(57)【要約】【課題】手動操作により工具を保持部に対し着脱する際に、着脱動作が実行される時点を客観的に予測、又は認識できる工作機械を提供する。【解決手段】工具Ｔが保持される保持部７と、工具Ｔを保持部７に保持する保持動作及び保持部７から解放する解放動作を行う保持機構１０と、保持機構１０に保持動作及び解放動作を実行させる制御部２０と、手動操作信号を制御部２０に入力する手動操作部１８と、猶予状態報知部２１とを備える。制御部２０は、手動操作部１８から操作信号を受信した後、予め定められた猶予時間経過後に、操作信号に対応した駆動信号を保持機構１０に送信して動作させる。猶予状態報知部２１は人が感知可能なエネルギーを出力するエネルギー出力機器２２を備え、制御部から受信した情報を基に猶予時間の残り時間を認識し、残り時間に応じた情報を、エルネギー出力機器２２の出力状態を変化させることによって報知する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具が保持される保持部と、
工具を前記保持部に保持する保持動作と、保持した工具を解放する解放動作とを行う保持機構と、
前記保持機構を駆動して前記保持動作と解放動作とを実行させる制御部と、
前記保持機構に前記保持動作と解放動作とを実行させるための操作信号を前記制御部に入力する手動操作部とを備えて構成され、
前記制御部は、前記手動操作部から入力された操作信号を受信した後、予め定められた猶予時間経過後に、受信した操作信号に対応した駆動信号を前記保持機構に送信して、該操作信号に対応した動作を実行させるように構成された工作機械において、
人が感知可能なエネルギーを外部空間に出力するエネルギー出力機器を備え、前記制御部から受信した情報を基に前記猶予時間の残り時間を認識し、認識された残り時間に応じた情報を、前記エルネギー出力機器から出力されるエネルギーの出力状態を変化させることによって報知する猶予状態報知部を設けたことを特徴とする工作機械。
【請求項２】
前記猶予状態報知部は、前記エネルギー出力機器として光を照射するランプを備え、前記残り時間に応じた情報を、光を照射する前記ランプの点滅によって報知するように構成されるとともに、残り時間が短くなるに従いランプの点滅間隔を短くするように構成されていることを特徴とする請求項１記載の工作機械。
【請求項３】
前記猶予状態報知部は、前記エネルギー出力機器として光を照射するランプを備え、前記残り時間に応じた情報を、前記ランプから照射される光の強度によって報知するように構成されるとともに、残り時間が短くなるに従い照射される光の強度を低くするか、又は高くするように構成されていることを特徴とする請求項１記載の工作機械。
【請求項４】
前記猶予状態報知部は、前記エネルギー出力機器として光を照射する複数のランプを備え、前記残り時間に応じて、予め設定されたランプを点灯させることにより、前記残り時間に応じた情報を報知するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の工作機械。
【請求項５】
前記猶予状態報知部は、前記エネルギー出力機器として音を出力するスピーカを備え、前記残り時間に応じた情報をスピーカから出力される音によって報知するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の工作機械。
【請求項６】
前記猶予状態報知部は、前記スピーカから断続的に音を出力するとともに、前記残り時間が短くなるに従い、出力する音の間隔を短くするように構成されていることを特徴とする請求項５記載の工作機械。
【請求項７】
前記猶予状態報知部は、前記スピーカから音声を出力するように構成され、前記残り時間を音声によるカウントダウンによって報知するように構成されていることを特徴とする請求項５記載の工作機械。
【請求項８】
前記手動操作部は、直近に入力した操作信号をキャンセルするキャンセル信号を前記制御部に入力するように構成され、
前記制御部は、前記猶予時間が経過する前に、前記手動操作部からキャンセル信号が入力されたとき、キャンセル信号より前に入力された操作信号に対応した駆動信号の前記保持機構への送信を中止するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至７記載のいずれかの工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工具を保持する保持部を有し、この保持部に対して、手動により工具を着脱することができるように構成された工作機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、マシニングセンタなどの工作機械は、主軸に工具を保持し、この主軸を主軸モータにより回転させた状態で、当該主軸と、ワークが取り付けられた適宜テーブルとを三次元空間内で相対的に移動させることによって、ワークを加工するように構成される。
【０００３】
