特許 7669560 段取りステーションおよび工作機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-04-18

(45)【発行日】2025-04-28

(54)【発明の名称】段取りステーションおよび工作機械

(51)【国際特許分類】

   B23Q 3/157 20060101AFI20250421BHJP

【ＦＩ】

B23Q3/157 E

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2024066600

(22)【出願日】2024-04-17

【審査請求日】2024-07-18

【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】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】境田 幸和

(72)【発明者】

【氏名】森川 大輔

(72)【発明者】

【氏名】河野 智之

【審査官】荻野 豪治

(56)【参考文献】

【文献】実開平０２－０４７１４１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０２３－１４１８４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５９－０７８０３５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０２－０６５９３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２１９６２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１２６４３３７８（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開平１１－０３３８６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２２４３００（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５８－１９６０３９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】中国特許出願公開第１１１３５６５５５（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開平０３－０８１６０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｑ ３／１５５ － ３／１５７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

工具マガジンに格納される工具の段取りを行なうための段取りステーションであって、
上下方向に延びる所定軸を中心に旋回可能な旋回体と、
前記所定軸の半径方向外側における前記旋回体の端部に設けられる段取りユニットとを備え、
前記旋回体は、上下方向に延びる柱からなり、前記端部で前記旋回体の骨格をなすベース部材を含み、
前記段取りユニットは、
第１方向において前記ベース部材と対向する対向部と、前記対向部から、前記第１方向と直交する第２方向に延出し、工具が前記第２方向に沿って挿抜される切り欠きが設けられる延出部とを有し、前記第１方向が厚み方向に対応するプレートからなる工具ラックと、
前記第１方向において前記延出部と対向するとともに、前記工具ラックと当接し、前記ベース部材に取り付けられるブロックと、
前記対向部に螺合され、前記第１方向に延びるとともに、その先端で前記ベース部材と当接し、前記対向部から前記ベース部材に向けて突出する長さを変化させることが可能であるネジ部材と、
前記ブロックに設けられ、前記ベース部材に対する前記ブロックの取り付け位置を前記第１方向に調整可能な第１位置調整機構とを含み、
前記第１方向が、前記所定軸の半径方向に対応し、前記第２方向が、前記所定軸を中心とする円周の接線方向に対応する、段取りステーション。

【請求項2】

前記延出部には、前記第１方向および前記第２方向と直交する第３方向に間隔を開けて並ぶ複数の前記切り欠きが設けられ、
前記旋回体は、前記第３方向において間隔を開けて並ぶ複数の前記ブロックを含み、
前記段取りユニットは、
前記第３方向において間隔を開けて並び、前記第１方向に見た場合に、複数の前記ブロックから前記第２方向にずれた位置にそれぞれ設けられる複数の前記ネジ部材と、
複数の前記ブロックにそれぞれ設けられる複数の前記第１位置調整機構とを含む、請求項１に記載の段取りステーション。

【請求項3】

前記工具ラックは、複数の前記ブロックに取り付けられ、
前記段取りユニットは、
前記第３方向に間隔を開けて前記工具ラックに設けられ、各々が前記ブロックに対する前記工具ラックの取り付け位置を前記第２方向に調整可能な複数の第２位置調整機構をさらに含む、請求項２に記載の段取りステーション。

【請求項4】

前記段取りステーションは、前記段取りユニットとして、
前記所定軸の半径方向外側における前記旋回体の一方端部に設けられる第１段取りユニットと、
前記第１段取りユニットから前記所定軸を中心に１８０°ずれた位置であって、前記所定軸の半径方向外側における前記旋回体の他方端部に設けられる第２段取りユニットとを有する、請求項１または２に記載の段取りステーション。

【請求項5】

請求項１または２に記載の段取りステーションを有し、複数の工具を格納する工具マガジンと、
工具主軸と、
前記工具主軸に保持される工具と、前記工具マガジンに格納される工具とを交換可能な自動工具交換装置とを備える、工作機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、段取りステーションおよび工作機械に関する。

【背景技術】

【0002】

たとえば、特開２０２３－１４１８４３号公報（特許文献１）には、工具マガジン内の旧工具と、工具マガジン外の新工具とを入れ替える工具入れ替え装置を備えた工具マガジンが開示されている。工具入れ替え装置は、工具マガジンの所定位置に設けられる開口部に設置される固定枠と、鉛直方向の旋回軸を中心に旋回可能なように固定枠内に配された旋回枠と、旋回枠に固定された入れ替え用工具ラックとを有する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２３－１４１８４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述の特許文献１に開示される工具マガジンにおいて、入れ替え用工具ラックには、工具が一方向に沿って挿抜される複数の切り欠きが設けられている。このような構成において、工具マガジン内における入れ替え用工具ラックに対する工具の受け渡しは、ロボットである工具搬送装置により行なわれるため、入れ替え用工具ラックが適正な姿勢で取り付けられていないと、工具の受け渡しが円滑に実行されない可能性がある。したがって、工具マガジンの組み立て時に、工具ラックの取り付け姿勢を容易に調整する手段が必要とされている。

