特許 7430547 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】2024-02-02

(45)【発行日】2024-02-13

(54)【発明の名称】工作機械

(51)【国際特許分類】

   B23Q 3/155 20060101AFI20240205BHJP

   B23Q 17/22 20060101ALI20240205BHJP

   B23B 49/00 20060101ALI20240205BHJP

   B23Q 17/24 20060101ALI20240205BHJP

   B23Q 17/00 20060101ALI20240205BHJP

   B23Q 11/00 20060101ALN20240205BHJP

【ＦＩ】

B23Q3/155 F

B23Q17/22 D

B23Q3/155 D

B23B49/00 Z

B23Q17/24 B

B23Q17/00 F

B23Q11/00 D

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020040260

(22)【出願日】2020-03-09

(65)【公開番号】P2021137941

(43)【公開日】2021-09-16

【審査請求日】2022-10-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000149505

【氏名又は名称】大同マシナリー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100141645

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 健司

(74)【代理人】

【識別番号】100076048

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 喜幾

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 英典

(72)【発明者】

【氏名】高橋 健司

【審査官】増山 慎也

(56)【参考文献】

【文献】特開平０４－２７５８５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／０５６２６４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】実開平０６－０６６９４３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００３－３１１５７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５９－０９０８０７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】中国特許出願公開第１０７６５５３８３（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開昭６４－０１６３５４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｑ ３／１５５

Ｂ２３Ｑ １７／２２

Ｂ２３Ｂ ４９／００

Ｂ２３Ｑ １７／２４

Ｂ２３Ｑ １７／００

Ｂ２３Ｑ １１／００

Ｇ０１Ｂ ５／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被加工材料(11)を切削加工する工作機械であって、
主軸(29)に装着した工具(13)を回転しつつ、該工具(13)を前記被加工材料(11)に対して相対的に移動して切削加工する加工機(15)と、
前記工具(13)が着脱自在に保持される複数の保持部(44)を有し、該保持部(44)に保持されている工具(13)が前記主軸(29)に装着可能な工具マガジン(16)と、
前記主軸(29)に装着した工具(13)における加工部(39)の長さ寸法を測定する長さ測定手段(46)と、
前記主軸(29)に装着した工具(13)における加工部(39)の径寸法を測定する径測定手段(47)と、
前記長さ測定手段(46)および径測定手段(47)で長さ寸法および径寸法を測定した工具(13)の測定値を、当該工具(13)が保持される前記保持部(44)を特定する情報に対応付けて記憶可能な記憶部(67)と、
音または光により異常報知が可能な異常報知手段とを備え、
前記保持部(44)に保持する各工具(13)に対して加工部(39)の正しい長さ寸法および径寸法を対応付けた工具データベースが予め登録されており、測定した工具(13)の長さ寸法および径寸法の測定値が工具データベースに登録されている値と一致しない場合には、当該測定値を前記記憶部(67)に記憶することなく前記異常報知手段により異常報知するよう構成されていると共に、
前記被加工材料(11)が載置される載置テーブル(12)および前記加工機(15)の一方と他方とを相対的に移動可能に構成し、
前記載置テーブル(12)および前記加工機(15)の一方に前記工具マガジン(16)を配設すると共に、該工具マガジン(16)に前記長さ測定手段(46)および径測定手段(47)を備えた測定手段(17)を配設し、
前記工具マガジン(16)の保持部(44)に保持した工具(13)に対して、前記長さ測定手段(46)で長さ寸法を測定可能な位置および前記径測定手段(47)で径寸法を測定可能な位置に、前記測定手段(17)を移動可能に構成した
ことを特徴とする工作機械。

【請求項2】

被加工材料(11)を切削加工する工作機械であって、
主軸(29)に装着した工具(13)を回転しつつ、該工具(13)を前記被加工材料(11)に対して相対的に移動して切削加工する加工機(15)と、
前記工具(13)が着脱自在に保持される複数の保持部(44)を有し、該保持部(44)に保持されている工具(13)が前記主軸(29)に装着可能な工具マガジン(16)と、
前記主軸(29)に装着した工具(13)における加工部(39)の長さ寸法を測定する長さ測定手段(46)と、
前記主軸(29)に装着した工具(13)における加工部(39)の径寸法を測定する径測定手段(47)と、
前記長さ測定手段(46)および径測定手段(47)で長さ寸法および径寸法を測定した工具(13)の測定値を、当該工具(13)が保持される前記保持部(44)を特定する情報に対応付けて記憶可能な記憶部(67)と、
異常報知が可能な異常報知手段とを備え、
前記保持部(44)に保持する各工具(13)に対して加工部(39)の正しい長さ寸法および径寸法を対応付けた工具データベースが予め登録されており、測定した工具(13)の長さ寸法および径寸法の測定値が工具データベースに登録されている値と一致しない場合には、当該測定値を前記記憶部(67)に記憶することなく前記異常報知手段により異常報知するよう構成されていると共に、
前記径測定手段(47)は、前記主軸(29)の軸方向と平行な軸回りに回転可能に支持され、前記工具(13)の加工部(39)における外周に当接可能な当接部材(61)と、
回転していない前記加工部(39)の外周に前記当接部材(61)を当接させた状態で当該加工部(39)を回転させた際に、当該当接部材(61)が径方向に変位する変位量を検出する径検出部(62)とを備え、
前記径検出部(62)で検出された変位量に基づいて、前記加工部(39)の径寸法を算出するよう構成した
ことを特徴とする工作機械。

【請求項3】

前記被加工材料(11)が載置される載置テーブル(12)および前記加工機(15)の一方と他方とを相対的に移動可能に構成し、
前記載置テーブル(12)および前記加工機(15)の一方に前記工具マガジン(16)を配設すると共に、該工具マガジン(16)に前記長さ測定手段(46)および径測定手段(47)を配設した請求項２記載の工作機械。

【請求項4】

前記当接部材(61)に当接する加工部(39)を回転する際には、前記被加工材料(11)を切削加工する場合とは逆方向に回転するよう構成した請求項２または３記載の工作機械。

【請求項5】

前記工具マガジン(16)に前記長さ測定手段(46)および径測定手段(47)を備えた測定手段(17)を配設し、
前記工具マガジン(16)の保持部(44)に保持した工具(13)に対して、前記長さ測定手段(46)で長さ寸法を測定可能な位置および前記径測定手段(47)で径寸法を測定可能な位置、および、当該測定可能な位置から退避した退避位置に前記測定手段(17)を移動可能に構成し、
前記測定手段(17)の移動を許容するよう前記測定手段(17)の上部および側部を覆うカバー(63)を設けた請求項１～４の何れか一項に記載の工作機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被加工材料を切削加工する工作機械に関するものである。

【背景技術】

【0002】

主軸に装着したタップやドリル等の工具によって、被加工材料に対して「ネジ切り」、「孔あけ」、「座ぐり」等の切削加工を施す工作機械は、各種の工具が着脱自在に保持される保持部が複数設けられた工具マガジンを備えている(例えば、特許文献１参照)。工具マガジンを備える工作機械では、工具マガジンの各保持部に個別の番地(番号)が付されると共に、工具マガジンに保持されている全ての工具に関するデータが、保持部の番地に対応付けて登録されている。そして、工作機械は、制御装置において実行される加工プログラムの指示(工具交換指令)に従い、工具マガジンに保持されている複数の工具の中から、次に使用する工具を選択し、該選択した工具を、主軸に装着されている工具と交換することで、被加工材料に対して複数種類の切削加工を自動的に行うよう構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－１０４０６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