そして、主軸には、工具を当該主軸の保持穴に保持する保持機構が設けられており、この保持機構は数値制御装置などの適宜制御装置によって制御され、工具を保持する保持動作と、保持した工具を解放する解放動作とを実行する。
【０００４】
また、このような工作機械では、一般的に、手動によって、工具を主軸に対し着脱することができるように構成されている。例えば、手動により工具を着脱する位置として設定された着脱位置の近辺に、着脱操作を行うための操作ボタンを設置し、オペレータがこの操作ボタンを操作することにより、当該操作ボタンから操作に対応した信号が前記制御装置に送信され、当該制御装置による制御の下で前記保持機構が駆動され、主軸に対する工具の着脱が実行される。
【０００５】
具体的には、オペレータが主軸を前記着脱位置に移動させた後、工具を把持した状態で取り外し用の操作ボタンを操作することにより、当該操作ボタンから取り外し信号が前記制御装置に送信され、この制御装置による制御の下で、保持機構が解放動作を行う。これにより、主軸に保持された工具が解放され、オペレータは解放された工具を主軸から取り外す。
【０００６】
一方、工具を主軸に取り付ける場合、同様に、オペレータが主軸を前記着脱位置に移動させた後、工具を主軸の保持穴に挿入させた状態で取り付け用の操作ボタンを操作することにより、当該操作ボタンから取り付け信号が前記制御装置に送信され、この制御装置による制御の下で、保持機構が保持動作を行い、これにより、主軸の保持穴に工具が取り付けられる。
【０００７】
ところで、工作機械に用いられる工具には、ドリルやエンドミルなどの比較的軽量の工具もあれば、フェイスミルやボーリングバーといった比較的重い工具も存在する。そして、このような重い工具を手動によって主軸から取り外す場合に、オペレータが取り外し用の操作ボタンを操作した直後に、前記保持機構による解放動作が行なわれると、オペレータが工具を受け取るための十分な体勢を整える前に工具が解放されることがあり、この場合には、オペレータが工具を受け取り損なって当該工具が落下するという問題を生じる。特に、立形の工作機械の場合には、オペレータが工具を落下させ易い。
【０００８】
また、従来、工具の先端に開口するスルーホールを当該工具に形成して、このスルーホールを通じてその開口部からクーラントを吐出させるように構成された工作機械が存在するが、この工作機械の場合、通常、工具の後端部とクーラント供給部とを密接に接触させるために主軸の保持穴内にバネ体が装着されている。このため、前記保持機構が解放動作を行って工具を解放すると、前記バネ体の付勢力によって工具が主軸から飛び出す現象を生じ、このような飛び出し現象のために、工具が比較的軽量であっても、オペレータが工具を受け損ねて、当該工具が落下するといった事態が起こり得る。
【０００９】
また、逆に、工具を主軸に取り付ける場合に、工具が重い場合には、オペレータが工具を主軸の保持穴に確実に挿入しない状態で、取り付け用の操作ボタンを操作することがあり、このような場合には、工具を主軸に対して精度良く装着することができない場合が起こり得る。特に、立形の工作機械の場合には、このような問題を生じ易い。
【００１０】
そこで、従来、このような問題に対処すべく、下記特許文献１に開示されるような放電加工装置（工作機械）が提案されている。即ち、この放電加工装置は、クランプ（保持）又はアンクランプ（解放）を実行する操作を検出してから、被把持物の支持準備期間としてユーザが設定した時間が経過することを計測するタイマと、このタイマがタイムアウトした際に、検出した操作に対応する動作をクランプ装置に実行させるクランパ制御部とを備えている。
【００１１】
この放電加工装置によれば、被把持物の重量が重くて作業者が片手で支えられなくても、タイマがカウントダウンしている間に作業者は被把持物を両手で保持することができるようになり、クランプ装置からアンクランプされた被把持物が落下したり、被把持物を不完全な状態でクランプ装置にクランプさせたりすることを防止できる、とのことである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特許第５１２８０１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところが、従来、上述した特許文献１に開示されたタイマ及びクランパ制御部を備えた工作機械においても、主軸に対する工具の着脱の際に、オペレータが十分な体勢でこれを行うことができないという問題は、依然として解決されないでいた。
【００１４】
即ち、オペレータが手動操作を行った後、タイマによって設定された時間経過後に、手動操作に対応した着脱動作が実行されるようにすることで、オペレータは着脱動作に対応するための時間的な余裕ができるものの、当該着脱動作が具体的に何時実行されるかについては、オペレータはこれを感覚的にしか把握できないため、必ずしも十分な体勢で当該着脱動作に対応することができないのである。
【００１５】
