(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械の工具交換位置に配設され、主軸に装着された工具を待機位置にある次工具と交換する工具交換装置であって、
中心軸が前記主軸の軸線と平行に配設され、該中心軸を中心として回転可能、且つ前記主軸の軸線に沿った方向に移動可能に設けられた保持部材と、
前記保持部材を、その前記中心軸を中心として正逆に回転させる回転機構と、
前記保持部材を前記主軸軸線に沿った方向に進退させる進退機構と、
前記保持部材の中心軸を中心とした半径方向に延出するように該保持部材に配設されるとともに、該保持部材の正逆の回転方向における、その一方の側面に開口した工具保持部を備え、前記工具を、その軸線が前記保持部材の中心軸と平行になるように該工具保持部に保持する少なくとも一つの工具交換アームと、
前記回転機構及び進退機構を制御する制御装置とを備えて成り、
前記回転機構は、エンコーダを有する回転用サーボモータを備え、該回転用サーボモータの動力によって、前記保持部材を回転させるように構成されるとともに、
前記制御装置は、前記中心軸を中心とした回転方向において、予め設定された角度位置を回転原点とし、該回転原点を基準に、前記回転用サーボモータを数値制御するように構成された工具交換装置において、
前記制御装置は、原点設定処理部を備え、
前記原点設定処理部は、前記工具を装着した主軸が工具交換位置に位置し、且つ、前記主軸軸線に沿った方向において、前記保持部材を回転させることにより、前記主軸に装着された工具を前記工具交換アームの工具保持部に保持可能な位置に、前記保持部材が位置するときに、前記回転用サーボモータを駆動して、前記工具保持部が開口する方向に前記保持部材を回転させるとともに、前記回転用サーボモータに供給される電流を監視して、供給電流が予め設定された第１の制限値に達したとき、そのときに前記回転用サーボモータのエンコーダから出力される出力値を基に、前記回転原点を設定するように構成されていることを特徴とする工具交換装置。
【請求項２】
前記進退機構は、エンコーダを有する進退用サーボモータを備え、該進退用サーボモータの動力によって、前記保持部材を前記主軸軸線に沿って進退させるように構成されるとともに、
前記制御装置は、更に、前記主軸軸線に沿った方向において、予め設定された位置を進退原点とし、該進退原点を基準に、前記進退用サーボモータを数値制御するように構成され、
前記原点設定処理部は、更に、前記進退用サーボモータを駆動して、前記保持部材を後退させるとともに、前記進退用サーボモータに供給される電流を監視して、供給電流が予め設定された第２の制限値に達したとき、そのときに前記進退用サーボモータのエンコーダから出力される出力値を基に、前記進退原点を設定するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の工具交換装置。
【請求項３】
前記工具保持部は、前記工具を保持するための保持爪を有し、該保持爪は、前記工具交換アームが、前記主軸軸線に沿った方向において、前記主軸に装着された工具を前記工具保持部に保持可能な位置に在るときに変位可能に構成されるとともに、該保持爪が変位することによって前記工具保持部から前記工具が離脱可能となるように構成され、
前記原点設定処理部は、前記回転用サーボモータに供給される電流を監視して、供給電流が予め設定された基準電流値を越えた後、再度基準電流値を下回り、ついで、該供給電流が前記第１の制限電流に達したとき、そのときに前記回転用サーボモータのエンコーダから出力される出力値を基に、前記回転原点を設定するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の工具交換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械の工具交換位置に配設され、主軸に装着された工具を待機位置にある次工具と交換する工具交換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記工具交換装置として、従来、各種のものが知られているが、その中で、現在一般的に採用されているのが所謂Ｗアーム型の工具交換装置である。この工具交換装置は、中心軸が前記主軸の軸線と平行に配設され、この中心軸を中心として回転可能、且つ前記主軸の軸線に沿った方向に移動可能に設けられた保持部材と、前記保持部材を、その前記中心軸を中心として正逆に回転させる回転機構と、前記保持部材を前記主軸軸線に沿った方向に進退させる進退機構と、前記保持部材の中心軸を中心とした半径方向にそれぞれ延出して一直線となるように該保持部材に配設されるとともに、該保持部材の正逆の回転方向における、その一方の側面に開口した工具保持部をそれぞれ備え、前記工具をその軸線が前記保持部材の中心軸と平行になるように該工具保持部に保持する二つの工具交換アーム（Ｗアーム）と、前記回転機構及び進退機構を制御する制御装置とを備えて構成される。
