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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】2024-07-09
(45)【発行日】2024-07-18
(54)【発明の名称】工作機械
(51)【国際特許分類】
B23Q 1/00 20060101AFI20240710BHJP
B23Q 1/01 20060101ALI20240710BHJP
F16M 1/00 20060101ALI20240710BHJP
【ＦＩ】
B23Q1/00 S
B23Q1/01 G
F16M1/00 R
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2023546588
(86)(22)【出願日】2021-09-07
(86)【国際出願番号】 JP2021032813
(87)【国際公開番号】W WO2023037402
(87)【国際公開日】2023-03-16
【審査請求日】2024-02-14
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000146847
【氏名又は名称】ＤＭＧ森精機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100185719
【弁理士】
【氏名又は名称】北原 悠樹
(72)【発明者】
【氏名】木村 有紀
(72)【発明者】
【氏名】日永 健斗
【審査官】山本 忠博
(56)【参考文献】
【文献】中国特許出願公開第１０８４８１００７（ＣＮ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２３Ｑ １／００－１／０１；
Ｆ１６Ｍ ７／００，１１／００－１１／４２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
工作機械であって、ベッドと、
前記ベッドに対して移動可能に支持されている第１，第２の移動体と、
前記ベッドを支持するための第１～第４のジャッキとを備え、
前記第１の移動体の重心の移動範囲は、前記工作機械の上面視において、前記第１～第４のジャッキの内の３つのジャッキを頂点とする第１の三角形の内側に収まっており、
前記第２の移動体の重心の移動範囲は、前記工作機械の上面視において、前記第１～第４のジャッキの内の３つのジャッキを頂点とする第２の三角形の内側に収まっており、
前記第１の三角形を構成する３つのジャッキの組み合わせと、前記第２の三角形を構成する３つのジャッキの組み合わせとは、互いに異なり、
前記第１～第４のジャッキを頂点とする四角形は、凸四角形であり、
前記第１の三角形と前記第２の三角形とは、前記凸四角形の対角線を共通な辺として有する、工作機械。
【請求項2】
前記工作機械は、さらに、第１のリブを備え、前記第１のリブの両端は、前記第１～第４のジャッキの内で第１の対角に位置している各ジャッキに繋がっている、請求項１に記載の工作機械。
【請求項3】
前記工作機械は、さらに、第２のリブを備え、前記第２のリブの両端は、前記第１～第４のジャッキの内で第２の対角に位置している各ジャッキに繋がっており、
前記第１の対角および前記第２の対角は、互いに異なる対角である、請求項２に記載の工作機械。
【請求項4】
前記第１の移動体は、工具を回転するための工具主軸を含み、前記第２の移動体は、複数の工具を保持するための刃物台を含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の工作機械。
【請求項5】
前記工作機械は、さらに、前記ベッドに対して移動可能に支持されている第３の移動体を備え、前記第３の移動体の重心の移動範囲は、前記工作機械の上面視において前記第２の三角形の内側に収まっている、請求項１～４のいずれか１項に記載の工作機械。
【請求項6】
前記第３の移動体は、ワークを回転するためのワーク主軸を含む、請求項５に記載の工作機械。
【請求項7】
前記工作機械は、さらに、前記第１の移動体を移動するための第１の駆動部と、
前記工作機械を制御するための制御部とを備え、
前記制御部は、工具がワークを加工している最中において前記第１の移動体の重心の移動範囲が前記第１の三角形の内側に収まるように、前記第１の駆動部を制御する処理を実行する、請求項１～６のいずれか１項に記載の工作機械。
【請求項8】
前記工作機械は、さらに、前記第２の移動体を移動するための第２の駆動部を備え、前記制御部は、さらに、工具がワークを加工している最中において前記第２の移動体の重心の移動範囲が前記第２の三角形の内側に収まるように、前記第２の駆動部を制御する処理を実行する、請求項７に記載の工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、ベッド上に移動体が設けられている工作機械に関する。
【背景技術】
【0002】
特開２０２０－０７５２９８号公報（特許文献１）は、ベッドを備えた工作機械を開示している。当該ベッドは、３個以上の支持装置により支持されている。各支持装置は、上下方向に移動可能に構成されている。各支持装置の位置は、ベッドの基準面が水平となるように調整される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０２０－０７５２９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