例えば、工具を主軸から取り外す場合に、オペレータは当該操作ボタンを操作した後、十分な猶予時間があれば、取り外すべき工具を十分に把持した体勢を取り得るものの、解放される時点が不明な場合には、オペレータは緊張感を持った状態で準備体勢を維持することができない。このため、オペレータにとっては不意に工具が解放されることとなり、結果、オペレータは工具の解放動作に適切に対応することができず、急に負荷がかかることによって、体勢を乱したり、工具を落下させることになる。このことは、工具を主軸に取り付ける場合も同様である。
【００１６】
本発明は以上の実情に鑑みなされたものであって、手動操作によって工具を主軸に対し着脱する際に、当該操作によって着脱動作が実行される時点をオペレータが客観的に予測、又は認識することができる工作機械の提供を、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するための本発明は、
工具が保持される保持部と、
工具を前記保持部に保持する保持動作と、保持した工具を解放する解放動作とを行う保持機構と、
前記保持機構を駆動して前記保持動作と解放動作とを実行させる制御部と、
前記保持機構に前記保持動作と解放動作とを実行させるための操作信号を前記制御部に入力する手動操作部とを備えて構成され、
前記制御部は、前記手動操作部から入力された操作信号を受信した後、予め定められた猶予時間経過後に、受信した操作信号に対応した駆動信号を前記保持機構に送信して、該操作信号に対応した動作を実行させるように構成された工作機械において、
人が感知可能なエネルギーを外部空間に出力するエネルギー出力機器を備え、前記制御部から受信した情報を基に前記猶予時間の残り時間を認識し、認識された残り時間に応じた情報を、前記エルネギー出力機器から出力されるエネルギーの出力状態を変化させることによって報知する猶予状態報知部を設けた工作機械に係る。
【００１８】
この工作機械によれば、オペレータが手動により保持部に対して工具を着脱させるべく手動操作部を操作すると、手動操作部から対応した操作信号が制御部に送信される。そして、制御部は手動操作部から入力された操作信号を受信した後、予め定められた猶予時間経過後に、受信した操作信号に対応した駆動信号を前記保持機構に送信して、該操作信号に対応した動作を実行させる。
【００１９】
一方、猶予状態報知部は、制御部から受信した情報を基に猶予時間の残り時間を認識し、認識された残り時間に応じた情報を、エルネギー出力機器から出力するエネルギーの出力状態を変化させることによって報知する。斯くして、オペレータはエルネギー出力機器から出力されるエネルギーの出力状態の変化を基に、保持機構によって動作が実行されるまでの残り時間を客観的に予測、又は認識することができ、着脱動作に応じた体勢を整えることができる。したがって、オペレータが保持部から工具を取り外す際には、保持部から取り外される工具を確実に保持することができ、また、保持部に工具を装着する際には、保持部に対して当該工具を精度よく取り付けることができる。
【００２０】
尚、猶予状態報知部は、猶予時間の残り時間に関する情報を制御部から直接受信することによって当該残り時間を認識することができ、或いは、制御部で設定された猶予時間に関する情報を保持し、手動操作部から操作信号が入力されると、当該操作信号を前記制御部を介し受信して、当該猶予時間の残り時間を算出することにより、当該残り時間を認識することができる。
【００２１】
本発明において、前記猶予状態報知部は、前記エネルギー出力機器として光を照射するランプを備え、前記残り時間に応じた情報を、光を照射する前記ランプの点滅によって報知するように構成されるとともに、残り時間が短くなるに従いランプの点滅間隔を短くするように構成された態様を採ることができる。このような態様では、オペレータは、ランプの点滅間隔を認識することで、保持機構が動作を実行するまでの残り時間を客観的に予測、又は認識することができる。
【００２２】
また、本発明において、前記猶予状態報知部は、前記エネルギー出力機器として光を照射するランプを備え、前記猶予時間の残り時間に応じた情報を、前記ランプから照射される光の強度によって報知するように構成されるとともに、残り時間が短くなるに従い照射される光の強度を低くするか、又は高くするように構成された態様を採ることができる。このような態様では、オペレータは、転倒されるランプの強度を認識することで、保持機構が動作を実行するまでの残り時間を客観的に予測、又は認識することができる。
【００２３】
尚、上記各態様において、エネルギー出力機器としてのランプには、工作機械の加工領域内を照明するランプを適用することができる。
【００２４】
また、本発明において、前記猶予状態報知部は、前記エネルギー出力機器として光を照射する複数のランプを備え、前記猶予時間の残り時間に応じて、予め設定されたランプを点灯させることにより、前記猶予時間の残り時間に応じた情報を報知するように構成された態様を採ることができる。このような態様では、オペレータは、点灯されるランプを確認することで、保持機構が動作を実行するまでの残り時間を客観的に予測、又は認識することができる。尚、複数のランプは、これらを一列に配置し、残り時間に応じて、順次ランプを点灯させる態様とすることができる。或いは、複数のランプをそれぞれ異なる発光色として、残り時間に応じた色のランプを点灯させる態様とすることができる。