【０００３】
そして、上記構成の工具交換装置において、従来、更に、前記回転機構及び進退機構の駆動源に油圧を用いた油圧式のものや、カム機構をＡＣモータで駆動する方式（カム駆動方式）のものの他、実公平８−４９９０号公報（下記特許文献１）に開示されるような、サーボモータを用いた駆動方式（サーボモータ駆動方式）のものが知られている。油圧式の工具交換装置は、開発初期段階のものであり、その後、交換時間の短縮化を図るべくカム駆動方式のものが開発された。そして、近年では、サーボモータの高速化など、その駆動機構の技術進歩により、カム駆動方式を超えるような短時間での工具交換が可能になってきたことから、サーボモータ駆動方式が採用されるようになってきている。
【０００４】
ところで、このサーボモータ駆動方式の工具交換装置では、前記回転機構を構成するサーボモータ（回転サーボモータ）及び前記進退機構を構成するサーボモータ（進退サーボモータ）がそれぞれ前記制御装置によって制御されるようになっており、前記工具交換アームの角度位置は、前記回転サーボモータに付設されたエンコーダ（回転エンコーダ）によって検出され、同様に、前記工具交換アームの進退位置は、前記進退サーボモータに付設されたエンコーダ（進退エンコーダ）によって検出されるようになっている。
【０００５】
より具体的には、前記工具交換アームの角度位置は、前記回転エンコーダにより絶対値（相対値ではないという意味、以下同様）として検出される回転サーボモータの現在回転数及び回転角（回転位置データ）と、この回転サーボモータの動力を前記保持部材に伝達して回転させる伝達機構の、前記回転サーボモータに対する減速比とから算出される。
【０００６】
また、前記工具交換アームの進退位置は、前記進退エンコーダにより絶対値として検出される進退サーボモータの現在回転数及び回転角（回転位置データ）と、この進退サーボモータの動力を保持部材に伝達して進退させるボールねじ機構のリードとから算出される。
【０００７】
そして、前記工具交換アームは、前記制御装置により、上記のようにして検出される回転サーボモータの回転位置データと、この回転位置データから適宜設定される回転原点とを基に、その回転動作が制御され、同様に、進退サーボモータの回転位置データと、この回転位置データから適宜設定される進退原点とを基に、その進退動作が制御される。
【０００８】
尚、前記回転エンコーダには、メモリが内蔵されており、当該回転エンコーダによって検出されるデータが回転位置データとしてこのメモリに保持される。同様に、前記進退エンコーダにもメモリが内蔵され、当該進退エンコーダによって検出されるデータが回転位置データとしてこのメモリに保持される。そして、これらメモリ内におけるデータ保持は、適宜ケーブルを用いて、前記制御装置やバックアップ電池から供給される電力によって実現される。また、前記回転原点及び進退原点に係るデータは、前記制御装置内に記憶される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】実公平８−４９９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが、上述したサーボモータ駆動方式の工具交換装置では、上記のように、前記回転エンコーダによって検出される回転位置データ、及び前記進退エンコーダによって検出される回転位置データが、それぞれに内蔵されるメモリに保持され、更に、このデータ保持が、制御装置やバックアップ電池から供給される電力によって維持されるように構成されているので、例えば、バックアップ電池が寿命になる、或いは、回転エンコーダ及び進退エンコーダと制御装置とを結ぶケーブルを交換するなど、制御装置やバックアップ電池からメモリへの電力の供給が断たれる事態になると、当該メモリに保持されていた回転位置データが失われるという不都合があった。
【００１１】
この場合、バックアップ電池やケーブルの交換を適切に終えて、当該工具交換装置が正常に回復したとしても、前記回転エンコーダのメモリに保持される回転位置データと、前記制御装置に記憶される回転原点に係るデータとの相関が失われ、同様に前記進退エンコーダのメモリに保持される回転位置データと、前記制御装置に記憶される進退原点に係るデータとの相関が失われるため、制御装置は、前記回転サーボモータ及び進退サーボモータを正しく制御することができないのである。