前記工具マガジンの各保持部に対して工具を保持させる取付け作業は、作業者の人手によって行われており、作業者は保持部に工具を取り付けると、その工具の種類を保持部の番地に対応付けて制御装置に登録している。また、工具は、切削加工を続けると摩耗や折損等の寿命により、目的とする寸法通りの切削加工を施し得なくなる。従って、工具マガジンに保持されている工具において、寿命により切削加工に適さなくなった工具は新しい工具と取り換える必要があり、この作業についても作業者が人手によって行っている。

【0005】

前記工具マガジンへの工具の取付け作業は人手によって行われているため、作業者が保持部に誤った種類の工具を取り付けたり、登録する工具の種類を間違えたりする人為的ミスが発生する可能性がある。そして、人為的ミスによって保持部の番地と工具の種類とが異なっている場合は、被加工材料に誤った種類の切削加工が施されてしまったり、工具が破損してしまったりする等の事態を招く問題があった。

【0006】

本発明は、前記従来の技術に内在する前記課題に鑑み、これを好適に解決するべく提案されたものであって、被加工材料に対する誤加工や工具破損を防止することができる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】

【0007】

前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、第１の手段は、
被加工材料を切削加工する工作機械であって、
主軸に装着した工具を回転しつつ、該工具を前記被加工材料に対して相対的に移動して切削加工する加工機と、
前記工具が着脱自在に保持される複数の保持部を有し、該保持部に保持されている工具が前記主軸に装着可能な工具マガジンと、
前記主軸に装着した工具における加工部の長さ寸法を測定する長さ測定手段と、
前記主軸に装着した工具における加工部の径寸法を測定する径測定手段と、
前記長さ測定手段および径測定手段で長さ寸法および径寸法を測定した工具の測定値を、当該工具が保持される前記保持部を特定する情報に対応付けて記憶可能な記憶部とを備えることを要旨とする。
請求項１の発明では、保持部に保持される工具における加工部の長さ寸法および径寸法を測定するよう構成したので、保持部に保持されるべき工具の種類が正しいか否かを判別することができ、適正な種類と異なる工具によって被加工材料が加工されてしまったり、工具が破損してしまう事態を防ぐことができる。すなわち、作業者の人為的ミスに起因して、誤った加工や不適切な加工が施された被加工材料が製造されてしまうのを防止できる。また、主軸に工具を装着した状態で寸法測定を行うので、寸法測定を行うために工具を保持する手段を別途設ける必要はなく、機械が複雑となるのを抑制することができる。

【0008】

第２の手段は、
前記被加工材料が載置される載置テーブルおよび前記加工機の一方と他方とを相対的に移動可能に構成し、
前記載置テーブルおよび前記加工機の一方に前記工具マガジンを配設すると共に、該工具マガジンに前記長さ測定手段および径測定手段を配設したことを要旨とする。
これによれば、相対的に移動する載置テーブルおよび加工機の一方に、工具マガジン、長さ測定手段および径測定手段を配設したので、工具交換と寸法測定とを略同じ位置で行うことができる。また、加工機に、長さ測定手段および径測定手段を配設した工具マガジンを配設した場合は、工具交換や寸法測定に際して加工機を工具マガジンの配設位置まで移動する必要はなく、サイクルタイムを短縮することができる。

【0009】

第３の手段は、
前記長さ測定手段は、前記主軸の軸方向に進退移動可能に支持され、前記工具の加工部における軸方向の先端が当接可能な測長部材と、
前記測長部材が工具によって押された際に、該測長部材が軸方向に変位する変位量を検出する長さ検出部とを備え、
前記長さ検出部で検出された変位量に基づいて、前記加工部の長さ寸法を算出するよう構成したことを要旨とする。
これによれば、工具の加工部で測長部材を直接押して長さ寸法を測定するので、該長さ寸法を精度よく測定することができる。

【0010】

第４の手段は、
前記径測定手段は、前記主軸の軸方向と平行な軸回りに回転可能に支持され、前記工具の加工部における外周に当接可能な当接部材と、
前記加工部の外周に当接する当接部材が、加工部を回転した際に径方向に変位する変位量を検出する径検出部とを備え、
前記径検出部で検出された変位量に基づいて、前記加工部の径寸法を算出するよう構成したことを要旨とする。
これによれば、工具の加工部に当接部材を直接当接して径寸法を測定するので、該径寸法を精度よく測定することができる。また、加工部を回転しつつ径寸法を測定するので、加工部の外周形状に影響されることなく適正な径寸法を測定することができる。

【0011】

第５の手段は、
前記当接部材に当接する加工部を回転する際には、前記被加工材料を切削加工する場合とは逆方向に回転するよう構成したことを要旨とする。
これによれば、加工部に設けられた刃によって当接部材が切削されてしまうのを防ぐことができる。また、当接部材が、加工部における外周に存在する凹部に嵌まり込んで回転が阻害されるのを防ぐことができる。

【発明の効果】

【0012】

本発明に係る工作機械によれば、工具を寸法測定して種類を特定することができるので、被加工材料に誤った切削加工を施してしまったり、工具が破損してしまったりするのを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施例に係る工作機械の概略正面図である。

【図2】実施例に係る工作機械の概略平面図である。

【図3】実施例に係る工具マガジンの概略平面図である。

【図4】実施例に係る工具マガジンの概略側面図である。

【図5】実施例に係る測定装置の概略平面図である。

【図6】実施例に係る測定装置を、工具の長さ寸法を測定する状態で一部破断して示す概略側面図である。

【図7】実施例に係る測定装置を、工具の径寸法を測定する状態で一部破断して示す概略側面図である。

【図8】実施例に係る工作機械の制御ブロック図である。

【図9】実施例に係る測定装置で工具の長さ寸法を算出する方式を説明する図である。

【図10】実施例に係る測定装置で工具の径寸法を算出する方式を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

次に、本発明に係る工作機械につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。実施例では工作機械として、被加工材料に孔あけ加工(切削加工)を施す穿孔装置を例に挙げて説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、マシニングセンタ等、その他の工作機械であってもよい。

【実施例】

【0015】

図１、図２は、実施例に係る穿孔装置１０を示すものであって、該穿孔装置１０は、被加工材料１１が位置決め可能に載置される載置テーブル１２と、ドリル等の工具１３が装着された主軸頭１４を平面座標のＸ－Ｙ軸方向および上下方向(Ｚ軸方向)に移動可能に備え、工具１３を回転しつつ該工具１３を移動して被加工材料１１を切削加工する加工機１５と、複数の工具１３を保持する工具マガジン１６と、工具１３における加工部３９の長さ寸法および径寸法を測定する測定装置１７と、を備える。実施例の加工機１５は、所謂「ガントリータイプ」の加工機であって、載置テーブル１２を挟む両側に配設されて夫々が互いに平行な一対の第１ガイドレール(レール)１８,１８に移動可能に載架されたガントリーユニット１９と、ドリルユニット２０と、を備える。実施例では、第１ガイドレール１８の延在方向をＸ軸方向、これと水平面で直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の夫々と垂直面で直交する方向をＺ軸方向と指称する。