【0005】

この発明の目的は、工具ラックの取り付け姿勢を容易に調整することが可能な工具マガジンと、そのような工具マガジンを備える工作機械とを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この発明に従った工具マガジンは、ベース部材と、第１方向においてベース部材と対向する対向部と、対向部から、第１方向と直交する第２方向に延出し、工具が第２方向に沿って挿抜される切り欠きが設けられる延出部とを有し、第１方向が厚み方向に対応するプレートからなる工具ラックと、第１方向において延出部と対向し、ベース部材に取り付けられるブロックと、対向部に螺合され、第１方向に延びるネジ部材と、ベース部材に対するブロックの取り付け位置を第１方向に調整可能な第１位置調整機構とを備える。

【0007】

この発明に従った工作機械は、上記の工具マガジンと、工具主軸と、工具主軸に保持される工具と、工具マガジンに格納される工具とを交換可能な自動工具交換装置とを備える。

【発明の効果】

【0008】

この発明に従えば、工具ラックの取り付け姿勢を容易に調整することが可能な工具マガジンと、そのような工具マガジンを備える工作機械とを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】工作機械を示す上面図である。

【図2】図１中の工具マガジンにおける段取りステーションを示す斜視図である。

【図3】図２中の矢印ＩＩＩに示される方向に見た工具マガジンを示す側面図である。

【図4】図３中のＩＶ－ＩＶ線上の矢視方向に見た工具マガジンを示す断面図である。

【図5】図４中に示す工具マガジンを示す斜視図である。

【図6】第１位置調整機構を示す分解組み立て図である。

【図7】図３中の２点鎖線ＶＩＩで囲まれた範囲の工具マガジンを示す側面図である。

【図8】工具主軸および工具マガジン間における工具搬送および工具交換の流れの一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。

【0011】

図１は、工作機械を示す上面図である。図１を参照して、工作機械１０は、ワークに回転する工具を接触させることによって、ワーク加工を行なうマシニングセンタである。工作機械１０は、工具の回転軸が水平方向に延びる横形マシニングセンタである。

【0012】

工作機械１０は、コンピュータによる数値制御によって、ワーク加工のための各種動作が自動化されたＮＣ（Numerically Controlled）工作機械である。

【0013】

工作機械１０は、カバー体８０と、工具主軸３０と、自動工具交換装置４０（ＡＴＣ：Automatic Tool Changer）と、工具マガジン１００とを有する。

【0014】

カバー体８０は、加工エリア２０を区画形成している。工具主軸３０は、加工エリア２０に設けられている。加工エリア２０は、ワークの加工が行なわれる空間であり、ワーク加工に伴う切屑または切削油等の異物が加工エリアの外側に漏出しないようにカバー体８０により密閉されている。

【0015】

工具主軸３０は、クランプ機構を内蔵しており、そのクランプ機構により、工具を着脱可能に保持するように構成されている。工具主軸３０は、モータ駆動により、工具を水平方向に延びる回転中心軸５０を中心に回転させることが可能である。工具主軸３０は、各種の送り機構、案内機構およびサーボモータなどによって、加工エリア２０で移動が可能である。

【0016】

自動工具交換装置４０は、工具主軸３０に保持された工具を自動交換するための装置である。工具マガジン１００は、加工目的に応じて工具を順次、加工エリア２０に供給するため、複数の工具を格納する装置である。

【0017】

自動工具交換装置４０による工具の自動交換時、工具主軸３０は、加工エリア２０において、図１中に示される工具交換位置Ｊに位置決めされる。加工エリア２０の外部であって、自動工具交換装置４０を挟んで工具主軸３０と対向する工具待機位置Ｋには、工具を保持する工具ポット１２０が配置されている。自動工具交換装置４０は、工具主軸３０の回転中心軸５０と平行な旋回中心軸４５を中心に旋回可能で、かつ、工具を把持可能な旋回アーム（不図示）を有する。その旋回アームが、工具主軸３０に保持された工具と、工具ポット１２０に保持された工具とを把持しながら、旋回中心軸４５を中心に１８０°旋回することによって、工具主軸３０と、工具待機位置Ｋにおける工具ポット１２０との間で工具交換が行なわれる。

【0018】

図２は、図１中の工具マガジンにおける段取りステーションを示す斜視図である。図１および図２、ならびに、後出の図３から図７中には、工具マガジン１００における座標系であるＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸が示されている。

【0019】

Ｘ軸は、水平方向に延びている。Ｙ軸は、上下方向に延びている。Ｚ軸は、Ｘ軸方向と直交する水平方向に延びている。Ｘ軸方向は、工具マガジン１００の横方向に対応し、Ｙ軸方向は、工具マガジン１００の縦方向に対応し、Ｚ軸方向は、工具マガジン１００の奥行き方向に対応している。以下、互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向を参照しながら、工具マガジン１００の構造を説明する。

【0020】

図１および図２を参照して、工具マガジン１００は、工具格納部１１０と、マガジンカバー１４０と、工具搬送装置１３０とを有する。

【0021】

工具格納部１１０は、複数の工具を格納可能である。工具は、工具ポット１２０に保持された状態で工具格納部１１０に格納されている。工具格納部１１０は、ラック式であり、複数の工具を、水平方向に延びるＸ軸と、上下方向に延びるＹ軸とに平行なＸ軸－Ｙ軸平面内に並べて格納している。

