特許 7655229 制御装置、制御方法及びコンピュータプログラム

(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】2025-03-25

(45)【発行日】2025-04-02

(54)【発明の名称】制御装置、制御方法及びコンピュータプログラム

(51)【国際特許分類】

   B23Q 3/157 20060101AFI20250326BHJP

   B23Q 3/155 20060101ALI20250326BHJP

【ＦＩ】

B23Q3/157 F

B23Q3/155 F

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2022007342

(22)【出願日】2022-01-20

(65)【公開番号】P2023106174

(43)【公開日】2023-08-01

【審査請求日】2024-03-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000005267

【氏名又は名称】ブラザー工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114557

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 英仁

(74)【代理人】

【識別番号】100078868

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 登夫

(72)【発明者】

【氏名】久留美 賢祐

【審査官】増山 慎也

(56)【参考文献】

【文献】特開平０７－００１２７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５７－１０８８４９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開昭６２－０４８４３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５３－０８００８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－１５２６３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５１－１１５３７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－０６２６７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１５４４３７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｑ ３／１５７

Ｂ２３Ｑ ３／１５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

主軸と、
無端状のレールと、前記レールに不等な間隔で配置され、工具を収納する複数のポットとを備える工具マガジンと
を備える工作機械の制御装置において、
前記複数のポットは前記主軸に装着されるための割り出し位置に配置されている現在ポットと、前記割り出し位置に配置させる予定の予定ポットを含み、
前記複数のポット間の距離を取得する取得部と、
前記現在ポット及び前記予定ポットに関する情報と、前記距離と、に基づき、前記予定ポットを前記割り出し位置まで移動させる移動量を演算する演算部と、
前記割り出し位置に前記予定ポットを配置するために、前記移動量に基づいて前記ポットを前記レールに沿って移動させる制御を行う制御部と
を備える制御装置。

【請求項2】

前記間隔は第一間隔と、前記第一間隔よりも広い第二間隔とを含み、前記ポットは、前記第一間隔と前記第二間隔が交互になるように配置され、
前記演算部は、前記第一間隔の距離である第一距離及び前記第二間隔の距離である第二距離に基づいて前記移動量を演算する
請求項１に記載の制御装置。

【請求項3】

前記情報は、前記ポットに割り当てられた番号と、前記現在ポットと移動方向上流側の隣のポットとの間隔を示す起点間隔と、を含み、
前記演算部は、前記現在ポット及び前記予定ポットに割り当てられた番号に基づいて移動する移動ポット数を算出し、前記第一距離及び第二距離の合計と、前記移動ポット数を２で除算した商と、の積に、前記起点間隔の距離と、前記移動ポット数を２で除算した剰余と、の積を合算して前記移動量を演算する
請求項２に記載の制御装置。

【請求項4】

前記第一距離及び前記第二距離を記憶した記憶部を備え、
前記取得部は前記記憶部から前記第一距離及び前記第二距離を取得する
請求項２または３に記載の制御装置。

【請求項5】

前記レール一周分の距離、前記ポットの総数及び前記第一間隔と前記第二間隔の比を記憶した記憶部を備え、
前記取得部は、前記レール一周分の距離、前記ポットの総数及び前記第一間隔と前記第二間隔の比に基づいて前記第一距離及び前記第二距離を取得する
請求項２または３に記載の制御装置。

【請求項6】

前記情報は、前記現在ポット及び前記予定ポットの座標を含み、
前記ポットに割り当てられた座標に対応する座標を記憶した記憶部を備え、
前記取得部は前記記憶部から前記現在ポット及び前記予定ポットの前記座標を取得し、前記記憶部から前記現在ポット及び前記予定ポットの前記座標の差分を算出し、前記差分に基づいて前記距離を取得する
請求項１に記載の制御装置。

【請求項7】

前記現在ポット及び前記予定ポットに割り当てられた座標に基づいて前記ポットを移動させる移動方向を決定する移動方向決定部を備え、
前記演算部は前記移動方向に基づいて前記移動量を演算する
請求項１から６のいずれか一つに記載の制御装置。

【請求項8】

主軸と、
無端状のレールと、前記レールに不等な間隔で配置され、工具を収納する複数のポットとを備える工具マガジンと
を備える工作機械の制御方法において、
前記複数のポットは前記主軸に装着されるための割り出し位置に配置されている現在ポットと、前記割り出し位置に配置させる予定の予定ポットを含み、
前記複数のポット間の距離を取得し、
前記現在ポット及び前記予定ポットに関する情報と、前記距離とに基づき、前記予定ポットを前記割り出し位置まで移動させる移動量を演算し、
前記割り出し位置に前記予定ポットを配置するために前記移動量に基づいて前記ポットを前記レールに沿って移動させる
制御方法。