工作機械のベッド上には、主軸などの移動体が設けられている。移動体がベッド上で移動すると、各支持装置にかかる重さが変化する。これにより、ベッドのたわみが微少に変化する。この変化は、ワークの加工精度に影響を与える。したがって、ベッドをより安定させるための技術が望まれている。なお、特許文献１は、当該技術を開示するものではない。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の一例では、工作機械は、ベッドと、上記ベッドに対して移動可能に支持されている第１，第２の移動体と、上記ベッドを支持するための第１～第４のジャッキとを備える。上記第１の移動体の重心の移動範囲は、上記工作機械の上面視において、上記第１～第４のジャッキの内の３つのジャッキを頂点とする第１の三角形の内側に収まっている。上記第２の移動体の重心の移動範囲は、上記工作機械の上面視において、上記第１～第４のジャッキの内の３つのジャッキを頂点とする第２の三角形の内側に収まっている。上記第１の三角形を構成する３つのジャッキの組み合わせと、上記第２の三角形を構成する３つのジャッキの組み合わせとは、互いに異なる。
【0006】
本開示の一例では、上記工作機械は、さらに、第１のリブを備える。上記第１のリブの両端は、上記第１～第４のジャッキの内で第１の対角に位置している各ジャッキに繋がっている。
【0007】
本開示の一例では、上記工作機械は、さらに、第２のリブを備える。上記第２のリブの両端は、上記第１～第４のジャッキの内で第２の対角に位置している各ジャッキに繋がっている。上記第１の対角および上記第２の対角は、互いに異なる対角である。
【0008】
本開示の一例では、上記第１の移動体は、工具を回転するための工具主軸を含む。上記第２の移動体は、複数の工具を保持するための刃物台を含む。
【0009】
本開示の一例では、上記工作機械は、さらに、上記ベッドに対して移動可能に支持されている第３の移動体を備える。上記第３の移動体の重心の移動範囲は、上記工作機械の上面視において上記第２の三角形の内側に収まっている。
【0010】
本開示の一例では、上記第３の移動体は、ワークを回転するためのワーク主軸を含む。
【0011】
本開示の一例では、上記工作機械は、さらに、上記第１の移動体を移動するための第１の駆動部と、上記工作機械を制御するための制御部とを備える。上記制御部は、工具がワークを加工している最中において上記第１の移動体の重心の移動範囲が上記第１の三角形の内側に収まるように、上記第１の駆動部を制御する処理を実行する。
【0012】
本開示の一例では、上記工作機械は、さらに、上記第２の移動体を移動するための第２の駆動部を備える。上記制御部は、さらに、工具がワークを加工している最中において上記第２の移動体の重心の移動範囲が上記第２の三角形の内側に収まるように、上記第２の駆動部を制御する処理を実行する。
【0013】
本発明の上記および他の目的、特徴、局面および利点は、添付の図面と関連して理解される本発明に関する次の詳細な説明から明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】工作機械の外観を示す図である。
【図2】工作機械の内部に備えられる加工機本体を示す図である。
【図4】移動体の移動範囲の一例を示す図である。
【図5】移動体の移動範囲の一例を示す図である。
【図6】工作機械の駆動機構の一例を示す図である。
【図7】ＣＮＣ（Computer Numerical Control）ユニットのハードウェア構成の一例を示す図である。
【図8】各移動体の移動範囲を制限する処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、図面を参照しつつ、本発明に従う各実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、これらについての詳細な説明は繰り返さない。なお、以下で説明される各実施の形態および各変形例は、適宜選択的に組み合わされてもよい。
【0016】
【0017】
本明細書でいう「工作機械」とは、ワークを加工する機能を備えた種々の装置を包含する概念である。本明細書では、工作機械１００の一例として、ターニングセンタの加工機能とマシニングセンタの加工機能とを備えた複合加工機を例に挙げて説明を行うが、工作機械１００は、これに限定されない。たとえば、工作機械１００は、横形または縦形のマシニングセンタであってもよい。あるいは、工作機械１００は、ターニングセンタであってもよい。あるいは、工作機械１００は、付加加工機であってもよい。あるいは、工作機械１００は、その他の切削機械や研削機械であってもよい。
【0018】
図１に示される工作機械１００は、回転するワークに工具を接触させてワークの加工を行なう旋削機能と、ワークに回転する工具を接触させてワークの加工を行なうミーリング機能とが備わった複合加工機である。
【0019】
工作機械１００は、加工エリアＡＲ１と、工具エリアＡＲ２とを有する。加工エリアＡＲ１および工具エリアＡＲ２は、それぞれカバーによって区画化されている。加工エリアＡＲ１には、工具主軸１２が設けられている。工具エリアＡＲ２には、ＡＴＣ（Automatic Tool Changer）１６０と、マガジン１７０とが設けられている。マガジン１７０は、ワークの加工に用いられる種々の工具を収納する。マガジン１７０に収納されている工具は、加工エリアＡＲ１と工具エリアＡＲ２との間の仕切に設けられているドアＤを介して工具主軸１２に取り付けられる。ドアＤは、スライド式のドアであり、モータなどの駆動源により開閉される。
【0020】
【0021】
説明の便宜のために、以下では、重力方向（鉛直方向）をＸ方向とも称する。また、水平面上の一方向をＹ方向とも称する。また、Ｘ方向およびＹ方向の両方に直交する方向をＺ方向とも称する。Ｚ方向は、水平面上の一方向である。