【0016】

図１、図２に示す如く、前記ガントリーユニット１９は、前記第１ガイドレール１８,１８の夫々に移動可能に支持される一対の台車基部２１ａ,２１ａからなる台車２１と、台車基部２１ａ,２１ａに立設された一対の脚部２２,２２と、該一対の脚部２２,２２の間に架設されてＹ軸方向に延在するガーダー２３と、を備え、ガントリーユニット１９は、前記載置テーブル１２および被加工材料１１の上方を跨いだ状態のゲート状(門状)に構成される。また、加工機１５は、各台車基部２１ａに配設された第１駆動モータ２４、該第１駆動モータ２４により回転駆動されるピニオンおよび該ピニオンが噛合するよう各第１ガイドレール１８に配設されたラック等からなるＸ軸駆動機構２５を備え、該Ｘ軸駆動機構２５によってガントリーユニット１９を、第１ガイドレール１８,１８に沿ってＸ軸方向に水平に移動するよう構成される。第１駆動モータ２４には、該モータ２４の回転量を検出するエンコーダ等の第１位置検出手段２６が設けられており(図８参照)、該第１位置検出手段２６の検出値に基づいてガントリーユニット１９(主軸頭１４)のＸ軸方向の移動量を検出し得るようになっている。

【0017】

図１、図２に示す如く、前記ガーダー２３の前面(図１における紙面前側)に、Ｚ軸方向に離間する一対の第２ガイドレール２７,２７が、Ｙ軸方向に沿って平行に配設され、該第２ガイドレール２７,２７に、前記ドリルユニット２０が移動可能に配設される。ドリルユニット２０は、第２ガイドレール２７,２７に移動可能に支持されるサドル２８と、該サドル２８に配設されてＺ軸方向に沿って上下に移動可能な前記主軸頭１４と、該主軸頭１４にＺ軸回りに回転可能に支持された主軸２９と、を備え、該主軸２９の下端部に工具１３が着脱自在に装着される。なお、主軸頭１４は、Ｙ軸方向に離間してサドル２８に配設されてＺ軸方向に沿って平行に延在する一対の第３ガイドレール３０,３０に移動可能に支持されている。前記加工機１５は、第２駆動モータ３１、該第２駆動モータ３１により回転駆動されるピニオンおよび該ピニオンが噛合するようガーダー２３に配設されたラック等からなるＹ軸駆動機構３２を備え、該Ｙ軸駆動機構３２によってドリルユニット２０を、第２ガイドレール２７,２７に沿ってＹ軸方向に水平に移動するよう構成される。また、加工機１５は、第３駆動モータ３３と、該第３駆動モータ３３により回転駆動されるボールネジおよび該ボールネジに螺合するナットを組み合わせたボールネジ機構からなるＺ軸駆動機構３４を備え、該Ｚ軸駆動機構３４によって主軸頭１４を、第３ガイドレール３０,３０に沿ってＺ軸方向に鉛直に移動するよう構成される。第２駆動モータ３１には、該モータ３１の回転量を検出するエンコーダ等の第２位置検出手段３５が設けられており(図８参照)、該第２位置検出手段３５の検出値に基づいてサドル２８(主軸頭１４)のＹ軸方向の移動量を検出し得るようになっている。また、第３駆動モータ３３には、該モータ３３の回転量を検出するエンコーダ等の第３位置検出手段３６が設けられており(図８参照)、該第３位置検出手段３６の検出値に基づいて主軸頭１４のＺ軸方向の移動量を検出し得るようになっている。

【0018】

図１に示す如く、前記主軸頭１４に主軸モータ３７が配設され、該主軸モータ３７によって前記主軸２９が回転駆動される。なお、実施例では、主軸２９の回転方向について、工具１３によって被加工材料１１に孔あけ加工を施す場合の回転方向を正転と指称し、それとは逆方向を逆転と指称する。図４に示す如く、工具１３は、前記主軸２９に装着される部分であるホルダ３８と、該ホルダ３８に配設されて刃を有する加工部３９とを備える。ホルダ３８は、主軸２９のテーパ孔(図示せず)に嵌合するシャンク部３８ａと、該シャンク部３８ａにおける軸方向の一端側に設けられたフランジ部３８ｂと、シャンク部３８ａの軸方向の他端側に設けられたプルスタッド３８ｃとを有する。また、加工部３９は、フランジ部３８ｂから軸方向の一端側に向けて延在するように設けられた軸部３９ａと、該軸部３９ａの端部に配設された刃部３９ｂとを備える。

【0019】

図１、図２に示す如く、前記一方の台車基部２１ａに、前記工具マガジン１６が配設されて、該工具マガジン１６は、前記ガントリーユニット１９と一体でＸ軸方向に移動するよう構成される。図３、図４に示す如く、工具マガジン１６は、略円板状に形成されたベース板４０が、支持体４１に対して水平回転可能に支持されている。ベース板４０の径方向の中心には、割出しモータ４２を備える回転駆動機構４３が連結され、該回転駆動機構４３によってベース板４０は回転される。また、ベース板４０の外周部には、工具１３を着脱自在に保持する複数(実施例では１２個)の保持部４４が、略等角度ピッチで形成されている。この保持部４４は、ベース板４０の径方向外側端から回転中心に向かって窪むように切欠き形成されたものであって、該保持部４４における上下方向および径方向の開口寸法は、工具１３の前記加工部３９における軸部３９ａの上下方向(Ｚ軸方向)および外径方向への移動は許容するが、前記ホルダ３８におるフランジ部３８ｂの上下方向の移動は規制する寸法に設定される。そして、各保持部４４には、ベース板４０の上面にフランジ部３８ｂが載置され、加工部３９がベース板４０から垂下した状態で保持される。

【0020】

前記割出しモータ４２には、該モータ４２の回転量を検出するエンコーダ等の第４位置検出手段４５が設けられ(図８参照)、該第４位置検出手段４５は、後述する制御装置６４に接続される。そして、制御装置６４は、割出しモータ４２によりベース板４０を回転した際の第４位置検出手段４５の検出値に基づいて、工具マガジン１６において設定されている工具交換位置Ｐに、各保持部４４を位置決めし得るよう構成される。

【0021】

図３～図５に示す如く、前記工具マガジン１６に、前記測定装置１７が配設されている。測定装置１７は、前記工具１３における加工部３９の長さ(軸方向の長さ)を測定する長さ測定手段４６と、前記加工部３９における刃部３９ｂの直径(径寸法)を測定する径測定手段４７とを備える。測定装置１７は、前記支持体４１に対してリニアガイド４８を介して水平に移動可能に配設された移動体４９と、該移動体４９を移動する移動手段５０と、を備え、移動体４９は、工具マガジン１６に設定された前記工具交換位置Ｐに位置決めした保持部４４に保持されている工具１３の軸心と直交する方向に水平に移動するよう構成される。前記リニアガイド４８は、支持体４１に配設された支持ブロック５１と、移動体４９に配設されて支持ブロック５１に対して摺動可能に支持されたリニアレール５２とから構成される。支持ブロック５１およびリニアレール５２としては、ＬＭブロックおよびＬＭレールが用いられて、移動体４９の精度のよい移動を図り得るよう構成される。また、前記移動手段５０としては、支持ブロック５１に配設したシリンダ本体５０ａと、該シリンダ本体５０ａに伸縮可能に配設したピストンロッド５０ｂとを備えるエアシリンダ５０が用いられ、ピストンロッド５０ｂが移動体４９に連結されている。