【請求項9】

主軸と、
無端状のレールと、前記レールに不等な間隔で配置され、工具を収納する複数のポットとを備える工具マガジンと
を備える工作機械の制御装置で実行可能なプログラムにおいて、
前記複数のポットは前記主軸に装着されるための割り出し位置に配置されている現在ポットと、前記割り出し位置に配置させる予定の予定ポットを含み、
前記複数のポット間の距離を取得し、
前記現在ポット及び前記予定ポットに関する情報と、前記距離とに基づき、前記予定ポットを前記割り出し位置まで移動させる移動量を演算し、
前記割り出し位置に前記ポットを配置するために前記移動量に基づいて前記ポットを前記レールに沿って移動させる
処理を前記制御装置に実行させるコンピュータプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本技術は、工作機械を制御する制御装置、制御方法及びコンピュータプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、工作機械は上下移動可能な主軸ヘッドと、工具マガジンとを備える（例えば特許文献１）。工具マガジンは、無端状に連結した複数の移動体を備える。各移動体は、工具を保持する複数の把持アーム（ポット）を保持する。工具マガジンは、主軸ヘッドの周りを囲むレールに沿って複数の移動体を移動させ、所定のポットを主軸ヘッドの下方（割り出し位置）に配置する。主軸ヘッドは下降し、前記ポットが把持する工具を主軸に装着する。特許文献１に記載の工作機械は、ポットがレール上に等間隔で配置されているため、レール一周分の長さとポットの総数との情報に基づいて、割り出し位置に配置するポットの交換のための移動制御が可能である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１３―１５４４３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、工作機械において工具マガジンが備えるポット数を増やすためにポットを不等な間隔で配置することが考えられる。この場合、上記と同様の処理によっては移動制御時の駆動量が算出できない。

【0005】

本開示は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、ポットが不等な間隔で配置されている工作機械においても、割り出し位置に配置するポットの交換のための移動制御が可能な制御装置等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】

本開示の一実施形態に係る制御装置は、主軸と、無端状のレールと、前記レールに不等な間隔で配置され、工具を収納する複数のポットとを備える工具マガジンとを備える工作機械の制御装置において、前記複数のポットは前記主軸に装着されるための割り出し位置に配置されている現在ポットと、前記割り出し位置に配置させる予定の予定ポットを含み、前記複数のポット間の距離を取得する取得部と、前記現在ポット及び前記予定ポットに関する情報と、前記距離と、に基づき、移動量を演算する演算部と、前記割り出し位置に前記予定ポットを配置するために、前記移動量に基づいて前記ポットをレールに沿って移動させる制御を行う制御部とを備える。

【0007】

本開示の一実施形態に係る制御装置によれば、ポットが不等な間隔で配置されている工作機械において、割り出し位置に配置するポットの交換のための移動制御が可能である。

【0008】

本開示の一実施形態に係る制御装置は、前記間隔は第一間隔と、前記第一間隔よりも広い第二間隔とを含み、前記ポットは、前記第一間隔と前記第二間隔が交互になるように配置され、前記演算部は、前記第一間隔の距離である第一距離及び前記第二間隔の距離である第二距離に基づいて前記移動量を演算する。

【0009】

本開示の一実施形態に係る制御装置によれば、二種類の間隔が交互になるように配置されている工作機械において、割り出し位置に配置するポットの交換のための移動制御が可能である。

【0010】

本開示の一実施形態に係る制御装置は、前記情報は、前記ポットに割り当てられた番号と、前記現在ポットと移動方向上流側の隣のポットとの間隔を示す起点間隔と、を含み、前記演算部は、前記現在ポット及び前記予定ポットに割り当てられた番号に基づいて移動する移動ポット数を算出し、前記第一距離及び第二距離の合計と、前記移動ポット数を２で除算した商と、の積に、前記起点間隔の距離と、前記移動ポット数を２で除算した剰余と、の積を合算して前記移動量を演算する。

【0011】

本開示の一実施形態に係る制御装置によれば、前記ポット及び移動方向側の隣のポットの間隔に関わらず、移動量を算出することが可能である。

【0012】

本開示の一実施形態に係る制御装置は、前記第一距離及び前記第二距離を記憶した記憶部を備え、前記取得部は前記記憶部から前記第一距離及び前記第二距離を取得する。

【0013】

本開示の一実施形態に係る制御装置によれば、前記第一距離及び前記第二距離に基づいて移動量を算出することが可能である。

【0014】

本開示の一実施形態に係る制御装置は、前記レール一周分の距離、前記ポットの総数及び前記第一間隔と前記第二間隔の比を記憶した記憶部を備え、前記取得部は、前記レール一周分の距離、前記ポットの総数及び前記第一間隔と前記第二間隔の比に基づいて前記第一距離及び前記第二距離を取得する。

【0015】

本開示の一実施形態に係る制御装置によれば、工作機械の構成が変更された場合も、変更された数値を記憶し直すことで第一距離及び第二距離を算出することが可能となる。

【0016】

本開示の一実施形態に係る制御装置は、前記情報は、前記現在ポット及び前記予定ポットの座標を含み、前記ポットに割り当てられた座標に対応する座標を記憶した記憶部を備え、前記取得部は前記記憶部から前記現在ポット及び前記予定ポットの前記座標を取得し、前記記憶部から前記現在ポット及び前記予定ポットの前記座標の差分を算出し、前記差分に基づいて前記距離を取得する。

【0017】

本開示の一実施形態に係る制御装置によれば、ポットが不規則な間隔で配置されている工作機械において、割り出し位置に配置するポットの交換のための移動制御が可能である。

【0018】

本開示の一実施形態に係る制御装置は、前記現在ポット及び前記予定ポットに割り当てられた座標に基づいて前記ポットを移動させる移動方向を決定する移動方向決定部を備え、前記演算部は前記移動方向に基づいて前記移動量を演算する。