【0022】
工作機械１００は、ベッド５を有する。ベッド５は、工作機械１００に備えられる各種部品を支持するためのベース部材であり、工場などの床面に設置されている。ベッド５は、鋳鉄などの金属から形成されている。
【0023】
ベッド５上には、様々な移動体が設けられている。本明細書でいう「工作機械」とは、ベッド５上を移動可能に構成される種々のユニットを含む概念である。移動体は、たとえば、工具を回転するための工具主軸と、複数の工具を保持可能に構成される刃物台と、ワークを回転するためのワーク主軸と、当該ワーク主軸の反対側からワークを回転可能に支持する対向ワーク主軸との少なくとも１つを含む。
【0024】
図２の例では、移動体１０，２０，３０がベッド５上に設けられている。移動体１０，２０，３０の各々は、ベッド５上に移動可能に設けられている。なお、図２には、３つの移動体１０，２０，３０が設けられている例が示されているが、ベッド５上に設けられる移動体の数は、２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。
【0025】
移動体１０は、たとえば、コラム１１と、工具主軸１２とを含む。コラム１１は、ベッド５上に設けられており、工具主軸１２を支持する。工具主軸１２は、ワークを切削するための工具を保持可能なように構成されている。工具主軸１２は、たとえば、Ｘ～Ｚ方向の各方向に移動可能に構成される。
【0026】
移動体１０は、Ｚ方向における工具主軸１２の駆動機構としてガイドＧ１Ｚを含む。ガイドＧ１Ｚは、たとえば、２本のレールで構成され、Ｚ方向における工具主軸１２の案内面として機能する。各レールは、Ｚ方向に対して平行に設けられている。各レールの間には、ボールネジＢ１Ｚが設けられている。ボールネジＢ１Ｚは、ガイドＧ１Ｚに対して平行に設けられている。また、ボールネジＢ１Ｚには、後述のモータ１１２Ｚ（図６参照）が接続されている。モータ１１２Ｚは、ボールネジＢ１Ｚを駆動することで、Ｚ方向の任意の位置に工具主軸１２を移動する。
【0027】
ガイドＧ１Ｚ上には、ガイドＧ１Ｙが設けられている。ガイドＧ１Ｙは、たとえば、２本のレールで構成され、Ｙ方向における工具主軸１２の案内面として機能する。各レールは、Ｙ方向に対して平行に設けられている。各レールの間には、ボールネジ（図示しない）が設けられている。当該ボールネジは、ガイドＧ１Ｙに対して平行に設けられている。また、当該ボールネジには、後述のモータ１１２Ｙ（図６参照）が接続されている。モータ１１２Ｙは、当該ボールネジを駆動することで、Ｙ方向の任意の位置に工具主軸１２を移動する。
【0028】
コラム１１の内部には、ガイドＧ１Ｘが設けられている。ガイドＧ１Ｘは、たとえば、２本のレールで構成され、Ｘ方向における工具主軸１２の案内面として機能する。各レールは、Ｘ方向に対して平行に設けられている。各レールの間には、ボールネジＢ１Ｘが設けられている。ボールネジＢ１Ｘは、ガイドＧ１Ｘに対して平行に設けられている。また、ボールネジＢ１Ｘには、後述のモータ１１２Ｘ（図６参照）が接続されている。モータ１１２Ｘは、ボールネジＢ１Ｘを駆動することで、Ｘ方向の任意の位置に工具主軸１２を移動する。
【0029】
また、工具主軸１２には、後述のモータ１１２Ｂ（図６参照）が接続されている。モータ１１２Ｂは、Ｙ方向を回転中心として工具主軸１２を旋回する。
【0030】
また、工具主軸１２には、後述のモータ１１２Ｃ（図６参照）が接続されている。モータ１１２Ｃは、工具主軸１２の軸方向を回転中心として工具主軸１２を回転する。
【0031】
移動体２０は、たとえば、刃物台２１を含む。刃物台２１は、ワークを切削する工具を保持可能なように構成されている。刃物台２１は、タレット２２を有する。タレット２２は、Ｚ方向を中心に旋回可能に設けられている。
【0032】
タレット２２は、複数の工具を装着可能に構成される。各工具は、Ｚ方向を中心とした周方向に間隔を隔ててタレット２２に保持されている。タレット２２がＺ方向を中心に旋回することによって、各工具は周方向に移動する。
【0033】
移動体２０は、Ｚ方向における刃物台２１の駆動機構としてガイドＧ２Ｚを含む。ガイドＧ２Ｚは、たとえば、２本のレールで構成され、Ｚ方向における刃物台２１の案内面として機能する。各レールは、Ｚ方向に対して平行に設けられている。各レールの間には、ボールネジＢ２Ｚが設けられている。ボールネジＢ２Ｚは、Ｚ方向に対して平行に設けられている。また、ボールネジＢ２Ｚには、後述のモータ１２２Ｚ（図６参照）が接続されている。モータ１２２Ｚは、ボールネジＢ２Ｚを駆動することで、Ｚ方向の任意の位置に刃物台２１を移動する。
【0034】
ガイドＧ２Ｚ上には、ガイドＧ２ＸＹが設けられている。図２の例では、ガイドＧ２ＺがＹ方向に対して傾斜しているため、ガイドＧ２Ｚ上に設けられているガイドＧ２ＸＹもＹ方向に対して傾斜している。ガイドＧ２ＸＹは、たとえば、２本のレールで構成され、ガイドＧ２ＸＹの傾斜方向における刃物台２１の案内面として機能する。各レールは、平行に設けられている。各レールの間には、ボールネジ（図示しない）が設けられている。当該ボールネジは、ガイドＧ２ＸＹに対して平行に設けられている。また、当該ボールネジには、後述のモータ１２２ＸＹ（図６参照）が接続されている。モータ１２２ＸＹは、当該ボールネジを駆動することで、ガイドＧ２ＸＹの傾斜方向の任意の位置に刃物台２１を移動する。
【0035】
移動体３０は、たとえば、ワーク主軸３１と、対向ワーク主軸３６とを含む。ワーク主軸３１および対向ワーク主軸３６は、ワークを保持可能なように構成されている。ワーク主軸３１および対向ワーク主軸３６は、Ｚ方向において、互いに対向して設けられている。ワーク主軸３１および対向ワーク主軸３６は、主に、固定工具を用いた旋削加工時にワークを回転させるために設けられている。
