させてアンクランプさせる技術が知られている（特開２０１８-１３２３号公報参照）。

【0094】

また、特開２０１８-１３２３号公報に記載の油圧方式以外に、エア圧によって、アンクランプする場合もある。このような仕組みでは、主軸チャック内部のばねの力に抗い、主軸チャックを開くには、強いエア圧が必要となる。弱いエア圧で主軸チャックを開かせたい場合は、ばねの力を弱める必要があるが、加工中に切削工具をしっかり把持できないため、不要なトラブルの元になる。加工中は強いばねで主軸チャックを閉じて、切削工具をしっかり把持し、加工後には強いエア圧で主軸チャックを開き、切削工具を放すことが望ましい。その際にエア圧を大きくするために増圧弁を利用することがある。増圧弁は入力と出力とのエア圧力差が所定値以上の場合に動作し、エア圧力差が所定値よりも少ない場合には、動作しないことがある。

【0095】

本実施形態は、簡易な方法で、増圧弁の出力が安定し易い技術を提供するものである。即ち、本実施形態の加工装置は、エアコンプレッサに接続された増圧弁によって、加工具のチャックを開く加工装置である。特に、チャックが加工具を保持する前に、増圧弁を介して、チャックへエアを入力するようにしている。この構成によれば、簡易な方法で、増圧弁の出力を安定化させ、工具のクランプを行い易くし、安定した加工を行い易い加工装置を提供することできる。

【0096】

以下、本実施形態に係る加工装置１００Ａついて、図２３～図２５を用いて説明する。図２３は、本実施形態に係る加工装置１００Ａの外観斜視図であり、エアーを発生させる不図示のエアーコンプレッサに、増圧弁９０が取り付けられて、増圧弁９０によって、圧力が上昇したエアーによって、後述するチャックをアンクランプ状態にする。増圧弁９０の後段にエア圧検知センサ９１が設けられている。工具のチャックにどの程度の圧力がかかっているか測定するために、エア圧検知センサ９１は、工作機械の内部に設けられてもよい。加工装置１００Ａは、図２３に示すように、外装カバー１０１内に加工装置本体を収容している。外装カバー１０１は、開閉ドア１０２を有しており、開閉ドア１０２を開けることで、ワークの交換が可能となっている。また、ワークの加工中には、開閉ドア１０２を閉めるようにしている。開閉ドア１０２の開閉は、不図示のセンサにより検知される。

【0097】

開閉ドア１０２には、透光性の窓１０３が設けられている。開閉ドア１０２は、窓１０３が設けられていない部分に、開閉ロッド１０４が接続され、開閉ロッド１０４に設けられた不図示のショックアブソーバー機構により、開き動作がゆっくりになるように構成されている。開閉ドア１０２が開閉を行い易くなるとともに、窓１０３に大きな衝撃が伝わりにくくし、窓１０３に設けられた透光性の部材が壊れにくくなっている。

【0098】

図２４Ａについて説明する。この図はツールクランプ前の状態であるので、ツールホルダ１１３と主軸１１０とは離れている。ツール１１４はツールホルダ１１３に装着されている。ここで、主軸１１０は、上記主軸１１の１つの構造例である。

【0099】

この時の、主軸１１０とツールホルダ１１３のフランジ部分との距離はｄ１で表される。そして、ツールホルダ１１３にはプルスタッド１１２が備わっており、プルスタッド１１２をドローバー１１１で主軸１１０のスラスト方向に引っ張る。

【0100】

引っ張る際に、ドローバー１１１はプルスタッド１１２の出っ張り部にドローバー１１１の爪を引っかけて引っ張ることになる。ドローバー１１１の位置によって、工具はチャックされる。

【0101】

続いて、図２４Ｂについて説明する。この図はツールクランプ後の状態であるので、ツールホルダ１１３と主軸１１０とは接触している。そして、前述のように、ドローバー１１１はプルスタッド１１２の出っ張り部にドローバー１１１の爪を引っかけてある。図２４Ｂの状態から、エアを吹き出すとドローバー１１１が図２４Ａの状態となり加工具を交換できる状態になる。

【0102】

図２５に示すように、電装ユニット８０は、演算手段であるＣＰＵ８５、入出力ポート（Ｉ／Ｏ）８６ｉ、各モータの制御部８４ｘ、８４ｙ、８４ｚ、主軸の制御部８４ｃ、ａ軸の制御部８４ａ、ｂ軸の制御部８４ｂなどを備える。ＣＰＵ８５は、入力されたデータや信号に基づいてメモリ８６ｍを用いて各種の演算を行う。