【0019】

本開示の一実施形態に係る制御装置によれば、割り出し位置に配置するポットの交換する際、より移動量が短くなる移動方向で移動制御が可能である。

【0020】

本開示の一実施形態に係る制御方法は、主軸と、無端状のレールと、前記レールに不等な間隔で配置され、工具を収納する複数のポットとを備える工具マガジンとを備える工作機械の制御方法において、前記複数のポットは前記主軸に装着されるための現在ポットと、前記割り出し位置に配置させる予定の予定ポットを含み、前記複数のポット間の距離を取得し、前記現在ポット及び前記予定ポットに関する情報と、前記間隔の距離とに基づき、移動量を演算し、前記割り出し位置に前記予定ポットを配置するために前記移動量に基づいて前記ポットを前記レールに沿って移動させる。

【0021】

本開示の一実施形態に係る制御方法によれば、ポットが不等な間隔で配置されている工作機械において、割り出し位置に配置するポットの交換のための移動制御が可能である。

【0022】

本開示の一実施形態に係るコンピュータプログラムは、主軸と、無端状のレールと、前記レールに不等な間隔で配置され、工具を収納する複数のポットとを備える工具マガジンとを備える工作機械の制御装置で実行可能なプログラムにおいて、前記複数のポットは前記主軸に装着されるための現在ポットと、前記割り出し位置に配置させる予定の予定ポットを含み、前記複数のポット間の距離を取得し、前記現在ポット及び前記予定ポットに関する情報と、前記間隔の距離とに基づき、移動量を演算し、前記割り出し位置に前記ポットを配置するために前記移動量に基づいて前記ポットを前記レールに沿って移動させる処理を前記制御装置に実行させる。

【0023】

本開示の一実施形態に係るコンピュータプログラムによれば、ポットが不等な間隔で配置されている工作機械において、割り出し位置に配置するポットの交換のための移動制御が可能である。

【発明の効果】

【0024】

本開示の一実施形態に係る制御装置にあっては、ポットが不等な間隔で配置されている工作機械においても、割り出し位置に配置するポットの交換のための移動制御が可能である。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】工作機械の斜視図である。

【図2】工作機械の正面図である。

【図3】工作機械のチェーン部等を省略した右側面図である。

【図4】レール部の略示斜視図である。

【図5】レール部を移動する工具マガジンの略示斜視図である。

【図6】工作機械の略示部分拡大平面図である。

【図7】制御装置を示すブロック図である。

【図8】レール及びポットの上面模式図である。

【図9】移動方向決定方法及び移動ポット数算出方法説明するフローチャートである。

【図10】実施形態１に係る駆動制御を説明するフローチャートである。

【図11】第一距離及び第二距離算出処理を説明するフローチャートである。

【図12】実施形態３に係るレール及びポットの上面模式図である。

【図13】実施形態３に係る起点距離及び終点距離の設定方法を説明するフローチャートである。

【図14】実施形態３に係る起点距離及び終点距離の設定方法を説明するフローチャートである。

【図15】実施形態３に係る駆動制御を説明するフローチャートである。

【図16】実施形態４に係るレール及びポットの上面模式図である。

【図17】座標テーブルを示す説明図である。

【図18】実施形態４に係る駆動制御を説明するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0026】

（実施形態１）
以下実施形態１に係る工作機械及び制御装置について図面に基づき説明する。以下の説明では、図に示す上下前後左右を使用する。

【0027】

図１は、工作機械の斜視図である。図２は、工作機械の正面図である。図３は、工作機械のチェーン部等を省略した右側側面図である。工作機械１００は、基台１０、主軸ヘッド２０、工具マガジン３０等を備える。基台１０は矩形であり、前後に延びる。ワーク保持部１１は、基台１０の上部前側に設ける。ワーク保持部１１は加工対象であるワークを保持する。ワーク保持部１１は、上下に延びたＣ軸周りに回転可能である。支持台１２は基台１０上部の後側に設ける。支持台１２上面に、Ｘ軸方向移動装置１４が設けてある。Ｘ軸方向移動装置１４は、左右方向（Ｘ軸方向）に移動可能である。Ｙ軸方向移動装置１５は、Ｘ軸方向移動装置１４の上部に設ける。Ｙ軸方向移動装置１５は、コラム１３を前後方向（Ｙ軸方向）に移動可能に支持する。Ｚ軸方向移動装置１６は、コラム１３の前面に設ける。Ｚ軸方向移動装置１６は、主軸ヘッド２０を上下方向（Ｚ軸方向）に移動する。

【0028】

主軸ヘッド２０は、上下に延びる主軸２１を備える。主軸２１は軸回りに回転する。主軸２１の下端部は工具を装着する。主軸モータ２２は主軸ヘッド２０の上端部に設ける。主軸２１及び工具は、主軸モータ２２の回転で回転する。回転した工具はワーク保持部１１で保持したワークを加工する。

【0029】

図４はレール部の略示斜視図である。図５はレール部を移動する工具マガジンの略示斜視図である。工具マガジン３０は、レール部３１、チェーン部３２、及びマガジン駆動部３３を備える。工具マガジン３０は、マガジン駆動部３３の駆動により、チェーン部３２をレール部３１に沿って移動させる。レール部３１は、二つの支持梁３１１、レール台３１２、及びレール３１３を備える。支持梁３１１は、直角三角形状をなす板状の構造部材である。支持梁３１１の斜辺は上側配置してある。支持梁３１１の斜辺は、前方に向かうに従って下降するように傾斜する。支持梁３１１は、コラム１３の左右に片持ちに固定してある。支持梁３１１は、コラム１３の左右に固定した部分から主軸ヘッド２０の両側部分まで延びる。支持梁３１１の上側端面は、前方下方から後方上方へ、水平面から略３０度傾斜する。