【0022】

図６に示す如く、前記移動体４９の先端部に支持部材５３が配設され、円盤状の受け部５４ａの中心から支持軸５４ｂが下方に延出する測長部材５４が、支持軸５４ｂを介して支持部材５３にＺ軸方向(主軸２９の軸方向)に沿って進退移動可能に支持されている。そして、測定装置１７では、前記エアシリンダ５０を付勢してピストンロッド５０ｂを伸縮することで移動体４９を、測長部材５４の受け部５４ａの中心(支持軸５４ｂの軸心)が、前記工具交換位置Ｐに位置決めした保持部４４に保持されている工具１３の軸心と一致する測定位置(図５の実線位置)と、受け部５４ａが測定位置から退避した退避位置(図５の二点鎖線位置)との間で移動するよう構成される。実施例では、図５に示す如く、前記支持ブロック５１を支持体４１に配設する取付部材５５に、移動体４９に設けたストッパ５６ａ,５６ｂが当接することで、移動体４９(測長部材５４)を測定位置と退避位置とに位置決めするよう構成してある。

【0023】

図６に示す如く、前記支持部材５３に、前記支持軸５４ｂにおける支持部材５３から下方に延出する端部を検出可能な長さ検出センサ５７がブラケット５８を介して配設されている。また、前記測長部材５４は、支持部材５３に対して圧縮バネ等の弾性部材５９によって常に上方に向けて付勢されて、支持軸５４ｂにおける支持部材５３から下方に延出する部分に設けた規制部５４ｃが支持部材５３の下面に当接する長さ測定開始位置に位置付けられるよう構成される。前記長さ検出センサ５７は、長さ測定開始位置の測長部材５４における支持軸５４ｂの下端より下方に位置して、該長さ測定開始位置では支持軸５４ｂを検出しないよう設定される。そして、後述する長さ測定に際し、工具１３の加工部３９における軸方向の先端が受け部５４ａに当接して測長部材５４が押し下げられることで、長さ検出センサ５７が支持軸５４ｂを検出し得るよう構成される。実施例では、長さ検出センサ５７と、長さ測定に際して主軸頭１４の後述する実下降量Ｋを検出する第３位置検出手段３６とから、測長部材５４が軸方向に変位する変位量を検出する長さ検出部が構成され、該長さ検出部としての長さ検出センサ５７および第３位置検出手段３６と、主軸２９の軸方向に進退移動可能な測長部材５４とから長さ測定手段４６が構成される。なお、前記支持部材５３に、支持軸５４ｂを検出可能な下限検出センサ６０がブラケット５８を介して配設されており、該下限検出センサ６０は、前記長さ検出センサ５７より下方で支持軸５４ｂを検出可能に位置している。

【0024】

図７に示す如く、前記測長部材５４における前記支持部材５３より上方に延出する部分に、環状の当接部材６１が、主軸２９の軸方向と平行なＺ軸回りに回転可能に支持されている。この当接部材６１の外周面は、前記受け部５４ａより径方向の外方に位置して、後述する径測定に際して径測定位置に位置決めされた工具１３の加工部３９における刃部３９ｂの外周に径方向から当接可能に構成される。前記エアシリンダ５０には、前記ピストンロッド５０ｂの移動量を検出する移動量検出手段６２が設けられる。実施例では、移動量検出手段６２として、シリンダ本体５０ａに配設されて、磁力により抵抗値が変化するＭＲ素子(磁気抵抗素子)からなる検出部６２ａと、ピストンロッド５０ｂに一定ピッチで磁性部と非磁性部とを設けた目盛部(図示せず)とからなる磁気式のリニアスケールが用いられ、ピストンロッド５０ｂの移動によって検出部６２ａが磁性部を検出する検出信号(パルス信号)によってピストンロッド５０ｂの移動量を検出する。実施例では、エアシリンダ５０に設けられた移動量検出手段６２が、径測定に際し、工具１３の刃部３９ｂ(加工部３９)に当接する当接部材６１が径方向に変位するのに伴うピストンロッド５０ｂの移動量(当接部材６１の径方向の変位量)を検出する径検出部として機能し、該径検出部としての移動量検出手段６２と当接部材６１とから径測定手段４７が構成される。また、径測定に際し、当接部材６１の回転中心(支持軸５４ｂの軸心)は、前記径測定位置に位置決めされた工具１３の軸心と前記移動体４９の移動方向において整列した状態で、当接部材６１が径方向に変位するよう構成されている。なお、径測定に際し、当接部材６１が工具１３の刃部３９ｂにおける外周に当接した状態で、前記移動体４９が当接部材６１の径方向の前後に移動可能なように、該移動体４９は、前記ストッパ５６ａ,５６ｂが取付部材５５に当接しない領域に位置するよう構成される。また、径測定に際して、当接部材６１を工具１３の刃部３９ｂに当接するエアシリンダ５０におけるピストンロッド５０ｂの付勢力は、刃部３９ｂの外周形状に倣って当接部材６１が変位するのを許容する値に設定されている。すなわち、エアシリンダ(移動手段)５０は、径測定に際して当接部材６１を、径方向に変位可能に刃部３９ｂの外周に当接するよう付勢する付勢手段として機能するよう構成される。

【0025】

前記支持体４１には、図５に示すように、前記移動体４９を退避位置に位置させた測定装置１７の上部および側部を覆うカバー６３が設けられ、孔あけ加工時に発生する切り屑等が測定装置１７に付いて測定精度が低下するのを防止するよう構成される。なお、カバー６３は、移動体４９の退避位置と測定位置との間の移動は許容するよう、側定位置側は開口している(図６参照)。

【0026】

前記加工機１５、工具マガジン１６および測定装置１７を制御する制御装置６４は、図１、図２に示す如く、前記他方の台車基部２１ａに配設されて、制御装置６４は、前記ガントリーユニット１９と一体でＸ軸方向に移動するよう構成される。制御装置６４には、図８に示す如く、前記第１駆動モータ２４,２４、第２駆動モータ３１、第３駆動モータ３３、主軸モータ３７、割出しモータ４２、エアシリンダ５０、長さ検出センサ５７、下限検出センサ６０および移動量検出手段６２の検出部６２ａが接続される。また、制御装置６４には、第１位置検出手段２６,２６、第２位置検出手段３５、第３位置検出手段３６、第４位置検出手段４５が接続されており、該制御装置６４は、第１～第３位置検出手段２６,２６,３５,３６の検出値に基づいて、主軸頭１４(主軸２９)のＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の移動量を取得し得ると共に、主軸頭１４(主軸２９)の現在位置を認識し得るよう構成される。また制御装置６４は、第４位置検出手段４５の検出値に基づいて、前記工具マガジン１６における１２個の保持部４４の位置を認識すると共に、前記割出しモータ４２を駆動制御して任意の保持部４４を前記工具交換位置Ｐに位置決めし得るよう構成される。