【0036】
ワーク主軸３１は、ベッド５上に固定されており、Ｚ方向に平行な軸を中心に回転可能なように設けられている。対向ワーク主軸３６は、Ｚ方向に平行な軸を中心に回転可能なように設けられている。
【0037】
対向ワーク主軸３６は、ガイドＧ２Ｚに沿って移動可能に構成される。図２の例では、ガイドＧ２Ｚは、刃物台２１と対向ワーク主軸３６とで共用されているが、刃物台２１および対向ワーク主軸３６のそれぞれにガイドが設けられてもよい。
【0038】
ガイドＧ２Ｚは、たとえば、Ｚ方向における対向ワーク主軸３６の案内面として機能する。ガイドＧ２Ｚを構成する各レールの間には、ボールネジＢ３Ｚが設けられている。ボールネジＢ３Ｚは、Ｚ方向に対して平行に設けられている。また、ボールネジＢ３Ｚには、後述のモータ１３２Ｚ（図６参照）が接続されている。モータ１３２Ｚは、ボールネジＢ３Ｚを駆動することで、Ｚ方向の任意の位置に対向ワーク主軸３６を移動する。
【0039】
【0040】
ベッド５は、４つ以上の支持機構で支持される。図３には、支持機構の例として、ジャッキＪ１～Ｊ４が示されている。以下では、ジャッキＪ１～Ｊ４の各々を特に区別しない場合には、ジャッキＪ１～Ｊ４をジャッキＪと総称する。
【0041】
ジャッキＪは、ベッド５の高さを調整するための機構である。ジャッキＪは、機械式のジャッキであってもよいし、油圧作動式のジャッキであってもよいし、空気作動式のジャッキであってもよい。
【0042】
ジャッキＪ１～Ｊ４は、ベッド５の下面の四隅に設けられている。作業者は、ジャッキＪ１～Ｊ４の各々の高さを手動で調整することで、ベッド５の傾きを微調整することができる。
【0043】
ジャッキＪ１～Ｊ４の内の対角に位置しているジャッキ同士は、ベッド５の剛性を高めるためにリブＲ１，Ｒ２が接続されている。リブＲ１，Ｒ２は、ベッド５のたわみを抑制するための補強材である。
【0044】
図３の例では、リブＲ１の両端は、ジャッキＪ１～Ｊ４の内で第１の対角に位置しているジャッキＪ１，Ｊ３に繋がっている。すなわち、リブＲ１の一端はジャッキＪ１に繋がっており、リブＲ１の他端はジャッキＪ３に繋がっている。これにより、ベッド５の剛性が高まり、ベッド５をより安定させることができる。
【0045】
また、リブＲ２の両端は、ジャッキＪ１～Ｊ４の内で第２の対角に位置しているジャッキＪ２，Ｊ４に繋がっている。すなわち、リブＲ２の一端はジャッキＪ２に繋がっており、リブＲ２の他端はジャッキＪ４に繋がっている。これにより、ベッド５の剛性がさらに高まり、ベッド５をより安定させることができる。
【0046】
なお、対角に位置しているジャッキ同士だけでなく、隣接しているジャッキ同士がリブで繋がれてよい。一例として、ジャッキＪ１，Ｊ２がリブで繋がれてもよい。あるいは、ジャッキＪ２，Ｊ３がリブで繋がれてもよい。あるいは、ジャッキＪ３，Ｊ４がリブで繋がれてもよい。あるいは、ジャッキＪ１，Ｊ４がリブで繋がれてもよい。
【0047】
また、ベッド５の裏面に設けられるジャッキの数は、４つに限定されない。５つ以上のジャッキがベッド５の裏面に設けられてもよい。５つ以上のジャッキが設けられる場合、ジャッキＪ１～Ｊ４は、全ジャッキの内で最も外側にある４つのジャッキであり、ジャッキＪ１～Ｊ４以外の他のジャッキは、補助的にベッド５を支持する。このとき、メインのジャッキＪ１～Ｊ４にかかる加重は、補助的なジャッキにかかる加重よりも重い。
【0048】
【0049】
移動体１０の重心Ｇ１の移動範囲ＲＧ１は、工作機械１００の上面視において、ジャッキＪ１～Ｊ４の内の３つのジャッキを頂点とする三角形Ｔ１の内側に収まっている。また、移動体３０の重心Ｇ２の移動範囲ＲＧ２は、工作機械１００の上面視において、ジャッキＪ１～Ｊ４の内の３つのジャッキを頂点とする三角形Ｔ２の内側に収まっている。なお、図４の例では、三角形Ｔ１，Ｔ２が互いに重複していない例が示されているが、三角形Ｔ１，Ｔ２の一方の一部は、他方に重複していてもよい。
【0050】
ここで、工作機械１００の上面視とは、工作機械１００の各種部品（たとえば、各移動体、各ジャッキ、ベッドなど）を重力方向から水平面に投影することを意味する。
【0051】
三角形Ｔ１，Ｔ２のそれぞれを構成する３つのジャッキの組み合わせは、互いに異なればよい。すなわち、任意の組み合わせの３つのジャッキを頂点として三角形Ｔ１，Ｔ２が構成される。
【0052】
一例として、三角形Ｔ１は、ジャッキＪ１，Ｊ２，Ｊ４を頂点とする。三角形Ｔ２は、たとえば、ジャッキＪ２，Ｊ３，Ｊ４を頂点とする。
【0053】
より具体的には、三角形Ｔ１は、ジャッキＪ１内の代表点Ｖ１と、ジャッキＪ２内の代表点Ｖ２と、ジャッキＪ４内の代表点Ｖ４とを頂点とする。三角形Ｔ２は、ジャッキＪ２内の代表点Ｖ２と、ジャッキＪ３内の代表点Ｖ３と、ジャッキＪ４内の代表点Ｖ４とを頂点とする。
【0054】
代表点Ｖ１は、ジャッキＪ１の重心点であってもよいし、上面視におけるジャッキＪ１の中心点であってもよいし、ジャッキＪ１の内側のその他の点であってもよい。代表点Ｖ２は、ジャッキＪ２の重心点であってもよいし、上面視におけるジャッキＪ２の中心点であってもよいし、ジャッキＪ２の内側のその他の点であってもよい。代表点Ｖ３は、ジャッキＪ３の重心点であってもよいし、上面視におけるジャッキＪ３の中心点であってもよいし、ジャッキＪ３の内側のその他の点であってもよい。代表点Ｖ４は、ジャッキＪ４の重心点であってもよいし、上面視におけるジャッキＪ４の中心点であってもよいし、ジャッキＪ４の内側のその他の点であってもよい。
【0055】