【0030】

レール台３１２は、平面視角丸長方形（矩形）であり、前後に延びる。レール台３１２は、支持梁３１１の斜辺に固定され、コラム１３及び主軸２１の周りを囲む。レール台３１２は、水平面から略３０度傾斜する。レール台３１２の前方下端部の中央部に、工具と主軸２１との位置を整合させる位置決め機構３１４を設けてある。レール台３１２の下端部の中央部が、工具の交換位置に位置する。

【0031】

レール３１３はレール台３１２上部に設け、無端状の軌道を形成する。レール３１３は、平面視角丸長方形であり、略矩形状の断面を有する。レール３１３は、互いに対向する二つの第一直線部３１３aと、互いに対向する二つの第二直線部３１３ｂとを有し、第一直線部３１３ａ及び第二直線部３１３ｂの端部を曲線部３１３ｃが連結する。二つの第一直線部３１３ａは夫々、主軸ヘッド２０の前後に設け、左右方向に直線状に延びる。二つの第二直線部３１３ｂは夫々、主軸ヘッド２０の左右に設け、前後方向、即ち左右方向に直交する方向に直線状に延びる。レール台３１２及びレール３１３は、第一直線部３１３ａが主軸２１の軸方向に直交する方向に平行し、且つ第一直線部３１３ａの長手方向中心
と主軸２１の軸心とが一致するよう配置してある。

【0032】

取付台３１５は、レール台３１２の後部内側に設ける。取付台３１５の上側にマガジン駆動部３３が取り付けてある。マガジン駆動部３３は、モータ３３１及びギア３３２を備える。ギア３３２の軸心は、支持梁３１１の斜辺に略直角である。ギア３３２は、チェーン部３２に噛合する。モータ３３１が回転し、チェーン部３２及び複数のポットＰが回転する。

【0033】

レール３１３に沿ってチェーン部３２が設けてある。チェーン部３２は、複数の移動体３４、複数のリンク３５及び複数のポットＰを備える。ポットＰは、不等な間隔でレール３１３に配置されている。リンク３５は、細長い略長方形の板状である。即ち、リンク３５は直線状に延びる。リンク３５は、隣り合う移動体３４を連結する。複数の移動体３４及びリンク３５は無端状のチェーンを形成する。

【0034】

図６は工作機械の略示部分拡大平面図である。移動体３４に並べた二つのポットＰ間の第一間隔ＬＡは、リンク３５を挟んで隣り合う二つのポットＰ間の第二間隔ＬＢよりも狭い。第一間隔ＬＡは、隣り合うポットＰの移動方向における中心部間の距離とする。第二間隔ＬＢは、リンク３５の両端部における連結軸体３４５の軸心間の距離とする。なお、煩雑になるのを防ぐため、図６においては一部の連結軸体３４５にのみ符号を付している。

【0035】

図７は制御装置を示すブロック図である。工作機械１００は、モータ３３１の駆動を制御する制御装置４０を備える。制御装置４０は、モータ３３１を駆動させることでギア３３２を回転させ、複数のポットＰを回転させる。制御装置４０は、ＣＰＵ４１、ＲＡＭ４２、記憶部４３を備える。記憶部４３は、例えばＥＥＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ハードディスク等の書き換え可能な記憶媒体を有する。記憶部４３は、各ポットＰに割り当てられたポット番号、第一間隔ＬＡの距離（第一距離ｌａ）、第二間隔ＬＢの距離（第二距離ｌｂ）、及びワークを加工する加工プログラム等を記憶する。持ち運び可能な記憶媒体４３ａ、例えばＣＤ-ＲＯＭ及びフラッシュメモリ等に記憶した加工プログラム（プログラム製品）を記憶部４３に格納してもよく、ネットワークを介してサーバから各プログラムを記憶部４３に格納してもよい。ＣＰＵ４１は、加工プログラムをＲＡＭ４２に読み込んで加工プログラムを実行する。また、モータ３３１は、エンコーダ３３１ａを有する。エンコーダ３３１ａは、モータ３３１の回転位置を示す信号を制御装置４０に出力する。尚、制御装置４０はＸ軸方向移動装置、Ｙ軸方向移動装置、Ｚ軸方向移動装置が有するモータ、主軸モータ等を備えるが図示を省略する。

【0036】

図８は、レール及びポットの上面模式図である。各ポットにはポット番号が割り当てられており、図８に示すように上面視反時計回りに、１から順に割り当てられている。本実施形態においては、ポットＰの数（ポット総数）は２８個として説明する。ポット番号Ｎが割り当てられたポットを、ポットＰＮとする。また、ポット番号が奇数のポットＰＮを奇数ポット、ポット番号が偶数のポットＰＮを偶数ポットとも称する。