【0027】

図８に示す如く、前記制御装置６４には、加工機１５、工具マガジン１６および測定装置１７を制御するための各種データ(情報)を入力する操作部６５および該操作部６５で入力されたデータ等を表示するディスプレイ(表示手段)６６が設けられる。また、制御装置６４は、各種データを記憶する記憶部６７および演算部６８を備えている。記憶部６７には、前記工具マガジン１６の各保持部４４を特定する番地(情報)と、該番地の保持部４４に保持されている工具１３を特定する工具番号とが対応付けられて記憶(登録)されている。記憶部６７には、工具１３を特定する工具番号に関連付けて、その工具１３の種類、加工部３９の長さ寸法および径寸法等の工具データが記憶されており、制御装置６４は、工具マガジン１６に保持されている全ての工具１３の種類を認識し得るようになっている。実施例では、工具１３の種類を特定する工具データとしての加工部３９の長さ寸法は、前記フランジ部３８ｂから刃部３９ｂの先端までの長さであり、工具１３の種類を特定する工具データとしての加工部３９の径寸法は、加工部３９における刃部３９ｂの最大径部分の直径である。また、制御装置６４の記憶部６７は、各種の工具１３の工具番号に対し、正しい加工部３９の長さ寸法、刃部３９ｂの径(最大径部分の直径)寸法が対応付けて格納された工具データベースを有している。

【0028】

前記制御装置６４の演算部６８は、前記長さ測定手段４６の長さ検出センサ５７による前記支持軸５４ｂの検出信号に基づいて、工具１３における加工部３９の長さを算出するよう構成される。具体的に、前記記憶部６７には、基準工具６９(図９参照)における加工部３９の長さ(フランジ部３８ｂの下面から刃部３９ｂの下端(先端)までの長さ)が、基準長さＮとして記憶されている。また、記憶部６７には、前記主軸２９に装着した基準工具６９のフランジ部３８ｂが、前記工具マガジン１６のベース板４０から所定高さだけ上方に離間するように主軸頭１４を上昇させた位置が長さ測定基準位置として記憶される。なお、長さ測定基準位置において加工部３９の下端は、前記測定位置に位置付けられる測長部材５４における受け部５４ａより上方に位置する。また、長さ測定基準位置の主軸頭１４の下降により前記測定位置に位置付けられた測長部材５４が工具１３によって押し下げられた際に、前記長さ検出センサ５７が支持軸５４ｂの下端を検出したときの下降量が、基準下降量Ｍとして記憶されている。そして、制御装置６４では、加工部３９の長さ寸法が未知の被測定工具１３の長さ寸法を測定する場合は、被測定工具１３が主軸２９に装着された主軸頭１４を長さ測定基準位置に位置させた後に下降し、前記演算部６８によって、前記長さ検出センサ５７が支持軸５４ｂの下端を検出するまでの主軸頭１４の実下降量Ｋと、前記基準下降量Ｍとを比較して、被測定工具１３における加工部３９の長さ寸法を算出する。図９に示す如く、例えば、実下降量Ｋが基準下降量Ｍより短い場合に演算部６８は、被測定工具１３の加工部３９の長さ寸法が基準工具６９の加工部３９の長さ寸法より長いと判定し、被測定工具１３の加工部３９の長さ寸法を、Ｎ＋(Ｍ－Ｋ)として算出する。また、実下降量Ｋが基準下降量Ｍより長い場合に演算部６８は、被測定工具１３の加工部３９の長さ寸法が基準工具６９の加工部３９の長さ寸法より短いと判定し、被測定工具１３における加工部３９の長さ寸法を、Ｎ－(Ｋ－Ｍ)として算出する。そして、制御装置６４は、演算部６８で算出された加工部３９の長寸法の算出値(測定値)を記憶部６７に、測定した被測定工具１３が保持される保持部４４を特定する番地(情報)に対応付けて記憶し得るよう構成される。なお、前記実下降量Ｋは、前記第３位置検出手段３６の検出値によって取得する。

【0029】

前記制御装置６４は、長さ測定に際して工具１３によって押し下げられる測長部材５４が、前記長さ検出センサ５７による支持軸５４ｂの検出位置を越えて押し下げられたことを前記下限検出センサ６０が検出した場合に、前記主軸頭１４の下降を停止して測長部材５４や工具１３が破損等するのを防止するよう構成される。

【0030】

前記制御装置６４の演算部６８は、前記径測定手段４７の移動量検出手段６２で検出される前記ピストンロッド５０ｂの移動量に基づいて、工具１３の加工部３９における刃部３９ｂの径寸法を算出するよう構成される。制御装置６４は、加工部３９における刃部３９ｂの径(直径)が未知の被測定工具１３の径寸法を測定する場合は、図７に示す如く、被測定工具１３が主軸２９に装着された主軸頭１４を移動して、刃部３９ｂの外周に径測定手段４７の前記当接部材６１が径方向から当接可能な径測定位置に被測定工具１３の刃部３９ｂを位置決めしたもとで、前記エアシリンダ５０を付勢して当接部材６１を刃部３９ｂの外周に弱い圧力で当接し、この状態で移動量検出手段６２による移動量の検出を開始すると共に、前記主軸２９を低速で逆転するように前記主軸モータ３７を駆動する。なお、径測定に際して主軸モータ３７は、主軸２９に装着されている工具１３を１回転以上回転するよう設定される。また、前記径測定位置は、前記長さ測定によって算出された加工部３９の長さ寸法に基づいて算出されて、該算出した径測定位置に被測定工具１３の刃部３９ｂが位置付くまで主軸頭１４が下降される。

【0031】

ここで、工具１３における刃部３９ｂの外周形状は、刃の形状や刃の数等によって真円形状ではなく、図１０に模式的に示すように外周には凹凸があり、工具１３を特定する工具データでは、刃部３９ｂにおける最大径部分を刃部３９ｂの直径として特定されている。そこで、径測定に際しては、刃部３９ｂの回転によって当接部材６１が、該刃部３９ｂの外周の凹凸に応じて径方向に進退移動するので、演算部６８は、径測定位置に刃部３９ｂを位置決めした主軸２９(刃部３９ｂ)の軸心位置から当接部材６１が離間する方向の移動量検出手段６２で検出される移動量(変位量)に基づいて、被測定工具１３における刃部３９ｂの径(直径)寸法を算出するようにしている。具体的には、図１０に示す如く、演算部６８は、回転していない刃部３９ｂの外周に当接部材６１が当接した状態で、既知である径測定位置に刃部３９ｂを位置決めした主軸２９(刃部３９ｂ)の軸心位置Ｃと、当接部材６１が径測定位置の刃部３９ｂに当接して移動が規制されたときの移動量検出手段６２で検出されるピストンロッド５０ｂの原位置(例えば退避位置)からの移動量から得られる当接部材６１の軸心位置Ｃ１とから、当接部材６１および刃部３９ｂの軸心間距離Ｌを算出する。この軸心間距離Ｌと、既知である当接部材６１の半径Ｒとから、Ｌ－Ｒを刃部３９ｂの仮の半径ｒ’とする。そして、刃部３９ｂの回転により当接部材６１が径方向に進退移動する際の移動量検出手段６２で検出される、当接部材６１が主軸２９(刃部３９ｂ)から離間する方向の移動量が最大(軸心位置Ｃから軸心位置Ｃ１が最も離間した位置)となったときの、軸心間距離Ｌと当接部材６１の半径Ｒとから算出される刃部３９ｂの半径ｒを実半径とする。すなわち、径測定中における(Ｌ－Ｒ)の最大値を刃部３９ｂの半径ｒとし、該半径ｒから被測定工具１３における刃部３９ｂの径(直径２ｒ)寸法を算出する。なお、径測定位置は、主軸２９や工具１３が前記ベース板４０と干渉しない位置として設定されている。