【0022】

工具格納部１１０は、工具ラック１１５を有する。工具ラック１１５は、Ｚ軸方向が厚み方向に対応するプレートからなる。工具ラック１１５には、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に並んで複数の切り欠きが設けられており、その切り欠きに対して、工具を保持する工具ポット１２０が挿抜される。

【0023】

マガジンカバー１４０は、マガジン内空間１４５を区画形成している。マガジンカバー１４０は、マガジン内空間１４５への作業者の不用意な進入を防ぐように設けられている。工具格納部１１０は、マガジン内空間１４５に設けられている。

【0024】

工具搬送装置１３０は、工具ポット１２０を把持可能な把持部（不図示）を有する。工具搬送装置１３０は、各種の送り機構、案内機構およびサーボモータなどによって、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の三方向に移動が可能であり、さらに、工具待機位置Ｋと隣り合う旋回位置Ｌにおいて、Ｙ軸方向（上下方向）に延びる旋回中心軸１３５を中心に９０°旋回可能である。

【0025】

工具待機位置Ｋには、工具保持装置６０が設置されている。工具保持装置６０は、工具の回転軸がＸ軸と平行となる姿勢で、工具を保持可能である。工具搬送装置１３０は、工具格納部１１０および工具保持装置６０の間で、工具を搬送する。

【0026】

代表的に、工具格納部１１０から工具保持装置６０に向けて工具を搬送する場合の、工具搬送装置１３０の動作を説明する。工具搬送装置１３０は、Ｘ軸方向において搬送対象となる工具と対向する位置に移動する。工具搬送装置１３０は、Ｘ軸方向に沿った一方方向にスライド移動することによって、工具ポット１２０を把持し、さらに、Ｘ軸方向に沿った他方方向にスライド移動することによって、工具ラック１１５から工具ポット１２０を抜き出す。工具搬送装置１３０は、旋回位置Ｌに移動するとともに、旋回位置Ｌにおいて、図１中において反時計回り方向に９０°旋回する。工具搬送装置１３０は、工具を工具保持装置６０に受け渡す。

【0027】

工具マガジン１００は、段取りステーション２００をさらに有する。段取りステーション２００は、工具マガジン１００（工具格納部１１０）に格納される工具Ｔの段取りを行なうための装置である。

【0028】

工具マガジン１００（段取りステーション２００）は、旋回体２３０を有する。旋回体２３０は、Ｙ軸方向（上下方向）に延びる所定軸５１０を中心に旋回可能である。旋回体２３０は、手動により、所定軸５１０を中心に旋回する。

【0029】

旋回体２３０は、シャフト２２０と、ベース部材３１０（３１０Ａ，３１０Ｂ）と、旋回カバー２３１（２３１Ａ，２３１Ｂ）とを有する。

【0030】

シャフト２２０は、所定軸５１０に沿ってＹ軸方向に延びている。シャフト２２０は、所定軸５１０を中心に回転可能に支持されている。

【0031】

ベース部材３１０は、Ｙ軸方向に延びる柱からなる。ベース部材３１０は、Ｘ軸－Ｚ軸平面により切断された場合に、矩形形状の断面をなしている。ベース部材３１０は、所定軸５１０（シャフト２２０）から、所定軸５１０の半径方向外側に離れた位置に設けられている。

【0032】

ベース部材３１０Ａは、所定軸５１０の半径方向外側における旋回体２３０の一方端部に設けられている。ベース部材３１０Ｂは、所定軸５１０の半径方向外側における旋回体２３０の他方端部に設けられている。所定軸５１０の半径方向における所定軸５１０およびベース部材３１０Ａの間の距離は、所定軸５１０の半径方向における所定軸５１０およびベース部材３１０Ｂの間の距離と同じである。ベース部材３１０Ａおよびベース部材３１０Ｂは、それぞれ、所定軸５１０の半径方向外側における旋回体２３０の一方端部および他方端部において、旋回体２３０の骨格をなしている。

【0033】

旋回カバー２３１は、Ｙ軸方向と平行に配置されるカバー体からなる。旋回カバー２３１は、ベース部材３１０に取り付けられている。旋回カバー２３１Ａおよび旋回カバー２３１Ｂは、シャフト２２０を挟んで互いに対向している。旋回カバー２３１Ａおよび旋回カバー２３１Ｂは、所定軸５１０の半径方向外側における旋回体２３０の一方端部において、ベース部材３１０Ａに取り付けられている。旋回カバー２３１Ａおよび旋回カバー２３１Ｂは、所定軸５１０の半径方向外側における旋回体２３０の他方端部において、ベース部材３１０Ｂに取り付けられている。

【0034】

旋回カバー２３１は、後述する第１段取りユニット２６０Ａに保持される工具Ｔが配置される空間と、後述する第２段取りユニット２６０Ｂに保持される工具Ｔが配置される空間とを区画している。

【0035】

旋回体２３０は、第１段取りユニット２６０Ａと、第２段取りユニット２６０Ｂとをさらに有する。第１段取りユニット２６０Ａおよび第２段取りユニット２６０Ｂの各段取りユニット２６０は、複数の工具Ｔを保持可能である。