【００１２】
したがって、工具交換装置が正常に回復した後に、前記回転原点及び進退原点を新たに設定し直す必要があるが、従来、このような原点設定は、手作業によって前記進退機構及び回転機構を動かしながら、所謂ティーチング作業によって行う他はなく、その作業が極めて煩雑で非効率であるという問題があった。
【００１３】
本発明は、以上の実情に鑑みなされたものであって、工具交換動作の原点位置を自動的に設定することができる工具交換装置の提供を、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するための本発明は、工作機械の工具交換位置に配設され、主軸に装着された工具を待機位置にある次工具と交換する工具交換装置であって、
中心軸が前記主軸の軸線と平行に配設され、該中心軸を中心として回転可能、且つ前記主軸の軸線に沿った方向に移動可能に設けられた保持部材と、
前記保持部材を、その前記中心軸を中心として正逆に回転させる回転機構と、
前記保持部材を前記主軸軸線に沿った方向に進退させる進退機構と、
前記保持部材の中心軸を中心とした半径方向に延出するように該保持部材に配設されるとともに、該保持部材の正逆の回転方向における、その一方の側面に開口した工具保持部を備え、前記工具を、その軸線が前記保持部材の中心軸と平行になるように該工具保持部に保持する少なくとも一つの工具交換アームと、
前記回転機構及び進退機構を制御する制御装置とを備えて成り、
前記回転機構は、エンコーダを有する回転用サーボモータを備え、該回転用サーボモータの動力によって、前記保持部材を回転させるように構成されるとともに、
前記制御装置は、前記中心軸を中心とした回転方向において、予め設定された角度位置を回転原点とし、該回転原点を基準に、前記回転用サーボモータを数値制御するように構成された工具交換装置において、
前記制御装置は、原点設定処理部を備え、
前記原点設定処理部は、前記工具を装着した主軸が工具交換位置に位置し、且つ、前記主軸軸線に沿った方向において、前記保持部材を回転させることにより、前記主軸に装着された工具を前記工具交換アームの工具保持部に保持可能な位置に、前記保持部材が位置するときに、前記回転用サーボモータを駆動して、前記工具保持部が開口する方向に前記保持部材を回転させるとともに、前記回転用サーボモータに供給される電流を監視して、供給電流が予め設定された第１の制限値に達したとき、そのときに前記回転用サーボモータのエンコーダから出力される出力値を基に、前記回転原点を設定するように構成された工具交換装置に係る。
【００１５】
本発明に係る工具交換装置によれば、前記制御装置により前記回転機構及び進退機構が制御され、これら回転機構及び進退機構により工具交換アームが駆動されて進退動作及び回転動作を行うことにより、主軸に装着された工具と待機位置にある次工具とが交換される。その際、制御装置は、予め設定された角度位置を回転原点とし、該回転原点を基準に、前記回転用サーボモータを数値制御する。
【００１６】
そして、前記回転原点を新たに設定する必要が生じた場合には、前記制御装置は、前記工具を装着した主軸が工具交換位置に位置し、且つ、前記保持部材が、前記主軸軸線に沿った方向において、当該保持部材を回転させることにより、前記主軸に装着された工具を前記工具交換アームの工具保持部に保持可能な位置に位置している状態で、前記原点設定処理部により、まず、前記回転用サーボモータを駆動して、前記保持部材、即ち工具交換アームを、その工具保持部が開口する方向（正方向）に回転させるとともに、前記回転用サーボモータに供給される電流を監視する。
【００１７】
前記工具交換アームを正方向に、例えば１回転するように回転させると、或る角度位置において、前記主軸に装着された工具が当該工具交換アームの工具保持部に保持された状態となり、これにより当該工具交換アームはそれ以上回転できなくなって、前記回転用サーボモータに供給される電流が徐々に増大して前記第１の制限値に達する。したがって、前記原点設定処理部は、前記回転用サーボモータに供給される電流を監視し、これが前記第１の制限値に達したとき、前記工具交換アームの工具保持部に工具が保持されたと判断することができる。斯くして、前記原点設定処理部は、前記回転用サーボモータに供給される電流が第１の制限値に達したとき、そのときに前記回転用サーボモータのエンコーダから出力される出力値を基に、例えば、工具交換アームを所定角度だけ逆回転させた位置を回転原点に設定する。