【0037】

本実施形態においては、各奇数ポットは、ポット番号が一つ大きい偶数ポットと移動体３４を介して並んでおり、ポット番号が一つ小さい偶数ポットとはリンク３５を介して並んでいる。１の奇数ポットとポット番号が一つ大きい偶数ポットとの間の距離と、１の奇数ポットとポット番号が一つ小さい偶数ポットとの間の距離とは異なる。具体的に、各奇数ポットと、ポット番号が一つ大きい偶数ポットとの間の距離は第一距離ｌａであり、ポット番号が一つ小さい偶数ポットとの間の距離は第二距離ｌｂである。なお、ポットＰ２８とポットＰ１はリンクを介して並んでおり、間の距離は第二距離ｌｂである。距離１ａと距離１ｂは異なる。

【0038】

主軸に装着されるための割り出し位置に配置されているポットＰを現在ポットとする。すなわち、図８においてはポットＰ１が現在ポットである。また、次にワーク加工に使用するため、割り出し位置に配置させる予定のポットＰＮを予定ポットとする。また、現在ポットのポット番号を現在ポット番号、予定ポットのポット番号を予定ポット番号とする。以下では、ポットＰ１０を予定ポットとして、予定ポットＰ１０を割り出し位置に移動させる例における制御について説明する。

【0039】

制御装置４０は、予定ポットＰ１０と現在ポットＰ１のポット番号に基づいて、予定ポットＰ１０を割り出し位置まで移動させるための移動方向を決定し、必要な移動ポット数を算出する。上面視時計回り方向を正転方向とし、反時計回り方向を逆転方向とする。詳細な移動方向決定方法及び移動ポット数の算出方法は後述するが、本例において、移動方向は正転方向であり、移動ポット数は９である。

【0040】

制御装置４０のＣＰＵ４１は、記憶部４３から第一距離ｌａ、第二距離ｌｂ、及び現在ポットＰ１と移動方向上流側の隣のポットとの間隔（起点間隔）の距離である起点距離を取得する。本例において、起点間隔はポットＰ１とポットＰ２との間の距離なので、起点間隔は第一間隔であり、起点距離は第一距離ｌａである。起点距離の設定方法は後述する。制御装置４０は、移動ポット数を２で除算し、商と剰余を算出する。本例において、商は４、剰余は１である。制御装置４０は、第一距離ｌａ及び第二距離ｌｂの合計と、商との積を求め、さらに起点距離と剰余の積を合算し、移動量とする。即ち、以下の式によって演算した距離を移動量とする。

【0041】

【数1】

【0042】

ＣＰＵ４１は、演算した移動量に基づいて、モータ３３１を駆動させる。具体的には、記憶部４３はギア３３２一回転当たりのポットＰの駆動距離を記憶しており、制御装置４０はギア３３２一回転当たりのポットＰの駆動距離と移動量に基づいてモータ３３１の回転量を決定し、駆動させる。

【0043】

図９は、移動方向決定方法及び移動ポット数算出方法を説明するフローチャートであり、加工プログラム中の工具交換指令を実行時に起動する。図９においては、変数Ｘ及びＹを用いて説明する。ＣＰＵ４１は、現在ポット番号及び予定ポット番号を取得し（Ｓ１）、予定ポット番号が現在ポット番号以上であるか否か判定する（Ｓ２）。なお、ＣＰＵ４１は、エンコーダ３３１ａから出力されたモータ３３１の回転位置に基づいて現在ポット番号を取得し、ＲＡＭ４２に読み込まれた加工プログラムから予定ポット番号を取得する。予定ポット番号が現在ポット番号以上である場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４１はＸを予定ポット番号から現在ポット番号を引いた数に設定する（Ｓ３）。予定ポット番号が現在ポット番号未満である場合（Ｓ２：ＮＯ）、ＣＰＵ４１はＸを予定ポット番号から現在ポット番号を引き、ポット総数を足した数に設定する（Ｓ４）。ＣＰＵ４１は、Ｘがポット総数／２よりも大きいか否か判定し（Ｓ５）、大きい場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、ＹをＸからポット総数を引いた数に設定する（Ｓ６）。Ｘがポット総数を２で割った商以下である場合（Ｓ５：ＮＯ）、ＣＰＵ４１は、ＹをＸと同値に設定する（Ｓ７）。ＣＰＵ４１は、Ｙが０以上であるか否かを判定し（Ｓ８）、Ｙが０以上である場合（Ｓ８：ＹＥＳ）、移動方向を正転方向に設定して（Ｓ９）、移動ポット数をＹと同値として算出する（Ｓ１０）。Ｙが０未満の場合（Ｓ８：ＮＯ）、ＣＰＵ４１は、移動方向を逆転方向に設定し（Ｓ１１）、移動ポット数を－Ｙとして算出する（Ｓ１２）。ＣＰＵ４１は、Ｓ１０またはＳ１２において移動ポット数を算出後、処理を終了する。

【0044】

以上の処理によって、ＣＰＵ４１は、予定ポットを割り出し位置に配置するためのより近い移動方向を決定することが可能である。また、正転または逆転のどちらに移動方向を決定しても、正しい移動ポット数を算出することが可能である。