【0036】

第１段取りユニット２６０Ａは、所定軸５１０の半径方向外側における旋回体２３０の一方端部に設けられている。第１段取りユニット２６０Ａに保持される工具Ｔは、旋回カバー２３１Ａと対向している。

【0037】

第２段取りユニット２６０Ｂは、所定軸５１０の半径方向外側における旋回体２３０の他方端部にもうけられている。第２段取りユニット２６０Ｂは、第１段取りユニット２６０Ａから、所定軸５１０を中心に１８０°ずれた位置に設けられている。第２段取りユニット２６０Ｂに保持される工具Ｔは、旋回カバー２３１Ｂと対向している。

【0038】

段取りステーション２００は、ロックピン２４０と、検知部２４５とをさらに有する。ロックピン２４０は、エアシリンダー等のアクチュエータによって、旋回体２３０に対して挿抜可能に設けられている。旋回体２３０に対してロックピン２４０が挿入されることによって、所定軸５１０を中心とする旋回体２３０の旋回動作が規制され、旋回体２３０からロックピン２４０が抜かれることによって、所定軸５１０を中心とする旋回体２３０の旋回動作が許容される。

【0039】

検知部２４５は、旋回体２３０に対するロックピン２４０の挿抜を検知可能に構成されている。工作機械１０は、検知部２４５により旋回体２３０に対するロックピン２４０の挿入が検知された場合に、工具搬送装置１３０の動作を許容し、検知部２４５により旋回体２３０に対するロックピン２４０の抜き出しが検知された場合に工具搬送装置１３０の動作を規制する。

【0040】

図１中では、第１段取りユニット２６０Ａがマガジン内空間１４５の外側の空間に配置され、第２段取りユニット２６０Ｂがマガジン内空間１４５に配置されている。旋回カバー２３１は、マガジンカバー１４０とともに、マガジン内空間１４５を区画形成している。第２段取りユニット２６０Ｂでは、後述の工具ラック３２０が、工具格納部１１０における工具ラック１１５と、同一のＸ軸－Ｙ軸平面に配置されている。ロックピン２４０は、旋回体２３０に対して挿入されている。

【0041】

この場合に、マガジン内空間１４５の外側では、作業者が、第１段取りユニット２６０Ａから使用済みの工具Ｔを取り外したり、第１段取りユニット２６０Ａに新たな工具Ｔを装着したりする段取り作業を行なう。一方、マガジン内空間１４５では、工具搬送装置１３０が、新たな工具Ｔが装着された第２段取りユニット２６０Ｂと、工具格納部１１０との間で工具を入れ替える。

【0042】

作業者は、図示しない操作ボタン等の操作部を操作することによって、旋回体２３０からロックピン２４０を抜く。作業者は、旋回体２３０に対して所定軸５１０の周方向の力を加えることによって、旋回体２３０を所定軸５１０を中心に１８０°旋回させる。作業者は、図示しない操作ボタン等の操作部を操作することによって、ロックピン２４０を旋回体２３０に挿入する。これにより、第１段取りユニット２６０Ａがマガジン内空間１４５に配置され、第２段取りユニット２６０Ｂがマガジン内空間１４５の外側の空間に配置される。作業者は、第２段取りユニット２６０Ｂにおいて、工具Ｔの段取り作業が可能となる。

【0043】

図１に示されるように、工作機械１０は、ＡＴＣシャッター７０をさらに有する。加工エリア２０を区画形成するカバー体８０には、開口部８２が設けられている。開口部８２は、工具待機位置Ｋに設置される工具保持装置６０と、工具交換位置Ｊに位置決めされる工具主軸３０との間で開口している。ＡＴＣシャッター７０は、開口部８２に設けられている。ＡＴＣシャッター７０は、図示しないエアシリンダー等のアクチュエータによって、開口部８２を開口させる開位置と、開口部８２を閉塞する閉位置との間で動作可能である。

【0044】

ＡＴＣシャッター７０は、自動工具交換装置４０による工具交換の開始時に、閉位置から開位置に動作され、自動工具交換装置４０による工具交換の完了時に、開位置から閉位置に動作される。工作機械１０は、自動工具交換装置４０による工具交換の開始時、検知部２４５により旋回体２３０に対するロックピン２４０の挿入が検知されている場合に、ＡＴＣシャッター７０の動作を許容し、検知部２４５により旋回体２３０に対するロックピン２４０の抜き出しが検知されている場合にＡＴＣシャッター７０の動作を規制する。

【0045】

このような構成により、第１段取りユニット２６０Ａおよび第２段取りユニット２６０Ｂの各段取りユニット２６０が、マガジン内空間１４５の内外の所定位置に配置されないと、ＡＴＣシャッター７０の開動作が許容されない。また、第１段取りユニット２６０Ａおよび第２段取りユニット２６０Ｂの各段取りユニット２６０が、所定軸５１０を中心に旋回する途中であったり、旋回途中で停止している場合には、ＡＴＣシャッター７０の開動作が許容されない。