【００２５】
また、本発明において、前記猶予状態報知部は、前記エネルギー出力機器として音を出力するスピーカを備え、前記猶予時間の残り時間に応じた情報をスピーカから出力される音によって報知するように構成された態様を採ることができる。このような態様では、オペレータは、スピーカから出力される音によって、保持機構が動作を実行するまでの残り時間を客観的に予測、又は認識することができる。
【００２６】
また、本発明において、前記猶予状態報知部は、前記スピーカから断続的に音を出力するとともに、前記猶予時間の残り時間が短くなるに従い、出力する音の間隔を短くするように構成された態様を採ることができる。このような態様では、オペレータは、スピーカから断続的に出力される音の間隔を認識することによって、保持機構が動作を実行するまでの残り時間を客観的に予測、又は認識することができる。
【００２７】
また、本発明において、前記猶予状態報知部は、前記スピーカから音声を出力するように構成され、前記猶予時間の残り時間を音声によるカウントダウンによって報知するように構成された態様を採ることができる。このような態様では、オペレータは、スピーカから音声によって出力されるカウントを認識することで、保持機構が動作を実行するまでの残り時間を客観的に予測、又は認識することができる。
【００２８】
また、上述した各態様の工作機械において、前記手動操作部は、直近に入力した操作信号をキャンセルするキャンセル信号を前記制御部に入力するように構成され、
前記制御部は、前記猶予時間が経過する前に、前記手動操作部からキャンセル信号が入力されたとき、キャンセル信号より前に入力された操作信号に対応した駆動信号の前記保持機構への送信を中止するように構成されているのが好ましい。
【００２９】
上述したように上記各態様の工作機械では、オペレータは保持機構が動作を実行するまでの残り時間を客観的に予測、又は認識することができるものの、オペレータ側では、保持機構が動作を実行するまでに、何らかの理由によって、手動操作に応じた体勢を十分に整えることができない場合がある。この場合に、手動操作に応じた保持機構の動作が実行されると、結局、保持部に工具を精度良く取り付けたり、保持部から取り外される工具を確実に保持するといったことが達成できない状況が起こり得る。そこで、オペレータが十分な体勢を整えることができないような場合に、猶予時間が経過する前に、手動操作部からキャンセル信号を入力して、当該キャンセル信号より前に入力された操作信号をキャンセルすることで、上記のような問題が生じるのを防止することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、オペレータはエルネギー出力機器から出力されるエネルギーの出力状態の変化を基に、保持機構によって動作が実行されるまでの残り時間を客観的に予測、又は認識することができ、着脱動作に応じた体勢を整えることができる。したがって、オペレータが保持部から工具を取り外す際には、保持部から取り外される工具を確実に保持することができ、また、保持部に工具を装着する際には、保持部に対して当該工具を精度よく取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態に係る工作機械を示した斜視図である。
【図２】本実施形態に係る工作機械の概略構成を示した説明図である。
【図３】本発明の他の態様に係るエネルギー出力機器を示した正面図である。
【図４】本発明の更に他の態様に係るエネルギー出力機器を示した正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の具体的な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３３】
図１に示すように、本例の工作機械１は立形のマシニングセンタであり、同図１に示したベッド２、ベッド２上に立設されたコラム３、ベッド２上にＹ軸方向に移動可能に設けられたサドル４、サドル４上にＸ軸方向に移動可能に設けられたテーブル５、及び前記コラム３にＺ軸方向に移動可能に支持された主軸頭６、並びに図２に示した手動操作部１８、数値制御装置２０及び猶予状態報知部２１などを備えている。尚、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は相互に直交する移動軸であり、Ｚ軸は垂直軸である。
【００３４】
図２に示すように、前記主軸頭６には垂直軸を中心として回転可能に主軸７が保持されている。この主軸７の中心の前端部（下端部）には、その端面に開口するテーパ状の装着穴（保持穴）８が形成されており、主軸７は工具Ｔを保持する保持部として機能し、この装着穴８に工具Ｔが装着される。
【００３５】