【0045】

図１０は、実施形態１に係る駆動制御を説明するフローチャートであり、図９のフローチャートの実行完了後起動する。ＣＰＵ４１は、記憶部４３から、第一距離ｌａ及び第二距離ｌｂを取得する（Ｓ２１）。ＣＰＵ４１は、現在ポット番号を取得し（Ｓ２２）、現在ポット番号が偶数であるか否か判定する（Ｓ２３）。現在ポット番号が偶数である場合（Ｓ２３：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４１は、ポットＰの移動方向が正転であるか否か判定する（Ｓ２４）。移動方向が正転である場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４１は、起点距離を第二距離に設定する（Ｓ２７）。移動方向が正転でない場合、即ち逆転である場合（Ｓ２４：ＮＯ）、ＣＰＵ４１は、起点距離を第一距離に設定する（Ｓ２６）。ポット番号が偶数でない、即ち奇数である場合（Ｓ２３：ＮＯ）、ＣＰＵ４１は、ポットＰの移動方向が正転であるか否か判定する（Ｓ２５）。移動方向が正転である場合（Ｓ２５：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４１は、起点距離を第一距離に設定する（Ｓ２６）。移動方向が正転でない場合、即ち逆転である場合（Ｓ２５：ＮＯ）、ＣＰＵ４１は、起点距離を第二距離に設定する（Ｓ２７）。ＣＰＵ４１は、Ｓ２６またはＳ２７において起点距離を設定後、移動ポット数を２で除算して商と剰余を算出する（Ｓ２８）。ＣＰＵ４１は、第一距離及び第二距離の合計と商を乗算し（Ｓ２９）、また、起点距離と剰余を乗算する（Ｓ３０）。ＣＰＵ４１は、Ｓ２９とＳ３０における算出結果を合算して移動量を算出し（Ｓ３１）、移動量に基づいてモータの回転量を算出する（Ｓ３２）。ＣＰＵ４１は、モータを回転駆動させ（Ｓ３３）、処理を終了する。

【0046】

以上の処理によれば、ポットが交互に二種類の間隔でレール上に並べられている場合においても、工具交換の際のポットの移動距離を算出することが可能である。

【0047】

（実施形態２）
実施形態１に係る制御装置４０は、第一距離ｌａ及び第二距離ｌｂを記憶した記憶部４３を備えるが、本実施形態に係る制御装置４０は、レール３１３一周分の距離（レール全長）、ポット総数、及び第一間隔と第二間隔の比（第一間隔比ＲＡ：第二間隔比ＲＢ）を記憶した記憶部４３を備え、ＣＰＵ４１による演算によって第一距離ｌａ及び第二距離ｌｂを算出する。以下実施形態２について、図面に基づいて説明する。実施形態２に係る構成の内、実施形態１と同様な構成については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。

【0048】

図１１は、第一距離及び第二距離算出処理を説明するフローチャートである。ＣＰＵ４１は、レール一周分の距離及びポット総数を記憶部４３から取得し（Ｓ４１）、レール全長をポット総数で除算して各ポット間の間隔の平均距離（平均間隔距離ｌｍ）を算出する（Ｓ４２）。ＣＰＵ４１は、第一間隔比ＲＡ及び第二間隔比ＲＢを記憶部４３から取得し（Ｓ４３）、第一間隔比ＲＡと第二間隔比ＲＢの平均（平均間隔比Ｒｍ）を算出する（Ｓ４４）。ＣＰＵ４１は、平均間隔距離ｌｍと第一間隔比ＲＡを乗算して平均間隔比Ｒｍを除算することで第一距離ｌａを算出し（Ｓ４５）、、平均間隔距離ｌｍと第二間隔比ＲＢを乗算して平均間隔比Ｒｍを除算することで第二距離ｌｂを算出する（Ｓ４６）。即ち、以下の式によって、平均間隔距離ｌｍ、平均間隔比Ｒｍ、第一距離ｌａ及び第二距離ｌｂは算出される。

【0049】

【数2】

【0050】

【数3】

【0051】

【数4】

【0052】

【数5】

【0053】

本実施形態に係る制御装置４０の記憶部４３はレール３１３一周分の距離、ポット総数、及び第一間隔と第二間隔の比を記憶しているため、工作機械１００の構成が変更された場合、変更された数値を記憶し直すことで第一距離及び第二距離を算出することが可能となる。

【0054】

（実施形態３）
実施形態１に係る工作機械１００のポットＰは、第一間隔及び第二間隔が交互になるように配置されるが、本実施形態に係る工作機械１００のポットＰは、第一間隔、第二間隔及び第三間隔が輪番になるように配置される。以下実施形態３について、図面に基づいて説明する。実施形態３に係る構成の内、実施形態１と同様な構成については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。

【0055】

図１２は、実施形態３に係るレール及びポットの上面模式図である。本実施形態においては、ポット総数は２４個として説明する。ポットＰ１とポットＰ２の間隔は第一間隔、ポットＰ２とポットＰ３の間隔は第二間隔、ポットＰ３とポットＰ４の間隔は第三間隔である。同様に、ポットＰ２４まで、第一間隔、第二間隔、及び第三間隔が輪番になるように配置されている。なお、ポットＰ２４とポットＰ１の間隔は第三間隔である。実施形態１と同様に、第一間隔の距離を第一距離ｌａ、第二間隔の距離を第二距離ｌｂとし、第三間隔の距離を第三距離ｌｃとする。実施形態３に係る記憶部４３は、第一距離ｌａ、第二距離ｌｂ、及び第三距離ｌｃを記憶している。