【0046】

図３は、図２中の矢印ＩＩＩに示される方向に見た工具マガジン（段取りステーション）を示す側面図である。図４は、図３中のＩＶ－ＩＶ線上の矢視方向に見た工具マガジン（段取りステーション）を示す断面図である。図５は、図４中に示す工具マガジン（段取りステーション）を示す斜視図である。図６は、第１位置調整機構を示す分解組み立て図である。図７は、図３中の２点鎖線ＶＩＩで囲まれた範囲の工具マガジン（段取りステーション）を示す側面図である。

【0047】

続いて、段取りユニット２６０の構造について詳細に説明する。第１段取りユニット２６０Ａおよび第２段取りユニット２６０Ｂは、互いに同一の構造を有する。図３から図７中には、代表的に、第１段取りユニット２６０Ａが示されている。

【0048】

図２から図７を参照して、段取りユニット２６０は、工具ラック３２０を有する。工具ラック３２０は、Ｙ軸方向に平行に配置されている。工具ラック３２０は、Ｘ軸方向が厚み方向に対応し、Ｙ軸－Ｚ軸平面に平行に配置されるプレートからなる。工具ラック３２０は、Ｙ軸方向が長手方向となり、Ｚ軸方向が短手方向となる長尺形状を有する。Ｘ軸方向（本発明における「第１方向」）は、所定軸５１０の半径方向に対応している。Ｙ軸方向（本発明における「第３方向」）は、所定軸５１０の軸方向に対応している。Ｚ軸方向（本発明における「第２方向」）は、所定軸５１０を中心とする円周の接線方向に対応している。

【0049】

図３および図４に示されるように、工具ラック３２０は、対向部３２２と、延出部３２３とを有する。対向部３２２は、Ｘ軸方向において、ベース部材３１０と対向している。対向部３２２は、Ｘ軸方向において、ベース部材３１０に重ね合わされている。延出部３２３は、対向部３２２からＺ軸方向に延出している。延出部３２３は、Ｘ軸方向において、ベース部材３１０と対向していない。

【0050】

延出部３２３には、切り欠き３２１が設けられている。切り欠き３２１は、Ｘ軸方向において延出部３２３を貫通し、Ｚ軸方向における一方方向を向いて開放された切り欠き形状を有する。切り欠き３２１は、工具ポット１２０を受け入れ可能な切り欠き形状を有する。切り欠き３２１には、Ｚ軸方向に沿って工具（工具ポット１２０）が挿抜される。工具は、工具ポット１２０が切り欠き３２１に挿入されることによって、工具ラック３２０に保持される。

【0051】

延出部３２３には、複数の切り欠き３２１（本実施の形態では、７つの切り欠き３２１）が設けられている。複数の切り欠き３２１は、Ｙ軸方向において、互いに間隔を開けて並んでいる。

【0052】

Ｚ軸方向における延出部３２３の長さは、Ｚ軸方向における対向部３２２の長さよりも大きい。Ｚ軸方向における対向部３２２および切り欠き３２１の間の長さは、Ｚ軸方向における対向部３２２の長さよりも大きい。

【0053】

段取りユニット２６０は、ブロック３３０をさらに有する。ブロック３３０は、Ｘ軸－Ｚ軸平面により切断された場合に矩形形状の断面を有しながら、Ｙ軸方向に延びている。Ｙ軸方向におけるブロック３３０の長さは、Ｙ軸方向におけるベース部材３１０の長さよりも小さい。Ｘ軸－Ｚ軸平面により切断された場合のブロック３３０の断面積は、Ｘ軸－Ｚ軸平面により切断された場合のベース部材３１０の断面積よりも小さい。Ｚ軸方向におけるブロック３３０の長さは、Ｚ軸方向におけるベース部材３１０の長さよりも小さい。Ｚ軸方向におけるブロック３３０の長さは、Ｘ軸方向におけるブロック３３０の長さよりも小さい。

【0054】

ブロック３３０は、Ｘ軸方向において延出部３２３と対向している。ブロック３３０は、Ｚ軸方向においてベース部材３１０と対向している。ブロック３３０は、ベース部材３１０に取り付けられている。

【0055】

段取りユニット２６０は、複数のブロック３３０（本実施の形態では、３つのブロック３３０）を有する。複数のブロック３３０は、Ｙ軸方向において、互いに間隔を開けて並んでいる。Ｙ軸方向において工具ラック３２０を３等分することにより、工具ラック３２０の上段領域、中段領域および下段領域を規定した場合に、複数のブロック３３０は、上段領域、中段領域および下段領域における延出部３２３とそれぞれ対向するように設けられている。

【0056】

段取りユニット２６０は、ネジ部材３４０をさらに有する。ネジ部材３４０は、対向部３２２に螺合されている。ネジ部材３４０は、Ｘ軸方向に延びている。

【0057】

ネジ部材３４０は、ホロセット（頭部に六角形の穴が設けられたネジ）からなる。対向部３２２には、雌ねじ３２６が設けられている。雌ねじ３２６は、Ｘ軸方向において、対向部３２２を貫通している。雌ねじ３２６は、Ｘ軸方向において、ベース部材３１０と対向して開口している。ネジ部材３４０は、雌ねじ３２６に螺合されている。