また、主軸７の中心には、前記装着穴８に通じる貫通穴９が形成されており、この貫通穴９内には、下端部が前記装着穴８に臨むように挿入された管状の外筒部材１２、この外筒部材１２の下端部に挿入されたコレット１１、下端部が前記コレット１１と係合するように外筒部材１２に挿入されたドローバー１３、ドローバー１３に外嵌するように設けられた皿バネ１４などが配設されている。
【００３６】
これらコレット１１、外筒部材１２、ドローバー１３及び皿バネ１４は保持機構１０の一部を構成するもので、保持機構１０としてはこの他に、ドローバー１３に接続される油圧シリンダ１５、油圧シリンダ１５へ圧油を供給する圧油供給源１６及びこの圧油供給源１６から油圧シリンダ１５への圧油の供給と停止を切り換える切換弁１７が設けられている。
【００３７】
前記皿バネ１４はドローバー１３を後方（上方）に引き上げるように付勢しており、前記切換弁１７の切換作用によって油圧シリンダ１５への圧油の供給が停止されると、皿バネ１４の付勢作用によってドローバー１３が上方に引き上げられ、これによりドローバー１３と共にコレット１１が上方に引き上げられて、当該コレット１１が閉じられる。以上の動作が保持機構１０における保持動作となる。
【００３８】
一方、前記切換弁１７の切換作用によって油圧シリンダ１５に圧油が供給されると、前記油圧シリンダ１５は前記皿バネ１４の付勢力に抗してドローバー１３を前方（下方）に移動させ、これにより当該ドローバー１３と共にコレット１１が下方に移動して、当該コレット１１が開かれる。以上の動作が保持機構１０における解放動作となる。
【００３９】
斯くして、保持機構１０が解放動作を行った状態、即ち、油圧シリンダ１５に圧油が供給され、これによりドローバー１３及びコレット１１が下方に移動して、当該コレット１１を開いた状態で、工具Ｔを主軸７の装着穴８に挿入すると、そのプルスタッドＴａがコレット１１内に挿入された状態となる。
【００４０】
ついで、保持機構１０に保持動作を実行させる、即ち、切換弁１７を切り換えて油圧シリンダ１５への圧油の供給を停止させ、皿バネ１４の付勢力によりドローバー１３及びコレット１１を上方に移動させると、コレット１１が閉じられて、当該コレット１１によって工具ＴのプルスタッドＴａが把持されるとともに、工具Ｔが装着穴８に引き込まれる。これにより工具Ｔが主軸７に取り付けられる。
【００４１】
一方、保持機構１０に解放動作を実行させる、即ち、切換弁１７を切り換えて油圧シリンダ１５に圧油を供給させ、皿バネ１４の付勢力に抗してドローバー１３及びコレット１１を下方に移動させると、当該コレット１１が開かれ、これにより当該コレット１１による把持から工具Ｔが解放され、当該工具Ｔを装着穴８から引き抜くことが可能となる。
【００４２】
このような保持機構１０の保持動作及び解放動作は、前記手動操作部１８及び数値制御装置２０によって制御される。前記手動操作部１８は、保持機構１０に保持動作及び解放動作を行わせるための操作信号、並びに入力した操作信号をキャンセルするための信号（キャンセル信号）を入力する機器であり、本例では、保持動作を行わせる取付ボタン、解放動作を行わせる取外ボタン、及びキャンセル用のキャンセルボタンを備えている。この手動操作部１８は、オペレータが手動により主軸７に対して工具Ｔを着脱する際に、操作可能な位置に配設されている。
【００４３】
前記数値制御装置２０は工作機械１の送り装置（図示せず）や主軸モータ（図示せず）などを制御する制御装置であり、前記手動操作部１８から操作信号を受信すると、当該操作信号を受信したことを表す信号（受信信号）を後述する報知制御部２３に送信すると共に、操作信号を受信した時点からの経過時間をカウントし、経過時間が予め設定された猶予時間に達した後、即ち、予め設定された猶予時間が経過した後、受信した操作信号に対応する駆動信号を前記保持機構１０の切換弁１７に送信して、当該切換弁１７を動作させる。
【００４４】
具体的には、手動操作部１８から保持（動作）信号（取付信号）が入力されると、数値制御装置２０は猶予時間経過後に、切換弁１７に停止用の信号（駆動信号）を送信して、油圧シリンダ１５への圧油の供給を停止させる。一方、手動操作部１８から解放（動作）信号（取外信号）が入力されると、数値制御装置２０は、猶予時間経過後に、切換弁１７に供給用の信号（駆動信号）を送信して、油圧シリンダ１５に圧油を供給させる。
【００４５】
また、数値制御装置２０は、手動操作部１８から操作信号（取付信号又は取外信号）を受信後、猶予時間経過前に、更に手動操作部１８からキャンセル信号を受信すると、その前に受信した操作信号に応じた駆動信号の切換弁１７への送信を中止する。
【００４６】
前記猶予状態報知部２１は、オペレータが手動により主軸７に対して工具Ｔを着脱する際に視認できるように、主軸頭７の下端付近に設けられたランプ２２と、このランプ２２の点灯状態を制御する報知制御部２３とから構成される。
【００４７】
前記報知制御部２３は、前記数値制御装置２０から前記受信信号を受信したとき前記ランプ２２を予め設定された時間間隔で点滅するように点灯させ、以後、報知制御部２３は、前記猶予時間の残り時間を認識しながら、認識された残り時間が短くなるに従って短い時間間隔となるようにランプ２２を点滅させ、猶予時間が経過したとき、ランプ２２を消灯させる。