仮に、移動体１０の重心Ｇ１が三角形Ｔ１内から三角形Ｔ２内に移動する場合、移動体１０を主に支持するジャッキの組み合わせが、ジャッキＪ１，Ｊ２，Ｊ４からジャッキＪ２，Ｊ３，Ｊ４に変化する。同様に、仮に、移動体３０の重心Ｇ２が三角形Ｔ２内から三角形Ｔ１内に移動する場合、移動体１０を主に支持するジャッキの組み合わせが、ジャッキＪ２，Ｊ３，Ｊ４からジャッキＪ１，Ｊ２，Ｊ４に変化する。その結果、ベッド５のたわみが微少に変化する。
【0056】
そこで、工作機械１００は、移動体１０（第１移動体）の重心Ｇ１の移動範囲ＲＧ１が工作機械１００の上面視において三角形Ｔ１（第１三角形）の内側に収まるように、かつ移動体２０（第２移動体）の重心Ｇ２の移動範囲ＲＧ２が工作機械１００の上面視において三角形Ｔ２（第２三角形）の内側に収まるように構成される。これにより、移動体１０，２０の移動に起因するベッド５のたわみの変化が抑制され、ベッド５をより安定させることができる。結果として、ワークの加工精度が向上する。
【0057】
なお、移動体１０の移動範囲ＲＧ１を三角形Ｔ１内に収める方法は特に限定されない。一例として、ジャッキＪ１，Ｊ２，Ｊ４の位置が移動体１０の移動範囲ＲＧ１に合わせて調整されてもよいし、移動体１０の移動範囲ＲＧ１がジャッキＪ１，Ｊ２，Ｊ４の位置に合わせて調整されてもよい。ある局面において、Ｙ方向またはＺ方向に係る移動体１０のボールネジの長さがジャッキＪ１，Ｊ２，Ｊ４の取り付け位置に合わせて設計上調整される。あるいは、Ｙ方向またはＺ方向に係る移動体１０の移動範囲がジャッキＪ１，Ｊ２，Ｊ４の取り付け位置に合わせてソフトウェアによって制限されてもよい。
【0058】
同様に、移動体２０の移動範囲ＲＧ２を三角形Ｔ２内に収める方法は特に限定されない。一例として、ジャッキＪ２，Ｊ３，Ｊ４の位置が移動体２０の移動範囲ＲＧ２に合わせて調整されてもよいし、移動体２０の移動範囲ＲＧ２がジャッキＪ２，Ｊ３，Ｊ４の位置に合わせて調整されてもよい。ある局面において、Ｙ方向またはＺ方向に係る移動体２０のボールネジの長さがジャッキＪ２，Ｊ３，Ｊ４の取り付け位置に合わせて設計上調整される。あるいは、Ｙ方向またはＺ方向に係る移動体２０の移動範囲がジャッキＪ２，Ｊ３，Ｊ４の取り付け位置に合わせてソフトウェアによって制限されてもよい。
【0059】
また、移動体１０，２０の種類は、ベッド５上を移動する部材であれば特に限定されない。一例として、移動体１０は、工具を回転するための上述の工具主軸１２（図２参照）を含む。移動体２０は、複数の工具を保持するための上述の刃物台２１（図２参照）を含む。
【0060】
また、図４の例では、移動体１０がＹ方向およびＺ方向のそれぞれに駆動されている例が示されているが、移動体１０は、Ｙ方向およびＺ方向のいずれかにのみ駆動されてもよい。すなわち、移動体１０の移動範囲ＲＧ１は、二次元である必要はなく、一次元であってもよい。
【0061】
同様に、図４の例では、移動体２０がＹ方向およびＺ方向のそれぞれに駆動されている例が示されているが、移動体２０は、Ｙ方向およびＺ方向のいずれかにのみ駆動されてもよい。すなわち、移動体２０の移動範囲ＲＧ２は、二次元である必要はなく、一次元であってもよい。
【0062】
＜Ｅ．変形例＞
上述の図４では、移動体１０，２０の移動範囲ＲＧ１，ＲＧ２がベッド５の上面視において三角形Ｔ１，Ｔ２内に収められている例について説明を行ったが、移動範囲が三角形Ｔ１，Ｔ２内に収められる移動体は、移動体１０，２０に限定されない。三角形Ｔ１内に収められる移動体の数は２つ以上であってもよいし、三角形Ｔ２内に収められる移動体の数は２つ以上であってもよい。
上述の図４では、移動体１０，２０の移動範囲ＲＧ１，ＲＧ２がベッド５の上面視において三角形Ｔ１，Ｔ２内に収められている例について説明を行ったが、移動範囲が三角形Ｔ１，Ｔ２内に収められる移動体は、移動体１０，２０に限定されない。三角形Ｔ１内に収められる移動体の数は２つ以上であってもよいし、三角形Ｔ２内に収められる移動体の数は２つ以上であってもよい。
【0063】
図５は、移動体１０，２０，３０の移動範囲の一例を示す図である。図５の例では、移動体２０の重心Ｇ２の移動範囲ＲＧ２だけでなく、移動体３０の重心Ｇ３の移動範囲ＲＧ３が三角形Ｔ２の内側に収められている。このように、工作機械１００は、移動体３０（第３移動体）の重心Ｇ３の移動範囲ＲＧ３が工作機械１００の上面視において三角形Ｔ２（第２三角形）の内側に収まるように構成されている。これにより、移動体１０，２０，３０の移動に起因するベッド５のたわみの変化が抑制され、ベッド５をより安定させることができる。
【0064】
なお、移動体３０の移動範囲ＲＧ３を三角形Ｔ２内に収める方法は特に限定されない。一例として、ジャッキＪ２，Ｊ３，Ｊ４の位置が移動体３０の移動範囲ＲＧ３に合わせて調整されてもよいし、移動体３０の移動範囲ＲＧ３がジャッキＪ２，Ｊ３，Ｊ４の位置に合わせて調整されてもよい。ある局面において、Ｙ方向またはＺ方向に係る移動体３０のボールネジの長さがジャッキＪ２，Ｊ３，Ｊ４の取り付け位置に合わせて設計上調整される。あるいは、Ｙ方向またはＺ方向に係る移動体３０の移動範囲がジャッキＪ２，Ｊ３，Ｊ４の取り付け位置に合わせてソフトウェアによって制限されてもよい。
【0065】
また、移動体３０の種類は、ベッド５上を移動する部材であれば特に限定されない。一例として、移動体３０は、ワークを回転するための上述のワーク主軸３１（図２参照）を含む。
【0066】
また、図５の例では、移動体３０がＺ方向に駆動されている例が示されているが、移動体３０は、二方向以上に駆動されてもよい。すなわち、移動体３０の重心Ｇ３の移動範囲ＲＧ３は、一次元である必要はなく、二次元であってもよい。
【0067】
【0068】