【0058】

図３に示されるように、Ｘ軸方向に見た場合に、ネジ部材３４０は、ブロック３３０からＺ軸方向にずれた位置に設けられている。ブロック３３０は、Ｙ軸方向における高さ領域Ｈに設けられている。ネジ部材３４０は、Ｙ軸方向において、高さ領域Ｈに設けられている。図４に示されるように、Ｚ軸方向におけるネジ部材３４０およびブロック３３０の間の長さは、Ｚ軸方向におけるブロック３３０および切り欠き３２１の間の長さよりも小さい。

【0059】

段取りユニット２６０は、複数のネジ部材３４０を有する。複数のネジ部材３４０は、Ｙ軸方向において、互いに間隔を開けて設けられている。複数のネジ部材３４０は、それぞれ、複数のブロック３３０に対応して設けられている。

【0060】

このような構成において、ネジ部材３４０の頭部に設けられた六角穴にレンチ等の工具を差し込み、その工具を回すことによって、対向部３２２からベース部材３１０に向けて突出するネジ部材３４０の長さを自在に変化させることができる。

【0061】

段取りユニット２６０は、第１位置調整機構３５０をさらに有する。第１位置調整機構３５０は、ブロック３３０に設けられている。第１位置調整機構３５０は、ベース部材３１０に対するブロック３３０の取り付け位置をＸ軸方向に調整可能である。

【0062】

図４から図６に示されるように、ベース部材３１０には、雌ねじ３１６が設けられている。雌ねじ３１６は、Ｚ軸方向に延び、ブロック３３０と対向して開口している。第１位置調整機構３５０は、ボルト３３１と、長孔３３６とから構成されている。長孔３３６は、ブロック３３０に設けられている。長孔３３６は、Ｘ軸方向が長手方向となり、Ｙ軸方向が短手方向となる長孔形状（トラック形状）の開口をなしながら、Ｚ軸方向に延びている。ボルト３３１が、長孔３３６に挿入され、雌ねじ３１６に螺合されることによって、ブロック３３０がベース部材３１０に取り付けられている。

【0063】

段取りユニット２６０は、複数の第１位置調整機構３５０を有する。複数の第１位置調整機構３５０は、それぞれ、複数のブロック３３０に対応して設けられている。本実施の形態では、各ブロック３３０に対して、ボルト３３１および長孔３３６が対になった組が、Ｙ軸方向において間隔を開けて２つずつ設けられている。

【0064】

このような構成において、ボルト３３１が挿入される長孔３３６の位置をＸ軸方向にシフトさせることによって、ベース部材３１０に対するブロック３３０の取り付け位置をＸ軸方向に自在に変化させることができる。

【0065】

段取りユニット２６０は、複数の第２位置調整機構３６０をさらに有する。複数の第２位置調整機構３６０は、工具ラック３２０（延出部３２３）に設けられている。複数の第２位置調整機構３６０は、Ｙ軸方向に間隔を開けて設けられている。第２位置調整機構３６０は、ブロック３３０に対する工具ラック３２０の取り付け位置をＺ軸方向に調整可能である。

【0066】

図３、図４および図７に示されるように、ベース部材３１０には、雌ねじ３１７が設けられている。雌ねじ３１７は、Ｘ軸方向に延び、工具ラック３２０と対向して開口している。第２位置調整機構３６０は、ボルト３２７と、長孔３２８とから構成されている。長孔３２８は、工具ラック３２０に設けられている。長孔３２８は、Ｚ軸方向が長手方向となり、Ｙ軸方向が短手方向となる長孔形状（トラック形状）の開口をなしながら、Ｘ軸方向に延びている。ボルト３２７が、長孔３２８に挿入され、雌ねじ３１７に螺合されることによって、工具ラック３２０がブロック３３０に取り付けられている。

【0067】

複数の第２位置調整機構３６０は、それぞれ、複数のブロック３３０に対応して設けられている。本実施の形態では、各ブロック３３０に対して、ボルト３２７および長孔３２８が対になった組が、Ｙ軸方向において間隔を開けて２つずつ設けられている。

【0068】

このような構成において、ボルト３２７が挿入される長孔３２８の位置をＺ軸方向にシフトさせることによって、ブロック３３０に対する工具ラック３２０の取り付け位置をＺ軸方向に自在に変化させることができる。