【0103】

Ｉ／Ｏ８６ｉは、加工装置本体のエアーブロー部８７、集塵装置８８、工具長センサ９６に接続される。なお、エアーブロー部８７は、主軸１１０に取り付けた工具にエアーを吹き付けて、工具を冷却すると共に工具に付着した切粉を除去するものである。また、工具から除去した切粉や加工後に支持機構４０や第１回転機構５０（ワーク保持装置）内に存在する切粉などの異物は、ワーク保持装置に設けた切粉吸引部８９から吸引され、集塵装置８８により集められる。また、工具長センサ９６は、例えば、図１に示すように、工具マガジン７０の近傍（図示の例では第１回転機構５０の支持フレーム５３）に設けられ、タッチセンサ方式で工具の長さを検知してＣＰＵ８５に信号を送る。例えば、主軸に工具をチャックした状態で主軸を工具長センサ９６の上方に移動させ、更に主軸を下降させて工具の先端を工具長センサ９６に接触させることで、工具の長さを検知する。

【0104】

ＣＰＵ８５に設けた各モータの制御部８４ｘ、８４ｙ、８４ｚは、ＣＰＵ８５からの指令に基づいてＸ、Ｙ、Ｚの各モータ２１、３２、１４を駆動する。各モータ２１、３２、１４には、それぞれエンコーダを設けている。エンコーダは、例えば、各モータ２１、３２、１４の回転軸の回転回数や回転角度、回転方向を検知する。そして、各モータ２１、３２、１４の駆動により各ステージＸ、Ｙ、Ｚが実際に移動した量（実際の位置）を検知する。なお、ステージＸは主軸１１０をＸ軸方向に、ステージＹはワーク保持装置をＹ軸方向に、ステージＺは主軸１１０をＺ軸方向に、それぞれモータ２１、３２、１４の駆動により移動させる部分に相当する。

【0105】

主軸の制御部８４ｃは、主軸１１０を回転させるモータ１３（図１参照）を制御して、主軸（スピンドル）の回転速度を制御する。また、ａ、ｂ軸の制御部８４ａ、８４ｂは、ＣＰＵ８５からの指令に基づいてａ軸、ｂ軸の各モータ５４、６２を駆動する。

【0106】

このようにＣＰＵ８５により加工装置本体の各部を制御することにより、上述のように保持されたワークＷに所定の加工を施す。

【0107】

図２６に、本実施形態に係る加工装置における制御フローチャートを示す。各動作は、ＣＰＵ８５がメモリ８６ｍにプログラムを読み込んで演算し実行する。エアコンプレッサに接続された増圧弁９０によって、加工具のチャックを開く加工装置であって、チャック（ドローバー１１１）が加工具を保持する前に、増圧弁９０を介して、チャックへエアを入力することで、増圧弁９０を利用した場合にも、安定したアンクランプを実行できる。

【0108】

詳細には、Ｓ１１～Ｓ２２により、実行してもよい。増圧弁９０を介したエアのエア圧を検知するエア圧検知センサ９１を備え、エア圧検知センサ９１により検知されるエア圧が所定のエア圧よりも小さい場合に、チャックへエアを入力することを特徴としてもよい。エア圧を検知するため、エアの過不足をより精度よく検知して処理を実行することができる。

【0109】

図２６を参照しつつ、工具を掴む際に、増圧弁９０の出力側のエア圧を安定させる手順を、具体的に説明する。主軸チャック開き処理が開始されると（開始）、ＣＰＵ８５は主軸チャック閉じ状態から開き状態への経過時間を計測するために、経過時間を格納している変数へ、計測の開始時刻を格納する（Ｓ１１）。即ち、経過時間を初期化する。そして、ＣＰＵ８５は主軸に対し、チャック開き指示を出し（Ｓ１２）、チャック開き指示を出してからの経過時間を計測する（Ｓ１３）。経過時間の計測方法は、例えば、計測の開始時刻と現在の時刻との差を求める。

【0110】

次に、ＣＰＵ８５は、主軸チャックのエア圧が所定のエア圧に到達したか否かを、図示しないエア圧検知センサ９１により確認する（Ｓ１４）。Ｓ１４で所定のエア圧に到達した場合は、増圧弁９０の出力側のエア圧を安定させる手順は正常に終了となる（終了）。Ｓ１４で所定のエア圧に到達しない場合、エア圧が上昇するまでは時間がかかることがあり、すぐにエラーと判断しない。そこで、エア圧が所定の圧力まで上昇するまで待つために、Ｓ１３で計測した経過時間が、所定の時間を経過したかを確認する（Ｓ１５）。