【0032】

ここで、図１０における上側の図では、径測定位置に位置決めされた刃部３９ｂの軸心位置Ｃと、当接部材６１の軸心位置Ｃ１とが最も接近した位置で刃部３９ｂの外周に当接部材６１が当接している状態を示しているが、径測定位置に位置決めされたときの刃部３９ｂにおける当接部材６１を向く外周の部位は制御装置６４では認識していない。しかし、径測定に際して工具１３を１回転以上回転することで、径測定位置に位置決めされたときの刃部３９ｂにおける当接部材６１を向く外周がどの部位であっても、当接部材６１が刃部３９ｂの軸心位置Ｃから離間する方向の移動量検出手段６２で検出される移動量が最大となったときの、軸心間距離Ｌと当接部材６１の半径Ｒとから刃部３９ｂの実半径ｒを算出することができる。例えば、径測定位置に位置決めされたときの刃部３９ｂが、図１０における上側の図の状態であれば、刃部３９ｂの逆転(図の矢印方向の回転)によって当接部材６１は刃部３９ｂの軸心位置Ｃから離間する方向に移動(図１０の二点鎖線参照)し、両者３９ｂ,６１の軸心位置Ｃ,Ｃ１が最も離間する図１０における下側の図の位置に至った後に、当接部材６１の移動方向が刃部３９ｂの軸心位置Ｃに近接する方向に切り替わる。そして、工具１３が１回転以上回転する間において、移動量検出手段６２で検出される当接部材６１の刃部３９ｂの軸心位置Ｃから離間する方向の移動量が最大となったときの、軸心間距離Ｌと当接部材６１の半径Ｒとから算出される刃部３９ｂの半径ｒを実半径とする。すなわち、工具１３を１回転以上回転すれば、当接部材６１は、刃部３９ｂにおける最大径部分(実施例では刃が設けられている部分)に必ず１回は当接するので、そのときの軸心間距離Ｌと当接部材６１の半径Ｒとから刃部３９ｂの実半径ｒを算出することができる。

【0033】

前記制御装置６４は、前記測定装置１７で測定した被測定工具１３における長さ寸法や径寸法の算出値(測定値)を、工具マガジン１６の保持部４４に作業者の手作業によって保持させた際に前記操作部６５によって入力された被測定工具１３の工具番号に対応する工具データベースにおける加工部３９の長さ寸法および刃部３９ｂの径寸法等の寸法データと比較し、一致していれば算出値(測定値)を被測定工具１３の正規の工具データとして、保持部４４の番地に対応付けて記憶部６７に記憶するよう構成される。また、制御装置６４は、算出値(測定値)と、工具データベースの寸法データとが一致していない場合は、算出値(測定値)を被測定工具１３の正規の工具データとして記憶部６７に記憶することなく、警報ブザーや、警報ランプなどにより異常報知を行うよう構成される。

【0034】

〔実施例の作用〕
次に、前述のように構成された実施例の穿孔装置１０の作用につき説明する。

【0035】

前記穿孔装置１０では、前記制御装置６４において実行される加工プログラムの指示に従い、複数種類の工具１３を工具マガジン１６と主軸２９との間で交換しながら、前記主軸頭１４をＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に移動して、前記載置テーブル１２に載置されている被加工材料１１における穿孔位置に対して適正な種類の孔を切削加工する。

【0036】

ここで、前記工具マガジン１６の所定の番地の保持部４４に保持されている工具１３を、別の種類の工具１３と交換したり、または同種で新しい工具１３と交換したりする場合、作業者は、前記制御装置６４の操作部６５を操作して、工具１３を交換する番地の保持部４４を、前記工具交換位置Ｐに移動して位置決めする。そして、該工具交換位置Ｐに位置する保持部４４に保持されている工具１３を保持部４４から取り外し、別の種類の工具１３または同種で新しい工具１３を当該の保持部４４に取り付ける。また、工具１３を交換した場合は、工具交換位置Ｐに位置する保持部４４の番地と対応付けられて記憶されている工具データをリセットし、操作部６５を操作して交換した工具１３の工具番号を入力することで、当該工具番号が工具交換位置Ｐに位置する保持部４４の番地と対応付けて前記記憶部６７に記憶される。

【0037】

前記工具マガジン１６の保持部４４に対する工具１３の交換が行われた場合、操作部６５に設けられた測定ボタン(図示せず)を操作することで、前記制御装置６４は、工具１３が交換された番地の保持部４４に保持されている工具１３の測定作業を行う。すなわち、前記主軸２９に工具１３が装着されていない場合は、工具１３の交換が行われた保持部４４に保持された交換済みの工具１３を、前記主軸２９に装着するべく主軸頭１４を移動して、主軸２９を工具交換位置Ｐの真上に位置付ける。なお、主軸２９に工具１３が装着されている場合は、当該工具１３が保持されていた空の保持部４４に戻すべく、工具マガジン１６のベース板４０を回転して空の保持部４４を工具交換位置Ｐに移動し、前記主軸頭１４を移動して空の保持部４４に工具１３を保持させ、該主軸頭１４を保持部４４に保持されている工具１３と干渉しない工具交換位置Ｐの真上の位置まで上昇した後、工具１３の交換が行われた保持部４４を工具交換位置Ｐに移動する。なお、以後、交換された工具１３について、被測定工具１３と指称する。

【0038】

前記工具交換位置Ｐの真上に主軸２９を位置付けた主軸頭１４を下降し、当該工具交換位置Ｐに位置する保持部４４に保持されている被測定工具１３のホルダ３８を主軸２９に挿入し、該被測定工具１３を主軸２９に装着する。そして、前記制御装置６４は、被測定工具１３の加工部３９の長さ測定を開始する。この長さ測定は、主軸頭１４を上昇して前記長さ測定基準位置に位置させることで、被測定工具１３を保持部４４から所定高さだけ持ち上げる。また、前記測定装置１７のエアシリンダ５０を付勢し、図６に示す如く、退避位置の移動体４９を測定位置まで移動することで、前記測長部材５４を工具交換位置Ｐの真下に位置付ける。制御装置６４は、主軸頭１４を微速で下降するように前記第３駆動モータ３３を駆動制御し、これにより前記弾性部材５９で付勢されて長さ測定開始位置に位置している測長部材５４が、主軸２９に装着されている被測定工具１３により弾性部材５９の付勢力に抗して押し下げられる。前記長さ検出センサ５７が、測長部材５４の支持軸５４ｂの下端を検出すると、制御装置６４は第３駆動モータ３３を停止すると共に、長さ測定基準位置から長さ検出センサ５７が支持軸５４ｂの下端を検出するまでの主軸頭１４の実下降量Ｋを、前記第３位置検出手段３６の検出量から取得する。そして、前記演算部６８は、前述したように実下降量Ｋと前記基準下降量Ｍとを比較し、被測定工具１３の加工部３９の長さ寸法を算出(Ｎ＋(Ｍ－Ｋ)またはＮ－(Ｋ－Ｍ))し(図９参照)、その算出値(測定値)が被測定工具１３の加工部３９の長さ寸法として前記記憶部６７の所定の領域に仮記憶される。