【００４８】
尚、点滅させる時間間隔を短くする手法としては、段階的に短くする、或いは、連続的に短くする方法を採り得るが、段階的に短くする方が、オペレータが残り時間を把握し易い。また、報知制御部２３が残り時間を認識する手法としては、数値制御装置２０から残り時間に関する情報を直接受信する態様や、或いは、数値制御装置２０で設定された猶予時間に関する情報を保持し、数値制御装置２０から前記受信信号を受信した後、猶予時間の残り時間を演算（カウント）することによって、当該残り時間を認識することができる。
【００４９】
以上の構成を備えた本例の工作機械１によれば、オペレータは以下のようにして主軸７に対して工具Ｔを着脱する。
【００５０】
即ち、まず、図示しない操作盤を介して、前記数値制御装置２０による制御の下で、主軸頭６を工具着脱位置として設定されたＺ軸方向の下方位置に移動させる。尚、このとき、主軸７には工具Ｔが装着されているものとし、オペレータは主軸７から現工具Ｔを取り外した後、新たな工具Ｔを主軸７に装着するものとする。
【００５１】
次に、オペレータは、主軸７に取り付けられた工具Ｔを片手で把持した状態で手動操作部１８の取外ボタンを押した後、例えば、取外し対象の工具Ｔの重量が重い等の場合には、当該工具Ｔを両手で把持するなど、適切な体勢を取る。
【００５２】
オペレータが取外ボタンを押すと、手動操作部１８から取外信号が数値制御装置２０に送信され、数値制御装置２０は取外信号を受信した後、前記受信信号を報知制御部２３に送信すると共に、受信した時点からの経過時間をカウントし、経過時間が予め設定された猶予時間に達したとき、取外信号に対応した駆動信号（供給用信号）を前記切換弁１７に送信して、油圧シリンダ１５に圧油を供給させる。これにより、ドローバー１３及びコレット１１が下方に移動して、当該コレット１１が開かれ、オペレータは当該工具Ｔを装着穴８から引き抜くことが可能となる。
【００５３】
一方、報知制御部２３は、数値制御装置２０から前記受信信号を受信した後、ランプ２２を予め設定された時間間隔で点滅するように点灯させ、以後、報知制御部２３は、前記猶予時間の残り時間を認識しながら、認識された残り時間が短くなるに従って短い時間間隔となるようにランプ２０を点滅させ、猶予時間が経過したとき、ランプ２２を消灯させる。斯くして、オペレータは、ランプ２０の点滅間隔を認識することで、工具Ｔが保持機構１０による保持から解放されるまでの残り時間を客観的に予測、又は認識することができ、主軸７から工具Ｔが脱着される際に、当該工具Ｔを受け取るための十分な体勢を整えることができる。したがって、オペレータは、工具Ｔの重量が重い場合でも余裕を持ってこれを取り外すことができる。
【００５４】
次に、オペレータは、新たな工具Ｔを主軸７の装着穴８に挿入した状態で手動操作部１８の取付ボタンを押す。オペレータが取付ボタンを押すと、手動操作部１８から取付信号が数値制御装置２０に送信され、数値制御装置２０は取付信号を受信した後、前記受信信号を報知制御部２３に送信すると共に、受信した時点からの経過時間をカウントし、経過時間が予め設定された猶予時間に達したとき、取付信号に対応した駆動信号（停止用信号）を前記切換弁１７に送信して、油圧シリンダ１５への圧油の供給を停止させる。これにより、ドローバー１３及びコレット１１が上方に移動して、当該コレット１１が閉じられ、工具Ｔが主軸７の装着穴８に装着される。
【００５５】
一方、報知制御部２３は、数値制御装置２０から前記受信信号を受信した後、ランプ２２を予め設定された時間間隔で点滅するように点灯させ、以後、報知制御部２３は、前記猶予時間の残り時間を認識しながら、認識された残り時間が短くなるに従って短い時間間隔となるようにランプ２０を点滅させ、猶予時間が経過したとき、ランプ２２を消灯させる。これにより、オペレータは、ランプ２０の点滅間隔を認識することで、新たな工具Ｔが保持機構１０によって保持されるまでの残り時間を客観的に予測、又は認識することができる。したがって、オペレータは、主軸７の装着穴８に工具Ｔが装着される際に、当該工具Ｔを装着穴８に押し付けるなど、当該工具Ｔを主軸７に装着するための十分な対応を取ることができ、工具Ｔの重量が重い場合でも精度良く主軸７に装着することができる。
【００５６】
尚、上述のように、オペレータは主軸７に対して工具Ｔを着脱する際に、十分に余裕を持って当該着脱動作を行うことができるが、それでもなお、何らかの要因によって、保持機構１０による保持、解放動作が実行されるまでに、十分な体勢を整えることができない場合が起こり得るが、この場合、オペレータは、猶予時間が経過する前に手動操作部１８のキャンセルボタンを押して、先に入力した操作をキャンセルすることができる。
【００５７】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明が採り得る具体的な態様は、何らこれに限定されるものではない。
【００５８】