【0111】

Ｓ１５で所定の時間が経過していない場合は、Ｓ１３へ戻り、経過時間を再度計測する。Ｓ１５で所定の時間が経過した場合は、所定のタイムアウト時間を超えたか否かを確認する（Ｓ１６）。Ｓ１６で所定のタイムアウト時間を超えた場合は、エラー処理（Ｓ１７）を実行し、増圧弁９０のエア圧を安定させる手順はエラーとして終了する（終了）。Ｓ１６で所定のタイムアウト時間を超えない場合は、エア抜き動作が未実施か確認する（Ｓ１８）。

【0112】

Ｓ１８でエア抜き動作未実施の場合は、ＣＰＵ８５は、主軸チャック閉じ（Ｓ１９）、所定の待ち時間待ち（Ｓ２０）、チャック開き（Ｓ２１）、所定の待ち時間待ち（Ｓ２２）を行い、このＳ１９からＳ２２までを所定の回数繰り返す。これにより、増圧弁９０の出力側のエアが少しずつ漏れ、増圧弁９０の入力側と出力側の圧力差が少ない場合に、増圧弁９０の出力側のエア圧を下げることができ、増圧弁９０の入力側と出力側の圧力差が大きくなり、増圧弁９０を再度起動させることができ、出力側のエア圧を所定のエア圧に到達させることができる。

【0113】

前記、チャック開閉処理後には、Ｓ１３へ戻り、経過時間を再度計測する。Ｓ１８でエア抜き動作実施済みの場合は、Ｓ１３へ戻り、経過時間を再度計測する。

【0114】

図２７に、工具を選択する際の制御フローチャートを示す。複数の加工具を交換して加工対象物を加工する加工装置であって、複数の加工具のうちから１つを選択して、使用する際に、複数の加工具の工具折れ検知、及び、使用時間に基づいて、使用する加工具を決定する。このように構成した加工装置は、工具をより加工に適した状態で利用することができる。

【0115】

詳細には、Ｓ１０１～Ｓ１１８のフローチャートによって使用する工具を決めてもよい。図２７では、５本のなかから一つを選べる制御としたが、複数の加工具の内から一つの加工具を選ぶのであれば、何本の加工具から選択してもよい。また、加工具のうち、工具が折れていない、かつ、最も使用時間が短い加工具を使用する加工具として決定することにより、加工対象物をより精度よく仕上げ易くなる。これらの選択等の各動作は、制御手段としてのＣＰＵ８５がメモリ８６ｍにプログラムを読み込んで演算し実行する。ＣＰＵ８５が制御手段として機能してもよい。また、外部のＰＣ等からの指示を受けて各動作を実行してもよい。

【0116】

図２７を参照しつつ、工具を選択する際の手順を、具体的に説明する。本実施形態では、工具選択において、マスタ工具１本に対し、予備の工具４本を用意している。図２７ではマスタ工具＝Ｔ０、予備工具１＝Ｔ１、予備工具２＝Ｔ２、予備工具３＝Ｔ３、予備工具４＝Ｔ４としている。

【0117】

工具選択処理が開始されると（開始）、ＮＣファイルで指定された工具番号として、Ｔコードの値を格納する（Ｓ１０１）。そして、Ｔコードの値はマスタ工具か否かを確認する（Ｓ１０２）。

【0118】

Ｓ１０２で、指定された工具番号がマスタ工具と一致する場合は、マスタ工具のグループ内の工具番号を取得する（Ｓ１０３）。これが前述の、Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４に相当する。そして、合計５本ある工具から、使用可能な工具を順々に調査するため、繰り返し用変数ｉを初期化する（Ｓ１０４）。

【0119】

これ以降の処理で、選択可能な工具を調査する。まず、Ｔｉが工具折れでないか否かを確認する（Ｓ１０５）。Ｓ１０５でＴｉが工具折れではない場合は、Ｔｉの使用時間が許容時間未満（所定時間未満）か否かを確認する（Ｓ１０６）。Ｓ１０６でＴｉの使用時間が許容時間未満の場合は、Ｔｉは工具マガジン（ＡＴＣマガジン）７０（図１など参照）に工具検出済み（格納済み）か否かを確認する（Ｓ１０７）。Ｓ１０７でＴｉが工具検出済みの場合は、使用すべき工具としてＴｉを選択し（Ｓ１０８）、工具選択処理は終了する（終了）。