【0069】

以上に説明した、この発明の実施の形態における工具マガジン１００の構成をまとめると、本実施の形態における工具マガジン１００は、ベース部材３１０と、第１方向（Ｘ軸方向）においてベース部材３１０と対向する対向部３２２と、対向部３２２から、第１方向（Ｘ軸方向）と直交する第２方向（Ｚ軸方向）に延出し、工具が第２方向（Ｚ軸方向）に沿って挿抜される切り欠き３２１が設けられる延出部３２３とを有し、第１方向（Ｘ軸方向）が厚み方向に対応するプレートからなる工具ラック３２０と、第１方向（Ｘ軸方向）において延出部３２３と対向し、ベース部材３１０に取り付けられるブロック３３０と、対向部３２２に螺合され、第１方向（Ｘ軸方向）に延びるネジ部材３４０と、ベース部材３１０に対するブロック３３０の取り付け位置を第１方向（Ｘ軸方向）に調整可能な第１位置調整機構３５０とを備える。
段取りステーション２００は、上下方向に延びる所定軸５１０を中心に旋回可能な旋回体２３０と、所定軸５１０の半径方向外側における旋回体２３０の端部に設けられる段取りユニット２６０とを備える。旋回体２３０は、上下方向に延びる柱からなり、旋回体２３０の上記端部で旋回体２３０の骨格をなすベース部材３１０を含む。段取りユニット２６０は、第１方向（Ｘ軸方向）においてベース部材３１０と対向する対向部３２２と、対向部３２２から、第１方向（Ｘ軸方向）と直交する第２方向（Ｚ軸方向）に延出し、工具が第２方向（Ｚ軸方向）に沿って挿抜される切り欠き３２１が設けられる延出部３２３とを有し、第１方向（Ｘ軸方向）が厚み方向に対応するプレートからなる工具ラック３２０と、第１方向（Ｘ軸方向）において延出部３２３と対向するとともに、工具ラック３２０と当接し、ベース部材３１０に取り付けられるブロック３３０と、対向部３２２に螺合され、第１方向（Ｘ軸方向）に延びるとともに、その先端でベース部材３１０と当接し、対向部３２２からベース部材３１０に向けて突出する長さを変化させることが可能であるネジ部材３４０と、ブロック３３０に設けられ、ベース部材３１０に対するブロック３３０の取り付け位置を第１方向（Ｘ軸方向）に調整可能な第１位置調整機構３５０とを含む。第１方向（Ｘ軸方向）が、所定軸５１０の半径方向に対応し、第２方向（Ｚ軸方向）が、所定軸５１０を中心とする円周の接線方向に対応する。

【0070】

このような構成によれば、ネジ部材３４０を回転させることにより、対向部３２２からのネジ部材３４０の突出長さを変化させつつ、第１位置調整機構３５０により、ベース部材３１０に対するブロック３３０の取り付け位置をＸ軸方向に調整して、ブロック３３０に対する工具ラック３２０の当接位置をＸ軸方向に変化させることによって、工具ラック３２０の傾き（Ｙ軸方向に見た場合のＺ軸に対する工具ラック３２０の傾き）を、Ｚ軸方向に沿った工具の挿抜方向に合うように調整することができる。これにより、工具ラック３２０の取り付け姿勢を容易に調整して、切り欠き３２１に対する工具の挿抜を円滑にできる。

【0071】

また、延出部３２３には、第１方向（Ｘ軸方向）および第２方向（Ｚ軸方向）と直交する第３方向（Ｙ軸方向）に間隔を開けて並ぶ複数の切り欠き３２１が設けられている。工具マガジン１００は、第３方向（Ｙ軸方向）において間隔を開けて並ぶ複数のブロック３３０と、第３方向（Ｙ軸方向）において間隔を開けて並び、第１方向（Ｘ軸方向）に見た場合に、複数のブロック３３０から第２方向（Ｚ軸方向）にずれた位置にそれぞれ設けられる複数のネジ部材３４０と、複数のブロック３３０にそれぞれ設けられる複数の第１位置調整機構３５０とを備える。

【0072】

このような構成によれば、ネジ部材３４０および第１位置調整機構３５０が設けられたＹ軸方向における各位置において、工具ラック３２０の傾きを調整することができる。これにより、Ｙ軸方向に間隔を開けて並ぶ複数の切り欠き３２１の各々において、工具の挿抜を円滑にできる。

【0073】

また、工具ラック３２０は、複数のブロック３３０に取り付けられている。工具マガジン１００は、第３方向（Ｙ軸方向）に間隔を開けて工具ラック３２０に設けられ、各々がブロック３３０に対する工具ラック３２０の取り付け位置を第２方向（Ｚ軸方向）に調整可能な複数の第２位置調整機構３６０を備える。

【0074】

このような構成によれば、第２位置調整機構３６０が設けられたＹ軸方向における各位置において、ブロック３３０に対する工具ラック３２０の取り付け位置をＺ軸方向に変化させることにより、工具ラック３２０の傾き（Ｘ軸方向に見た場合のＹ軸に対する工具ラック３２０の傾き）を、Ｚ軸方向に沿った工具の挿抜方向に合うように調整することができる。これにより、工具の挿抜をさらに円滑にできる。

【0075】

なお、本実施の形態では、本発明が段取りステーション２００に備わった工具ラック３２０の取り付けに適用された場合を説明したが、これに限られず、本発明は、工具格納部１１０に備わった工具ラック１１５の取り付けに適用されてもよい。本発明において、工具は、工具ポットを介さずに、直接工具ラックに保持されるものであってもよい。本発明における工具マガジンが適用される工作機械は、横形マシニングセンタに限られず、たとえば、立形マシニングセンタであってもよいし、旋削機能と、ミーリング機能とを有する複合加工機であってもよい。

【0076】

図８は、工具主軸および工具マガジン間における工具搬送および工具交換の流れの一例を示す図である。

【0077】

図１および図８を参照して、初期状態として、工具主軸３０に対する自動工具交換が実行されたあと、ＡＴＣシャッター７０が閉動作する（Ｓ２０１）。工具主軸３０には、工具Ａが保持され、工具保持装置６０には、使用済みの工具Ｂが保持されている。