【0039】

次に、前記制御装置６４は、被測定工具１３の加工部３９における刃部３９ｂの径測定を行う。この径測定は、前記主軸頭１４を移動して、図７に示す如く、被測定工具１３の刃部３９ｂを、前記長さ測定によって算出した加工部３９の長さ寸法に基づいて算出した前記径測定位置に位置付ける。また、制御装置６４は、前記エアシリンダ５０を付勢するよう制御して、前記当接部材６１を刃部３９ｂの外周に弱い圧力で当接し、この状態で移動量検出手段６２による移動量の検出を開始すると共に、前記主軸２９を逆転するように前記主軸モータ３７を駆動制御する。刃部３９ｂの回転によって当接部材６１は、該刃部３９ｂの外周の凹凸に応じて径方向に進退移動し、前記演算部６８は、径測定位置に刃部３９ｂを位置決めした主軸２９(刃部３９ｂ)の軸心位置Ｃ、当接部材６１の軸心位置Ｃ１および移動量検出手段６２で検出される移動量に基づいて、被測定工具１３における刃部３９ｂの最大径部分の径(直径)寸法を算出し(図１０参照)、その算出値(測定値)が被測定工具１３の刃部３９ｂの径寸法として前記記憶部６７の所定の領域に仮記憶される。

【0040】

前記制御装置６４は、前記測定装置１７によって測定された測定値(加工部３９の長さ寸法および刃部３９ｂの径寸法)と、前記操作部６５によって入力された被測定工具１３の工具番号に対応する工具データベースにおける加工部３９の長さ寸法および刃部３９ｂの径寸法の寸法データとを比較し、一致していれば測定値を被測定工具１３の正規の工具データとして、保持部４４の番地に対応付けて記憶部６７に記憶する。これに対し、測定値と、工具データベースにおける各寸法データとが不一致である場合、制御装置６４は、記憶部６７に仮記憶した測定値を被測定工具１３の正規の工具データとして記憶することなく消去し、警報ブザーや、警報ランプなどにより異常報知を行う。なお、測定値を前記ディスプレイ６６に表示し、作業者が確認し得るようにしてもよい。

【0041】

前記測定装置１７による長さ測定や径測定は、個別の保持部４４に保持する工具１３を交換する場合の他に、穿孔装置１０を初期起動する場合や、工具マガジン１６の全ての保持部４４に対して工具１３を交換した場合にも実行され、全ての保持部４４に保持している工具１３の長さ測定および径測定を行う。

【0042】

実施例の穿孔装置１０は、作業者が工具マガジン１６に対して手作業によって交換した工具１３における加工部３９の長さ寸法および径寸法を測定装置１７によって測定するよう構成したので、保持部４４に保持されるべき工具１３の種類が正しいか否かを判別することができ、適正な種類とは異なる工具１３によって被加工材料１１が加工されてしまったり、適正な種類とは異なる工具１３での切削加工には適していない部位を切削加工することで該工具１３が破損してしまったりする事態を防ぐことができる。すなわち、作業者の人為的ミスに起因して、誤った加工や不適切な加工が施された被加工材料が製造されてしまったり、工具破損を招いてしまうのを防止できる。また、主軸２９に工具１３を装着した状態で寸法測定を行うので、寸法測定を行うために工具１３を保持する手段を別途設ける必要はなく、機械が複雑となるのを抑制することができる。

【0043】

実施例の穿孔装置１０は、前記測長部材５４に工具１３の加工部３９を直接当接して押して、該加工部３９の長さ寸法を測定するよう構成したので、該長さ寸法を精度よく測定することができる。また、前記当接部材６１を、工具１３の加工部３９における刃部３９ｂに直接当接して径寸法を測定するよう構成したので、該径寸法を精度よく測定することができる。更に、刃部３９ｂを回転しつつ径寸法を測定するので、刃部３９ｂの外周形状に影響されることなく適正な径寸法を測定することができる。更にまた、径測定に際して刃部３９ｂを回転する方向は、被加工材料１１を切削加工する場合とは逆方向としたので、刃部３９ｂに当接する当接部材６１を刃によって切削してしまったり、刃部３９ｂの外周に存在する凹部に当接部材６１が嵌まり込んで回転が阻害されてしまったりするのを防止することができる。また、長さ測定手段４６の測長部材５４に、径測定手段４７の当接部材６１を配設したので、測定装置１７をコンパクトにすることができる。更に、長さ測定に際して測長部材５４を測定位置と退避位置とに移動するエアシリンダ(移動手段)５０を、径測定に際して刃部３９ｂの外周に向けて当接部材６１を付勢する付勢手段として兼用するよう構成したので、部品点数を低減すると共に構成を簡単化することができる。

【0044】

また、実施例の穿孔装置１０は、前記加工機１５をＸ軸方向に移動する前記台車２１に前記工具マガジン１６を配設するよう構成したので、前記載置テーブル１２に載置されている被加工材料１１に孔あけ加工するために加工機１５をＸ軸方向に移動する際には工具マガジン１６も一体で移動するので、工具交換のために加工機１５を工具マガジン１６の位置までＸ軸方向に移動する必要はなく、工具交換に要するサイクルタイムを短縮することができる。また、前記測定装置１７を工具マガジン１６に配設してあるので、工具マガジン１６に保持される工具１３の寸法測定についても、サイクルタイムを短縮することができると共に、工具交換と寸法測定とを略同じ位置で行うことができる。