【0120】

また、Ｓ１０５、Ｓ１０６、Ｓ１０７において、ＮＯの場合には、以下の処理をそれぞれ実行する。Ｓ１０５でＴｉが工具折れの場合は、繰り返し用変数ｉに１を加算する（Ｓ１０９）。Ｓ１０６でＴｉの使用時間が許容時間以上の場合は、繰り返し用変数ｉに１を加算する（Ｓ１０９）。Ｓ１０７で工具が未検出の場合は、繰り返し用変数ｉに１を加算する（Ｓ１０９）。これらの処理の後、Ｓ１１０で、繰り返し用変数ｉが４以下の場合は、次の工具を調査するために、Ｓ１０５へ移動する。Ｓ１１０で、繰り返し用変数ｉが４よりも多い場合には、繰り返し用変数ｊを初期化する（Ｓ１１１）。

【0121】

これ以降は、Ｓ１１１より後の処理について、説明する。ここまで来た場合は、本来探していた、正常な状態の工具（工具折れておらず、使用時間が許容時間未満、ＡＴＣマガジンに格納済み）は発見できなかったことになる。そこで、次善の策として、使用時間は許容するとし、その他の条件（工具折れておらず、ＡＴＣマガジンに格納済み）を満たす工具を、Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４から順々に探していく。

【0122】

まず、Ｔｊは工具折れでないか否かを確認する（Ｓ１１２）。Ｓ１１２でＴｊが工具折れでない場合は、Ｔｊが工具検出済み（格納済み）か否かを確認する（Ｓ１１３）。Ｓ１１３でＴｊが工具検出済みの場合は、使用すべき工具としてＴｊを選択し（Ｓ１１４）、終了する（終了）。

【0123】

Ｓ１１２でＴｊが工具折れの場合、またはＳ１１３でＴｊが工具未検出の場合は、繰り返し用変数ｊに１を加算する（Ｓ１１５）。Ｓ１１６で、繰り返し用変数ｊが４以下の場合は、次の工具を調査するために、Ｓ１１２へ移動する。Ｓ１１６で、繰り返し用変数ｊが４よりも多い場合には、使用可能な工具が発見できなかったので、エラー処理を実行し（Ｓ１１７）、工具選択処理はエラーとして終了する（終了）。

【0124】

また、Ｓ１０２で、指定された工具番号がマスタ工具と一致しない場合は、使用すべき工具として、Ｔコードの値を格納し（Ｓ１１８）、工具選択処理は終了する（終了）。

【0125】

なお、ａ軸、及び、ｂ軸を中心に加工対象物を回転させる５軸加工機を小型化する場合には、下記特徴であってもよい。Ｙ軸移動機構、及び、Ｚ軸移動機構は、Ｙ軸方向、及び、Ｚ軸方向に向かって延びるフレームに沿って設けられ、Ｚ軸方向において、ａ軸が傾いていない状態で、ｂ軸の回転軸は、フレームのＹ軸方向に延びる部分よりも下方に配置される。

【産業上の利用可能性】

【0126】

本発明に係る加工装置は、歯科用補綴物の加工を行う加工装置、その他、加工対象物に切削などの加工を施す加工装置に好適である。

【符号の説明】

【0127】

１・・・フレーム（第１フレーム）／２・・・架台（第２フレーム）／３ａ・・・第１の面（第１面）／４ａ・・・第２の面（第２面）／１０・・・第１移動機構（Ｚ軸移動機構）／１１・・・主軸／１２・・・加工具／２０・・・第２移動機構（Ｘ軸移動機構）／３０・・・第３移動機構（Ｙ軸移動機構）／４０、４０Ａ、４０Ｂ・・・支持機構／４１、４１Ａ・・・保持部／４２、４２Ａ・・・支持部／４３ａ、４３ｂ、４３ｃ・・・押圧部／５０・・・第１回転機構（Ａ軸回転機構）／６０・・・第２回転機構（Ｂ軸回転機構）／７０・・・工具マガジン（工具保持部）／７２・・・第１列／７２ａ・・・第１工具配置部／７３・・・第２列／７３ａ・・・第２工具配置部／７４・・・第１アーム部（第１揺動部）／７５・・・第１検知部／７６・・・第２アーム部（第２揺動部）／７７・・・第２検知部／８５・・・ＣＰＵ（制御手段）／１００、１００Ａ・・・加工装置／２０１、Ｗ・・・ワーク（加工対象物）／４１０・・・本体部／４１１・・・突出部／４１２・・・第１突起／４２０・・・開口部／４２１・・・第２突起／４２２・・・進入部／４２３・・・板バネ（付勢部）／ｃ・・・連結位置／Ｐ・・・平面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13A】

【図13B】

【図13C】

【図14】

【図15】

【図16A】

【図16B】

【図17A】

【図17B】

【図18A】

【図18B】

【図19A】

【図19B】

【図20A】

【図20B】

【図21A】

【図21B】

【図22A】

【図22B】

【図23】

【図24A】

【図24B】

【図25】

【図26】

【図27】