【0056】

以下では、ポットＰ１２を予定ポットとして、予定ポットＰ１２を割り出し位置に移動させる例における制御について説明する。なお、以下の説明における商は、除算における整数商を表す。制御装置４０は、実施形態１と同様に移動方向を決定し、移動ポット数を算出する。本例においては、移動方向は正転であり、移動ポット数は１１である。

【0057】

制御装置４０のＣＰＵ４１は、記憶部４３から第一距離ｌａ、第二距離ｌｂ、第三距離ｌｃ、現在ポットＰ１と移動方向上流側の隣のポットとの間隔（起点間隔）の距離である起点距離、及び予定ポットＰ１２と移動方向下流側の隣のポットとの間隔（終点間隔）の距離である終点距離を取得する。起点距離及び終点距離の設定方法は後述するが、本例において起点距離はｌａ、終点距離はｌｂである。

【0058】

制御装置４０は、移動ポット数を３で除算し、第一商と第一剰余を算出する。本例において、第一商は３、第一剰余は２である。制御装置４０は、さらに第一剰余に１を足した数を２で除算し、第二商を求める。本例において第二商は１である。また、制御装置４０は、第一剰余を２で除算し、第三商を求める。本例において、第三商は１である。制御装置４０は、第一商と、第一距離ｌａ、第二距離ｌｂ及び第三距離ｌｃの合計との積、第二商と起点距離との積、及び第三商と終点距離との積を合算し、移動量とする。即ち、本例においては以下の式によって移動量は算出される。

【0059】

【数6】

【0060】

図１３及び図１４は、実施形態３に係る起点距離及び終点距離の設定方法を説明するフローチャートである。制御装置４０のＣＰＵ４１は、移動方向決定及び移動ポット数算出（図９参照）後、起点距離及び終点距離を設定する。ＣＰＵ４１は、記憶部４３から第一距離ｌａ、第二距離ｌｂ、及び第三距離ｌｃを取得する（Ｓ５１）。ＣＰＵ４１は、現在ポット番号を取得し（Ｓ５２）、現在ポット番号が３の倍数であるか否か判定する（Ｓ５３）。現在ポット番号が３の倍数である場合（Ｓ５３：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４１はポットＰの移動方向が正転であるか否か判定する（Ｓ５４）。移動方向が正転である場合（Ｓ５４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４１は起点距離を第三距離に設定する（Ｓ５８）。移動方向が正転でない場合、即ち逆転である場合（Ｓ５４：ＮＯ）、ＣＰＵ４１は起点距離を第二距離に設定する（Ｓ６０）。現在ポット番号が３の倍数でない場合（Ｓ５３：ＮＯ）、ＣＰＵ４１は現在ポット番号を３で除算した剰余が１であるか否か判定する（Ｓ５５）。剰余が１である場合（Ｓ５５：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４１はポットＰの移動方向が正転であるか否か判定する（Ｓ５６）。移動方向が正転である場合（Ｓ５６：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４１は起点距離を第一距離に設定する（Ｓ５９）。移動方向が正転でない場合、即ち逆転である場合（Ｓ５６：ＮＯ）、ＣＰＵ４１は起点距離を第三距離に設定する（Ｓ５８）。現在ポット番号を３で除算した剰余が１でない場合、即ち剰余が２である場合（Ｓ５５：ＮＯ）、ＣＰＵ４１は移動方向が正転であるか否か判定する（Ｓ５７）。移動方向が正転である場合（Ｓ５７：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４１は起点距離を第二距離に設定する（Ｓ６０）。移動方向が正転でない場合、即ち逆転である場合（Ｓ５７：ＮＯ）、ＣＰＵ４１は起点距離を第一距離に設定する（Ｓ５９）。

【0061】

制御装置４０のＣＰＵ４１は、Ｓ５８、Ｓ５９またはＳ６０において起点距離を設定後、予定ポット番号を取得し（Ｓ６１）、予定ポット番号が３の倍数であるか否か判定する（Ｓ６２）。予定ポット番号が３の倍数である場合（Ｓ６２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４１はポットＰの移動方向が正転であるか否か判定する（Ｓ６３）。移動方向が正転である場合（Ｓ６３：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４１は終点距離を第二距離に設定する（Ｓ６７）。移動方向が正転でない場合、即ち逆転である場合（Ｓ６３：ＮＯ）、ＣＰＵ４１は終点距離を第三距離に設定する（Ｓ６８）。予定ポット番号が３の倍数でない場合（Ｓ６２：ＮＯ）、ＣＰＵ４１は予定ポット番号を３で除算した剰余が１であるか否か判定する（Ｓ６４）。剰余が１である場合（Ｓ６４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４１はポットＰの移動方向が正転であるか否か判定する（Ｓ６５）。移動方向が正転である場合（Ｓ６５：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４１は終点距離を第三距離に設定する（Ｓ６８）。移動方向が正転でない場合、即ち逆転である場合（Ｓ６５：ＮＯ）、ＣＰＵ４１は終点距離を第一距離に設定する（Ｓ６９）。予定ポット番号を３で除算した剰余が１でない場合、即ち剰余が２である場合（Ｓ６４：ＮＯ）、ＣＰＵ４１は移動方向が正転であるか否か判定する（Ｓ６６）。移動方向が正転である場合（Ｓ６６：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４１は終点距離を第一距離に設定する（Ｓ６９）。移動方向が正転でない場合、即ち逆転である場合（Ｓ６６：ＮＯ）、ＣＰＵ４１は終点距離を第二距離に設定する（Ｓ６７）。ＣＰＵ４１は、Ｓ６７、Ｓ６８またはＳ６９において終点距離を設定後、処理を終了する。