【0045】

〔変更例〕
本願は、前述した実施例の構成に限定されるものでなく、その他の構成を適宜に採用することができる。
１．長さ測定手段や径測定手段としては、実施例で説明した接触式の測定手段に限らず、工具に対して非接触で長さ寸法や径寸法を測定可能な各種の非接式の測定手段を採用することができる。非接触式の測定手段としては、例えば、ＣＣＤ等の撮像手段で撮像した画像を画像処理した画像データに基づいて、工具における加工部の長さ寸法や径寸法を算出する手段、照射部からレーザ光を加工部に向けて照射し、該加工部から反射したレーザ光を受光部で受光することで算出した距離から長さ寸法や径寸法を算出する手段(レーザ式寸法測定器)、発光部からの光線を加工部に照射し、工具からの反射光または工具の周囲を通過した光線を受光部で受光した受光状態(強度等)の違いに基づいて長さ寸法や径寸法を算出する光学式の手段等、公知の各種手段を採用することができる。
２．実施例では、長さ測定手段の測長部材に、径測定手段の当接部材を回転可能に配設したが、該当接部材を別部材に回転可能に配設し、径測定に際して該部材と共に変位する当接部材の変位量を移動量検出手段によって検出する構成を採用することができる。すなわち、長さ測定手段と径測定手段とは別々に設けられる構成を採用することができる。この構成においては、測長部材を測定位置と退避位置とに移動する移動手段を、移動量検出手段を備えるエアシリンダとは別に設ければよい。
３．実施例では、加工部の長さ測定に際し、測定位置に位置付けた移動体に対し、工具を下降して測長部材を押し下げることで長さ寸法を測定するよう構成したが、長さ測定基準位置に位置付けた工具に対し、移動体をエアシリンダ等の昇降手段により上昇し、工具に当接して押し下げられた測長部材を長さ検出センサで検出したときの移動体の上昇量を適宜の検出手段で検出することで、加工部の長さ寸法を測定する構成を採用することができる。
４．実施例では、当接部材を加工部(刃部)の外周に当接するように付勢するエアシリンダに、移動量検出手段を配設するよう構成したが、当接部材を加工部(刃部)の外周に当接するエアシリンダ等の付勢手段とは別に、移動量検出手段を設ける構成を採用することができる。例えば、当接部材と一体で移動する部材に設けた目盛部を、取付部材等の固定部に配設した検出部で読み取って移動量を検出する構成等を採用できる。また、移動量検出手段としては、磁気式のリニアスケールに限らず、赤外線センサ、超音波センサ、過電流式センサ等の検出部と、該検出部で読み取り可能な目盛部とからなる、各種の方式を採用することができる。

【0046】

５．実施例では、ガントリーユニットと一体で移動する台車に工具マガジンを配設したが、該工具マガジンは、固定位置に配設したものであってもよい。また、工具マガジンおよび加工機の夫々を移動可能に構成し、両方を相互に移動して工具交換や寸法測定を行う構成を採用することができる。
６．実施例では、工具マガジンに測定装置を配設したが、該測定装置については、工具マガジンとは別の場所に配設するようにしてもよい。
７．ガントリーユニットをＸ軸方向に移動するＸ軸移動機構、ドリルユニットをＹ軸方向に移動するＹ軸移動機構については、ラック－ピニオンを用いた機構に限らず、ボールネジ機構、リニアスライド機構等、公知の各種機構を採用することができる。また、主軸頭をＺ軸方向に移動するＺ軸移動機構については、ボールネジ機構に限らず、ラック－ピニオンを用いた機構、リニアスライド機構等、公知の各種機構を採用することができる。
８． 制御装置は、測定装置により測定した測定値(算出値)と、工具データベースの対応する寸法データとを比較する比較手段と、該比較手段での比較結果から、主軸に装着されている工具(寸法測定した工具)の種別を判定する判定手段とを備えるようにしてもよい。そして、制御装置は、判定手段での判定結果に基づいて、測定値を記憶部に記憶したり、異常を報知するようにすればよい。
９． 被測定工具における刃部の径寸法を算出する方式としては、基準工具の刃部の径寸法を測定した際の当接部材の移動量と、被測定工具の刃部の径寸法を測定した際の当接部材の移動量とを比較し、算出されている基準工具の刃部の径寸法および比較した移動量の差に基づいて、被測定工具の刃部の径寸法を算出するものであってもよい。
１０． 径測定位置に位置付けられた工具の刃部を挟んで当接部材とは反対側に、Ｚ軸回りに回転可能で工具の径方向に移動可能な補助ローラを設け、径測定に際して刃部を、補助ローラと当接部材とで回転を許容する状態で挟むようにする構成を採用することができる。この構成によれば、回転時における工具の径方向の振れを抑制して、精度のよい径測定を行うことができる。なお、補助ローラは、工具の軸を径方向に変位させることなく該補助ローラが刃部の外周の凹凸に応じて径方向に変位し得るように、バネ等の付勢手段によって刃部の外周に当接するようになっていればよい。

【0047】

１１． 実施例では、制御装置によって、測定装置で測定した工具の長さ寸法や径寸法の算出値(測定値)を、工具データベースにおける対応する寸法データと比較し、一致していれば算出値(測定値)を工具の正規の工具データとして、保持部の番地に対応付けて記憶部に記憶するよう構成したが、ディスプレイに表示した算出値(測定値)を作業者が確認し、該作業者の操作によって正規の工具データとして保持部の番地に対応付けて記憶部に記憶させることができる。また、算出値(測定値)と寸法データとが一致していない場合に、算出値(測定値)の工具が保持されるべき適正な保持部が他にあれば、該適正な保持部の番地と対応付けて算出値(測定値)を記憶部に手動操作によって記憶させることができる。すなわち、測定装置で測定した工具の長さ寸法や径寸法の算出値(測定値)は、自動または手動によって記憶部に記憶させることができる。
１２． 実施例では、被加工材料に対して加工機に設けた工具を移動して、被加工材料を切削加工するよう構成したが、切削加工時には加工機を定位置に固定配置し、被加工材料が載置される載置テーブルを、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に、ラック－ピニオンを用いた機構やボールネジ機構によって移動するよう構成し、定位置の工具に対して被加工材料を移動して切削加工する構成を採用することができる。また、載置テーブルをＸ軸方向およびＹ軸方向に移動するよう構成すると共に、加工機の工具をＺ軸方向に移動するよう構成し、工具と被加工材料とを相互に移動して切削加工を行う構成を採用することもできる。すなわち、工作機械は、工具と被加工材料とを相対的に移動して、該被加工材料に切削加工を施す構成であればよい。なお、加工機を定位置に固定配置したり、工具をＺ軸方向にのみ移動したりする構成では、加工機に工具マガジンを配設すると共に、該工具マガジンと主軸との間での工具交換を、公知の自動工具交換装置(ＡＴＣ)によって行うようにすればよい。
また、被加工材料の切削加工時に加工機を定位置に固定配置したり、工具をＺ軸方向にのみ移動したりする構成において、主軸に装着した工具の寸法測定を行う場合は、定位置に配置した測定装置の位置まで加工機を移動機構によって移動したり、あるいは切削加工時における工具の位置に、測定装置を移動機構によって移動する構成を採用することができる。
１３． 実施例では、径測定に際して工具(加工部)を逆転するよう構成したが、正転するものであってもよい。径測定に際して工具(加工部)を正転する場合は、工具を、刃によって当接部材が切削されることのない回転速度とすればよい。
１４． 実施例および各変更例で説明した各構成については、本発明の主旨の範囲内において適宜に組み合わせることができる。

【符号の説明】

【0048】

１１ 被加工材料，１２ 載置テーブル，１５ 加工機，１６ 工具マガジン
１８ 第１ガイドレール(レール)，２１ 台車，２９ 主軸
３６ 第３位置検出手段(長さ検出部)，３９ 加工部，４４ 保持部
４６ 長さ測定手段，４７ 径測定手段，５４ 測長部材
５７ 長さ検出センサ(長さ検出部)，６１ 当接部材
６２ 移動量検出手段(径検出部)，６７ 記憶部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】