例えば、上例では、工作機械１としてマシニングセンタを例示したが、本発明を適用可能な工作機械はこれに限られるものではなく、従来公知の全ての工作機械が含まれる。また、上例では、工具Ｔを保持部として主軸７を例示したが、これに限られるものではなく、工作機械において工具Ｔを保持する全て保持部が本発明における保持部に含まれる。
【００５９】
また、上例では、報知制御部２３が猶予時間の残り時間が短くなるにしたがって短い時間間隔でランプ２２を点滅させるように構成したが、これに限られるものではなく、報知制御部２３は、前記受信信号を受信した後、前記ランプ２２を常時点灯させるように構成され、前記残り時間が短くなるに従ってランプ２２の発光強度を低くするか、又は高くするように構成されていても良い。このような態様によっても、オペレータは保持機構１０が動作を実行するまでの残り時間を客観的に予測、又は認識することができる。
【００６０】
また、上例では、ランプ２２を用いて、前記猶予時間の残り時間に関する情報を報知するようにしたが、これに限られるものではなく、前記報知制御部２３は、当該工作機械１の加工領域内を照明するために設けられたランプの点灯状態（点滅や発光強度）を制御することにより、前記残り時間に関する情報を報知する態様であっても良い。
【００６１】
また、上例では、一つのランプ２２を用いて前記残り時間に関する情報を報知するようにしたが、これに限られるものではなく、前記ランプ２２に代えて、図３に示すような複数（この例では５個）のランプ２４〜２８を主軸頭６に設けた構成としても良い。この場合、報知制御部２３は、前記残り時間に応じて予め設定されたランプ２４〜２９を選択的に点灯させることによって、前記残り時間に応じた情報を報知する態様を採ることができる。例えば、残り時間が短くなるにしたがって、一番上のランプ２４から順次下のランプを点灯させる態様、逆に、一番下のランプ２８から順次上のランプを点灯させる態様が例示される。また、この場合に、各ランプ２４〜２８の発光色をそれぞれで異なる色にすることができる。このような態様によっても、オペレータは保持機構１０が動作を実行するまでの残り時間を客観的に予測、又は認識することができる。
【００６２】
また、上例のランプ２２に代えて図４に示したスピーカ２９をオペレータが工具Ｔの着脱動作を行う近傍に配置した態様としても良い。この場合、報知制御部２３は、前記残り時間に応じた情報をスピーカ２９から出力される音によって報知するように構成され、例えば、スピーカ２９から音を断続的に出力させ、前記残り時間が短くなるに従い、出力する音の間隔を短くするように構成された態様を採ることができる。或いは、報知制御部２３は、前記スピーカ２９から音声を出力させるように構成され、前記残り時間を音声によるカウントダウンによって報知するように構成された態様を採ることができる。これら態様によっても、オペレータは保持機構が動作を実行するまでの残り時間を客観的に予測、又は認識することができる。
【００６３】
要するところ、前記ランプ２２は、人が感知可能なエネルギーを外部に出力することが可能なエネルギー出力機器であって、当該エネルギーの出力状態を変化させること可能なエルネギー出力機器であれば良く、報知制御部２３は、前記残り時間に応じてエルネギー出力機器から出力されるエネルギーの出力状態を変化させる態様を採ることができる。
【００６４】
繰り返しになるが、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形および変更が適宜可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲内と均等の範囲内での実施形態からの変更が含まれる。
【符号の説明】
【００６５】
１    工作機械
６    主軸頭
７    主軸
８    装着穴
１０  保持機構
１１  コレット
１２  外筒部材
１３  ドローバー
１４  皿バネ
１５  油圧シリンダ
１６  圧油供給源
１７  切換弁
１８  手動操作部
２０  数値制御装置
２１  猶予招待報知部
２２  ランプ
２３  報知制御部
２４〜２８  ランプ
２９  スピーカ
【図１】
2020040166.tif 000003
【図２】
2020040166.tif 000004
【図３】
2020040166.tif 000005
【図４】
2020040166.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】令和1年11月12日(2019.11.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
工具が保持される保持部と、
工具を前記保持部に保持する保持動作と、保持した工具を解放する解放動作とを行う保持機構と、
前記保持機構を駆動して前記保持動作と解放動作とを実行させる制御部と、
前記保持機構に前記保持動作と解放動作とを実行させるための操作信号を前記制御部に入力する手動操作部とを備えて構成され、