図６に示されるように、工作機械１００は、移動体１０，２０，３０と、制御部５０と、駆動部１１０，１２０，１３０とを含む。
【0069】
移動体１０は、たとえば、工具主軸１２を含む。移動体２０は、たとえば、刃物台２１を含む。移動体３０は、たとえば、ワーク主軸３１と、対向ワーク主軸３６とを含む。
【0070】
制御部５０は、工作機械１００を制御するための装置である。制御部５０の装置構成は、任意である。制御部５０は、単体の制御ユニットで構成されてもよいし、複数の制御ユニットで構成されてもよい。一例として、制御部５０は、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）などのＣＰＵ（Central Processing Unit）ユニットや、ＣＮＣユニットなどで構成される。
【0071】
制御部５０は、たとえば、予め設計されている加工プログラムに従って、駆動部１１０，１２０，１３０を駆動し、ワークを加工する。
【0072】
駆動部１１０（第１の駆動部）は、移動体１０を移動するための駆動機構である。駆動部１１０の装置構成は、任意である。駆動部１１０は、単体の駆動ユニットで構成されてもよいし、複数の駆動ユニットで構成されてもよい。図６の例では、駆動部１１０は、モータドライバ１１１Ｂ，１１１Ｃ，１１１Ｘ，１１１Ｙ，１１１Ｚと、モータ１１２Ｂ，１１２Ｃ，１１２Ｘ，１１２Ｙ，１１２Ｚとで構成されている。
【0073】
モータドライバ１１１Ｂは、制御部５０から目標回転速度の入力を逐次的に受け、モータ１１２Ｂを制御する。モータ１１２Ｂは、Ｙ軸方向を中心として工具主軸１２を回転駆動する。モータ１１２Ｂは、交流モータであってもよいし、ステッピングモータであってもよいし、サーボモータであってもよいし、その他の種類のモータであってもよい。
【0074】
モータ１１２Ｂがサーボモータである場合、モータドライバ１１１Ｂは、モータ１１２Ｂの回転角度を検知するためのエンコーダ（図示しない）のフィードバック信号からモータ１１２Ｂの実回転速度を算出する。そして、モータドライバ１１１Ｂは、算出した実回転速度が目標回転速度よりも小さい場合にはモータ１１２Ｂの回転速度を上げ、算出した実回転速度が目標回転速度よりも大きい場合にはモータ１１２Ｂの回転速度を下げる。このように、モータドライバ１１１Ｂは、モータ１１２Ｂの回転速度のフィードバックを逐次的に受けながらモータ１１２Ｂの回転速度を目標回転速度に近付ける。
【0075】
モータドライバ１１１Ｃは、制御部５０から目標位置の入力を逐次的に受け、モータ１１２Ｃを制御する。モータ１１２Ｃは、工具主軸１２の軸方向を回転中心として工具主軸１２を回転駆動する。モータ１１２Ｃは、交流モータであってもよいし、ステッピングモータであってもよいし、サーボモータであってもよいし、その他の種類のモータであってもよい。モータドライバ１１１Ｃによるモータ１１２Ｃの制御方法は、モータドライバ１１１Ｂと同様であるので、その説明については繰り返さない。
【0076】
モータドライバ１１１Ｘは、制御部５０から目標位置の入力を逐次的に受け、モータ１１２Ｘを制御する。モータ１１２Ｘは、上述のボールネジＢ１Ｘ（図２参照）を介して工具主軸１２を送り駆動し、Ｘ方向の任意の位置に工具主軸１２を移動する。モータ１１２Ｘは、交流モータであってもよいし、ステッピングモータであってもよいし、サーボモータであってもよいし、その他の種類のモータであってもよい。モータドライバ１１１Ｘによるモータ１１２Ｘの制御方法は、モータドライバ１１１Ｂと同様であるので、その説明については繰り返さない。
【0077】
モータドライバ１１１Ｙは、制御部５０から目標位置の入力を逐次的に受け、モータ１１２Ｙを制御する。モータ１１２Ｙは、上述のボールネジＢ１Ｙ（図２参照）を介して工具主軸１２を送り駆動し、Ｙ方向の任意の位置に工具主軸１２を移動する。モータ１１２Ｙは、交流モータであってもよいし、ステッピングモータであってもよいし、サーボモータであってもよいし、その他の種類のモータであってもよい。モータドライバ１１１Ｙによるモータ１１２Ｙの制御方法は、モータドライバ１１１Ｂと同様であるので、その説明については繰り返さない。
【0078】
モータドライバ１１１Ｚは、制御部５０から目標位置の入力を逐次的に受け、モータ１１２Ｚを制御する。モータ１１２Ｚは、上述のボールネジＢ１Ｚ（図２参照）を介して工具主軸１２を送り駆動し、Ｚ方向の任意の位置に工具主軸１２を移動する。モータ１１２Ｚは、交流モータであってもよいし、ステッピングモータであってもよいし、サーボモータであってもよいし、その他の種類のモータであってもよい。モータドライバ１１１Ｚによるモータ１１２Ｚの制御方法は、モータドライバ１１１Ｂと同様であるので、その説明については繰り返さない。
【0079】
駆動部１２０（第２の駆動部）は、移動体２０を移動するための駆動機構である。駆動部１２０の装置構成は、任意である。駆動部１２０は、単体の駆動ユニットで構成されてもよいし、複数の駆動ユニットで構成されてもよい。図６の例では、駆動部１２０は、モータドライバ１２１Ｃ，１２１ＸＹ，１２１Ｚと、モータ１２２Ｃ，１２２ＸＹ，１２２Ｚとで構成されている。
【0080】
モータドライバ１２１Ｃは、制御部５０から目標位置の入力を逐次的に受け、モータ１２２Ｃを制御する。モータ１２２Ｃは、Ｚ方向を回転中心として刃物台２１を旋回駆動する。モータ１２２Ｃは、交流モータであってもよいし、ステッピングモータであってもよいし、サーボモータであってもよいし、その他の種類のモータであってもよい。モータドライバ１２１Ｃによるモータ１２２Ｃの制御方法は、モータドライバ１１１Ｂと同様であるので、その説明については繰り返さない。
【0081】