【0078】

ＡＴＣシャッター７０が閉状態とされたあと、加工エリア２０では、工具主軸３０が、工具Ａを用いたワーク加工を開始し（Ｓ１０１）、加工エリア２０の外部の工具待機位置Ｋでは、工具保持装置６０から工具搬送装置１３０に工具Ｂが受け渡される（Ｓ３０１）。Ｓ３０１のステップでは、工具搬送装置１３０が、把持部により工具保持装置６０に保持された工具Ｂを把持するとともに、工具保持装置６０が、工具Ｂの保持を解除する。

【0079】

次に、工具搬送装置１３０は、工具待機位置Ｋから、工具Ｂを格納すべき工具ラック１１５に移動する（Ｓ３０２）。次に、工具搬送装置１３０は、工具Ｂを工具ラック１１５に搬入する（Ｓ３０３）。本ステップでは、工具搬送装置１３０が、把持部により把持された工具Ｂを工具ラック１１５に進入させ、把持部による工具Ｂの把持を解除する。次に、工具搬送装置１３０は、次工程で用いられる工具Ｃを格納する工具ラック１１５に移動する（Ｓ３０４）。次に、工具搬送装置１３０は、工具ラック１１５から工具Ｃを搬出する（Ｓ３０５）。本ステップでは、工具搬送装置１３０が、把持部を工具ラック１１５に向けて進入させ、把持部により工具Ｃを把持する。

【0080】

次に、工具搬送装置１３０は、工具ラック１１５から工具待機位置Ｋに向けて移動する（Ｓ３０６）。次に、工具搬送装置１３０は、工具保持装置６０に工具Ｃを受け渡す（Ｓ３０７）。本ステップでは、工具搬送装置１３０が、把持部により把持された工具Ｃを工具保持装置６０に進入させ、把持部による工具Ｃの把持を解除するとともに、工具保持装置６０が、工具Ｃを保持する。

【0081】

工具主軸３０は、工具Ａを用いたワーク加工を完了させる（Ｓ１０２）。工具主軸３０は、加工エリア２０における工具交換位置Ｊに移動する。典型的には、Ｓ１０２のステップの前に、Ｓ３０７のステップが完了する。Ｓ１０２のステップのあと、ＡＴＣシャッター７０が開動作する（Ｓ２０２）。次に、自動工具交換装置４０は、工具主軸３０および工具保持装置６０の間で工具を交換する（Ｓ２０３）。本ステップにより、工具主軸３０には、工具Ｃが保持され、工具保持装置６０には、使用済みの工具Ａが保持される。次に、ＡＴＣシャッター７０が閉動作する（Ｓ２０４）。ＡＴＣシャッター７０が閉状態とされたあと、工具主軸３０は、工具Ｃを用いたワーク加工を開始する（Ｓ１０３）。

【0082】

今回開示された実施の形態はすべ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特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0083】

１０ 工作機械、２０ 加工エリア、３０ 工具主軸、４０ 自動工具交換装置、４５，１３５ 旋回中心軸、５０ 回転中心軸、６０ 工具保持装置、１００ 工具マガジン、１１０ 工具格納部、１１５，３２０ 工具ラック、１２０ 工具ポット、１３０ 工具搬送装置、１４０ マガジンカバー、１４５ マガジン内空間、２００ 段取りステーション、２２０ シャフト、２３０ 旋回体、２３１，２３１Ａ，２３１Ｂ 旋回カバー、２４０ ロックピン、２４５ 検知部、２６０ 段取りユニット、２６０Ａ 第１段取りユニット、２６０Ｂ 第２段取りユニット、３１０，３１０Ａ，３１０Ｂ ベース部材、３１６，３１７，３２６ 雌ねじ、３２２ 対向部、３２３ 延出部、３２７，３３１ ボルト、３２８，３３６ 長孔、３３０ ブロック、３４０ ネジ部材、３５０ 第１位置調整機構、３６０ 第２位置調整機構、５１０ 所定軸、Ｈ 高さ領域、Ｊ 工具交換位置、Ｋ 工具待機位置、Ｌ 旋回位置、Ｔ 工具。

【要約】

【課題】工具ラックの取り付け姿勢を容易に調整することが可能な工具マガジンと、そのような工具マガジンを備える工作機械と、を提供する。
【解決手段】工具マガジンは、ベース部材（３１０）と、第１方向（Ｘ軸方向）においてベース部材（３１０）と対向する対向部（３２２）と、対向部（３２２）から、第１方向（Ｘ軸方向）と直交する第２方向（Ｚ軸方向）に延出し、工具が第２方向（Ｚ軸方向）に沿って挿抜される切り欠き３２１が設けられる延出部３２３とを有する工具ラック３２０と、第１方向（Ｘ軸方向）において延出部（３２３）と対向し、ベース部材（３１０）に取り付けられるブロック（３３０）と、対向部（３２２）に螺合され、第１方向（Ｘ軸方向）に延びるネジ部材（３４０）と、ベース部材（３１０）に対するブロック（３３０）の取り付け位置を第１方向（Ｘ軸方向）に調整可能な第１位置調整機構（３５０）とを備える。
【選択図】図４

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】