【0062】

図１５は実施形態３に係る駆動制御を説明するフローチャートであり、図１３及び図１４のフローチャートの実行完了後起動する。ＣＰＵ４１は、移動ポット数を３で除算し、第一商と第一剰余を算出する（Ｓ７１）。なお、移動ポット数の算出方法については実施形態１と同様であるので（図９参照）、詳細を省略する。ＣＰＵ４１は、第一剰余＋１を２で除算して第二商を算出し（Ｓ７２）、第一剰余を２で除算して第三商を算出する（Ｓ７３）。ＣＰＵ４１は、第一距離、第二距離及び第三距離の合計と第一商を乗算し（Ｓ７４）、起点距離と第二商を乗算し（Ｓ７５）、終点距離と第三商を乗算する（Ｓ７６）。ＣＰＵ４１は、Ｓ７４、Ｓ７５及びＳ７６における算出結果を合算して移動量を算出し（Ｓ７７）、移動量に基づいてモータの回転量を算出する（Ｓ７８）。ＣＰＵ４１は、モータを回転駆動させ（Ｓ７９）、処理を終了する。

【0063】

以上の処理によれば、ポットが三種類の間隔で輪番にレール上に並べられている場合においても、工具交換の際のポットの移動距離を算出することが可能である。

【0064】

（実施形態４）
実施形態１に係る工作機械１００のポットＰは、第一間隔及び第二間隔が交互になるように配置されるが、本実施形態に係る工作機械１００のポットＰは、様々な大きさの工具を把持するため、不規則な間隔で配置されている。以下実施形態４について、図面に基づいて説明する。実施形態４に係る構成の内、実施形態１と同様な構成については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。

【0065】

図１６は、実施形態４に係るレール及びポットの上面模式図である。図１７は、座標テーブルを示す説明図である。図１６に示すように、本実施形態に係るポットＰは、不規則な間隔でレール上に配置されている。図１７に示すように、制御装置４０の記憶部４３は、ポット番号に座標を対応させた座標テーブルを記憶している。座標の値には、ポットＰ１からの上面視反時計回りの距離が格納されている。以下、現在ポットの座標を現在座標、予定ポットの座標を予定座標とする。

【0066】

図１８は、実施形態４に係る駆動制御を説明するフローチャートである。ＣＰＵ４１は、現在ポット番号及び予定ポット番号を取得し（Ｓ８１）、現在ポット番号及び予定ポット番号に基づいて、記憶部４３の座標テーブルから現在座標及び予定座標を取得する（Ｓ８２）。ＣＰＵ４１は、予定座標が現在座標以上であるか否かを判定し（Ｓ８３）、予定座標が現在座標以上である場合（Ｓ８３：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４１はＸを予定座標から現在座標を引いた数に設定する（Ｓ８４）。予定座標が現在座標未満である場合（Ｓ８３：ＮＯ）、ＣＰＵ４１はＸを予定座標から現在座標を引き、レール全長を足した数に設定する（Ｓ８５）。ＣＰＵ４１は、Ｘがレール全長／２よりも大きいか否か判定し（Ｓ８６）、大きい場合（Ｓ８６：ＹＥＳ）、ＹをＸからレール全長を引いた数に設定する（Ｓ８７）。Ｘがレール全長／２以下である場合（Ｓ８６：ＮＯ）、ＣＰＵ４１は、ＹをＸと同値に設定する（Ｓ８８）。ＣＰＵ４１は、Ｙが０以上であるか否かを判定し（Ｓ８９）、Ｙが０以上である場合（Ｓ８９：ＹＥＳ）、移動方向を正転方向に設定して（Ｓ９０）、移動量をＹと同値として算出する（Ｓ９１）。Ｙが０未満の場合（Ｓ８９：ＮＯ）、ＣＰＵ４１は、移動方向を逆転方向に設定し（Ｓ９２）、移動量を－Ｙとして算出する（Ｓ９３）。ＣＰＵ４１は、Ｓ９１またはＳ９３において移動量を算出後、移動量に基づいてモータ３３１の回転量を算出し（Ｓ９４）、モータ３３１を回転駆動させ（Ｓ９５）、処理を終了する。

【0067】

以上の処理によれば、ポットが不規則な間隔でレール上に並べられている場合においても、工具交換の際のポットの移動距離を算出することが可能である。本実施形態におけるポットの移動距離は、現在ポット及び予定ポット間の距離である。なお、座標テーブルに格納される座標は、レール３１３の軌道の中心を円心とした角度でもよく、この場合は該角度とレール全長に基づいて移動量が算出される。

【0068】

今回開示した実施の形態は、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。各実施例にて記載されている技術的特徴は互いに組み合わせることができ、本発明の範囲は、特許請求の範囲内での全ての変更及び特許請求の範囲と均等の範囲が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0069】

１００ 工作機械
３０ 工具マガジン
３１３ レール
３３１ モータ
３３２ ギア
３４ 移動体
３５ リンク
４０ 制御装置
４１ ＣＰＵ
４２ ＲＡＭ
４３ 記憶部
４３ａ 記憶媒体
Ｐ ポット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】