モータドライバ１２１ＸＹは、制御部５０から目標位置の入力を逐次的に受け、モータ１２２ＸＹを制御する。モータ１２２ＸＹは、ボールネジ（図示しない）を介して刃物台２１を送り駆動し、Ｙ方向に対して傾斜している方向の任意の位置に刃物台２１を移動する。モータ１２２ＸＹは、交流モータであってもよいし、ステッピングモータであってもよいし、サーボモータであってもよいし、その他の種類のモータであってもよい。モータドライバ１２１ＸＹによるモータ１２２ＸＹの制御方法は、モータドライバ１１１Ｂと同様であるので、その説明については繰り返さない。
【0082】
モータドライバ１２１Ｚは、制御部５０から目標位置の入力を逐次的に受け、モータ１２２Ｚを制御する。モータ１２２Ｚは、上述のボールネジＢ２Ｚ（図２参照）を介して刃物台２１を送り駆動し、Ｚ方向の任意の位置に刃物台２１を移動する。モータ１２２Ｚは、交流モータであってもよいし、ステッピングモータであってもよいし、サーボモータであってもよいし、その他の種類のモータであってもよい。モータドライバ１２１Ｚによるモータ１２２Ｚの制御方法は、モータドライバ１１１Ｂと同様であるので、その説明については繰り返さない。
【0083】
駆動部１３０（第３の駆動部）は、移動体３０を移動するための駆動機構である。駆動部１３０の装置構成は、任意である。駆動部１３０は、単体の駆動ユニットで構成されてもよいし、複数の駆動ユニットで構成されてもよい。図６の例では、駆動部１３０は、モータドライバ１３１Ｃ，１３１Ｚと、モータ１３２Ｃ，１３２Ｚとで構成されている。
【0084】
モータドライバ１３１Ｃは、制御部５０から目標位置の入力を逐次的に受け、モータ１３２Ｃを制御する。モータ１３２Ｃは、ワーク主軸３１の軸方向（すなわち、Ｚ方向）を回転中心としてワーク主軸３１を回転駆動する。モータ１３２Ｃは、交流モータであってもよいし、ステッピングモータであってもよいし、サーボモータであってもよいし、その他の種類のモータであってもよい。モータドライバ１３１Ｃによるモータ１３２Ｃの制御方法は、モータドライバ１１１Ｂと同様であるので、その説明については繰り返さない。
【0085】
モータドライバ１３１Ｚは、制御部５０から目標位置の入力を逐次的に受け、モータ１３２Ｚを制御する。モータ１３２Ｚは、上述のボールネジＢ３Ｚ（図２参照）を介して対向ワーク主軸３６を送り駆動し、Ｚ方向の任意の位置に対向ワーク主軸３６を移動する。モータ１３２Ｚは、交流モータであってもよいし、ステッピングモータであってもよいし、サーボモータであってもよいし、その他の種類のモータであってもよい。モータドライバ１３１Ｚによるモータ１３２Ｚの制御方法は、モータドライバ１１１Ｂと同様であるので、その説明については繰り返さない。
【0086】
＜Ｇ．ＣＮＣユニット３００のハードウェア構成＞
次に、図７を参照して、図６に示される制御部５０の一例であるＣＮＣユニット３００のハードウェア構成について説明する。図７は、ＣＮＣユニット３００のハードウェア構成の一例を示す図である。
次に、図７を参照して、図６に示される制御部５０の一例であるＣＮＣユニット３００のハードウェア構成について説明する。図７は、ＣＮＣユニット３００のハードウェア構成の一例を示す図である。
【0087】
ＣＮＣユニット３００は、制御回路３０１と、ＲＯＭ３０２と、ＲＡＭ３０３と、通信インターフェイス３０４と、補助記憶装置３２０とを含む。これらのコンポーネントは、内部バス３０９に接続される。
【0088】
制御回路３０１は、たとえば、少なくとも１つの集積回路によって構成される。集積回路は、たとえば、少なくとも１つのＣＰＵ、少なくとも１つのＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、少なくとも１つのＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、少なくとも１つのＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはそれらの組み合わせなどによって構成され得る。
【0089】
制御回路３０１は、制御プログラム３２２などの各種プログラムを実行することでＣＮＣユニット３００の動作を制御する。制御プログラム３２２は、たとえば、ワークの加工プログラムなどを含む。制御回路３０１は、制御プログラム３２２の実行命令を受け付けたことに基づいて、ＲＯＭ３０２からＲＡＭ３０３に制御プログラム３２２を読み出す。ＲＡＭ３０３は、ワーキングメモリとして機能し、制御プログラム３２２の実行に必要な各種データを一時的に格納する。
【0090】
通信インターフェイス３０４は、有線または無線で他の装置との通信を実現するためのインターフェイスである。一例として、ＣＮＣユニット３００は、通信インターフェイス３０４を介して、ワークの加工を実現するための各種駆動ユニット（たとえば、上述の駆動部１１０，１２０，１３０など）と通信を行う。
【0091】
補助記憶装置３２０は、たとえば、ハードディスクやフラッシュメモリなどの記憶媒体である。補助記憶装置３２０は、制御プログラム３２２および制御パラメータ３２４などを格納する。制御パラメータ３２４は、制御プログラム３２２の実行時に制御回路３０１に参照されるパラメータである。制御プログラム３２２および制御パラメータ３２４の格納場所は、補助記憶装置３２０に限定されず、制御回路３０１の記憶領域（たとえば、キャッシュメモリ）、ＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３、外部機器（たとえば、サーバー）などに格納されていてもよい。
【0092】
＜Ｈ．フローチャート＞