前記制御部は、前記手動操作部から入力された操作信号を受信した後、予め定められた猶予時間経過後に、受信した操作信号に対応した駆動信号を前記保持機構に送信して、該操作信号に対応した動作を実行させるように構成された工作機械において、
人が感知可能なエネルギーを外部空間に出力するエネルギー出力機器を備え、前記制御部から受信した情報を基に前記猶予時間の残り時間を認識し、認識された残り時間に応じた情報を、前記エネルギー出力機器から出力されるエネルギーの出力状態を変化させることによって報知する猶予状態報知部を設けるとともに、
前記エネルギー出力機器を、前記工作機械の機内であって、オペレータが前記工具を前記保持部に対して着脱する動作中に、該エネルギー出力機器から出力されるエネルギーの出力状態の変化を認識可能な位置に配設したことを特徴とする工作機械。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
上記課題を解決するための本発明は、
工具が保持される保持部と、
工具を前記保持部に保持する保持動作と、保持した工具を解放する解放動作とを行う保持機構と、
前記保持機構を駆動して前記保持動作と解放動作とを実行させる制御部と、
前記保持機構に前記保持動作と解放動作とを実行させるための操作信号を前記制御部に入力する手動操作部とを備えて構成され、
前記制御部は、前記手動操作部から入力された操作信号を受信した後、予め定められた猶予時間経過後に、受信した操作信号に対応した駆動信号を前記保持機構に送信して、該操作信号に対応した動作を実行させるように構成された工作機械において、
人が感知可能なエネルギーを外部空間に出力するエネルギー出力機器を備え、前記制御部から受信した情報を基に前記猶予時間の残り時間を認識し、認識された残り時間に応じた情報を、前記エネルギー出力機器から出力されるエネルギーの出力状態を変化させることによって報知する猶予状態報知部を設けるとともに、
前記エネルギー出力機器を、前記工作機械の機内であって、オペレータが前記工具を前記保持部に対して着脱する動作中に、該エネルギー出力機器から出力されるエネルギーの出力状態の変化を認識可能な位置に配設した工作機械に係る。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
一方、猶予状態報知部は、制御部から受信した情報を基に猶予時間の残り時間を認識し、認識された残り時間に応じた情報を、エネルギー出力機器から出力するエネルギーの出力状態を変化させることによって報知する。斯くして、オペレータはエネルギー出力機器から出力されるエネルギーの出力状態の変化を基に、保持機構によって動作が実行されるまでの残り時間を客観的に予測、又は認識することができ、着脱動作に応じた体勢を整えることができる。したがって、オペレータが保持部から工具を取り外す際には、保持部から取り外される工具を確実に保持することができ、また、保持部に工具を装着する際には、保持部に対して当該工具を精度よく取り付けることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
また、本発明において、前記猶予状態報知部は、前記エネルギー出力機器として光を照射するランプを備え、前記猶予時間の残り時間に応じた情報を、前記ランプから照射される光の強度によって報知するように構成されるとともに、残り時間が短くなるに従い照射される光の強度を低くするか、又は高くするように構成された態様を採ることができる。このような態様では、オペレータは、点灯されるランプの強度を認識することで、保持機構が動作を実行するまでの残り時間を客観的に予測、又は認識することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
本発明によれば、オペレータはエネルギー出力機器から出力されるエネルギーの出力状態の変化を基に、保持機構によって動作が実行されるまでの残り時間を客観的に予測、又は認識することができ、着脱動作に応じた体勢を整えることができる。したがって、オペレータが保持部から工具を取り外す際には、保持部から取り外される工具を確実に保持することができ、また、保持部に工具を装着する際には、保持部に対して当該工具を精度よく取り付けることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
前記猶予状態報知部２１は、オペレータが手動により主軸７に対して工具Ｔを着脱する際に視認できるように、主軸頭６の下端付近に設けられたランプ２２と、このランプ２２の点灯状態を制御する報知制御部２３とから構成される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
要するところ、前記ランプ２２は、人が感知可能なエネルギーを外部に出力することが可能なエネルギー出力機器であって、当該エネルギーの出力状態を変化させること可能なエネルギー出力機器であれば良く、報知制御部２３は、前記残り時間に応じてエネルギー出力機器から出力されるエネルギーの出力状態を変化させる態様を採ることができる。