上述したように、ベッド５上の各移動体の移動範囲は、工作機械１００の上面視において３つのジャッキを頂点とする三角形の内側に収められる。このとき、当該移動範囲は、ハードウェア的に制限されてもよいし、ソフトウェア的に制限されてもよい。
上述したように、ベッド５上の各移動体の移動範囲は、工作機械１００の上面視において３つのジャッキを頂点とする三角形の内側に収められる。このとき、当該移動範囲は、ハードウェア的に制限されてもよいし、ソフトウェア的に制限されてもよい。
【0093】
【0094】
図８に示される処理は、上述の制御プログラム３２２に規定されており、工作機械１００の制御部５０によって実行される。なお、図８に示される処理の一部または全部は、回路素子またはその他のハードウェアによって実行されてもよい。
【0095】
ステップＳ１１０において、制御部５０は、ワークの加工が開始されたか否かを判断する。一例として、制御部５０は、ワークの加工プログラムが実行されたことに基づいて、加工が開始されたと判断する。制御部５０は、ワークの加工が開始されたと判断した場合（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、制御をステップＳ１１２に切り替える。そうでない場合には（ステップＳ１１０においてＮＯ）、制御部５０は、ステップＳ１１０の処理を再び実行する。
【0096】
ステップＳ１１２において、制御部５０は、工作機械１００のベッド５上に設けられている各種移動体の移動範囲を制限する。
【0097】
一例として、制御部５０は、工具がワークを加工している最中において移動体１０の重心の移動範囲が上述の三角形Ｔ１の内側に収まるように、上述の駆動部１１０を制御する。制限後における移動体１０の移動範囲は、たとえば、上述の制御パラメータ３２４などに予め規定されている。制御パラメータ３２４は、たとえば、水平方向（たとえば、Ｙ方向およびＺ方向）における移動体１０の移動範囲の上下限値を含む。
【0098】
他の例として、制御部５０は、工具がワークを加工している最中において移動体２０の重心の移動範囲が上述の三角形Ｔ２の内側に収まるように、上述の駆動部１２０を制御する。制限後における移動体２０の移動範囲は、たとえば、上述の制御パラメータ３２４などに予め規定されている。制御パラメータ３２４は、たとえば、水平方向（たとえば、Ｙ方向およびＺ方向）における移動体２０の移動範囲の上下限値を含む。
【0099】
他の例として、制御部５０は、工具がワークを加工している最中において移動体３０の重心の移動範囲が上述の三角形Ｔ２の内側に収まるように、上述の駆動部１３０を制御する。制限後における移動体３０の移動範囲は、たとえば、上述の制御パラメータ３２４などに予め規定されている。制御パラメータ３２４は、たとえば、水平方向（たとえば、Ｚ方向）における移動体３０の移動範囲の上下限値を含む。
【0100】
ステップＳ１２０において、制御部５０は、ワークの加工が終了したか否かを判断する。一例として、制御部５０は、加工プログラムの最終行の実行が完了したことに基づいて、ワークの加工が終了したと判断する。制御部５０は、ワークの加工が終了したと判断した場合（ステップＳ１２０においてＹＥＳ）、制御をステップＳ１２２に切り替える。そうでない場合には（ステップＳ１２０においてＮＯ）、制御部５０は、ステップＳ１２０の処理を再び実行する。
【0101】
ステップＳ１２２において、制御部５０は、ステップＳ１１２において設定された各移動体の移動範囲の制限を解除する。その後、制御部５０は、制御をステップＳ１１０に戻す。
【0102】
＜Ｉ．まとめ＞
以上のようにして、工作機械１００は、移動体１０の重心Ｇ１の移動範囲ＲＧ１が工作機械１００の上面視において三角形Ｔ１の内側に収まるように構成され、移動体２０の重心Ｇ２の移動範囲ＲＧ２が工作機械１００の上面視において三角形Ｔ２の内側に収まるように構成される。これにより、移動体１０，２０の移動に起因するベッド５のたわみの変化が抑制され、ベッド５をより安定させることができる。結果として、ワークの加工精度が向上する。
以上のようにして、工作機械１００は、移動体１０の重心Ｇ１の移動範囲ＲＧ１が工作機械１００の上面視において三角形Ｔ１の内側に収まるように構成され、移動体２０の重心Ｇ２の移動範囲ＲＧ２が工作機械１００の上面視において三角形Ｔ２の内側に収まるように構成される。これにより、移動体１０，２０の移動に起因するベッド５のたわみの変化が抑制され、ベッド５をより安定させることができる。結果として、ワークの加工精度が向上する。
【0103】
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【0104】
５ ベッド、１０ 移動体、１１ コラム、１２ 工具主軸、２０ 移動体、２１ 刃物台、２２ タレット、３０ 移動体、３１ ワーク主軸、３６ 対向ワーク主軸、５０ 制御部、１００ 工作機械、１１０ 駆動部、１１１Ｂ モータドライバ、１１１Ｃ モータドライバ、１１１Ｘ モータドライバ、１１１Ｙ モータドライバ、１１１Ｚ モータドライバ、１１２Ｂ モータ、１１２Ｃ モータ、１１２Ｘ モータ、１１２Ｙ モータ、１１２Ｚ モータ、１２０ 駆動部、１２１Ｃ モータドライバ、１２１ＸＹ モータドライバ、１２１Ｚ モータドライバ、１２２Ｃ モータ、１２２ＸＹ モータ、１２２Ｚ モータ、１３０ 駆動部、１３１Ｃ モータドライバ、１３１Ｚ モータドライバ、１３２Ｃ モータ、１３２Ｚ モータ、１７０ マガジン、３００ ＣＮＣユニット、３０１ 制御回路、３０２ ＲＯＭ、３０３ ＲＡＭ、３０４ 通信インターフェイス、３０９ 内部バス、３２０ 補助記憶装置、３２２ 制御プログラム、３２４ 制御パラメータ。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】