【００１８】
尚、前記第１の制限値は、上記検出が可能なように適宜設定される設定値である。また、回転原点は、工具交換アームが進退した際に他の構造物と干渉しない角度位置であり、設計上適宜設定される角度位置である。
【００１９】
このように、本発明に係る工具交換装置によれば、工具交換アームの回転原点を自動的に設定することができるので、従来のような手作業による煩わしさがなく、効率的にしかも正確に回転原点を設定することができる。
【００２０】
本発明において、前記進退機構は、エンコーダを有する進退用サーボモータを備え、該進退用サーボモータの動力によって、前記保持部材を前記主軸軸線に沿って進退させるように構成されるとともに、
前記制御装置は、更に、前記主軸軸線に沿った方向において、予め設定された位置を進退原点とし、該進退原点を基準に、前記進退用サーボモータを数値制御するように構成され、
前記原点設定処理部は、更に、前記進退用サーボモータを駆動して、前記保持部材を後退させるとともに、前記進退用サーボモータに供給される電流を監視して、供給電流が予め設定された第２の制限値に達したとき、そのときに前記進退用サーボモータのエンコーダから出力される出力値を基に、前記進退原点を設定するように構成されていても良い。
【００２１】
この構成の工具交換装置によれば、前記進退機構は、エンコーダを有する進退用サーボモータを備え、該進退用サーボモータの動力によって、前記保持部材を前記主軸軸線に沿って進退させるように構成される。
【００２２】
そして、前前記進退原点を新たに設定する必要が生じた場合には、前記原点設定処理部は、まず、前記進退用サーボモータを駆動して、前記保持部材を後退させるとともに、前記進退用サーボモータに供給される電流を監視する。
【００２３】
前記保持部材が機械的に後退可能な後退端に達すると、当該保持部材はそれ以上後退できなくなり、前記進退用サーボモータに供給される電流が徐々に増大して前記第２の制限値に達する。したがって、前記原点設定処理部は、前記保持部材をその後退端を超える位置まで移動させるように前記進退用サーボモータを駆動しながら、前記進退用サーボモータに供給される電流を監視し、これが前記第２の制限値に達したとき、前記保持部材、即ち工具交換アームが後退端に達したと判断することができる。斯くして、前記原点設定処理部は、前記進退用サーボモータに供給される電流が第２の制限値に達したとき、そのときに前記進退用サーボモータのエンコーダから出力される出力値を基に、例えば、工具交換アームを所定距離だけ前方に移動させた位置を進退原点に設定する。
【００２４】
尚、この進退原点は、前記主軸が工具交換位置に位置しているときに、前記保持部材、即ち前記工具交換アームを正方向に回転させることで、前記主軸に装着された工具を前記工具交換アームの工具保持部に保持することができる位置であり、設計上、前記後退端から適宜設定される位置である。また、前記第２の制限値は、上記検出が可能なように適宜設定される設定値である。
【００２５】
この構成の工具交換装置によれば、工具交換アームの進退原点を自動的に設定することができるので、この進退原点の設定についても、従来のような手作業による煩わしさがなく、効率的にしかも正確に設定することができる。
【００２６】
また、本発明において、前記工具保持部は、前記工具を保持するための保持爪を有し、該保持爪は、前記工具交換アームが、前記主軸軸線に沿った方向において、前記主軸に装着された工具を前記工具保持部に保持可能な位置に在るときに変位可能に構成されるとともに、該保持爪が変位することによって前記工具保持部から前記工具が離脱可能となるように構成され、
前記原点設定処理部は、前記回転用サーボモータに供給される電流を監視して、供給電流が予め設定された基準電流値を越えた後、再度基準電流値を下回り、ついで、該供給電流が前記第１の制限電流に達したとき、そのときに前記回転用サーボモータのエンコーダから出力される出力値を基に、前記回転原点を設定するように構成されていても良い。
【００２７】
この構成の工具交換装置では、上記のように、前記工具保持部は前記工具を保持するための保持爪を有し、該保持爪は、前記工具交換アームが、前記主軸軸線に沿った方向において、前記主軸に装着された工具を前記工具保持部に保持可能な位置に在るときに変位可能に構成されるとともに、前記工具保持部に保持された前記工具は、当該保持爪が変位することによって、当該工具保持部から離脱可能となる。
【００２８】
そして、このような構成の工具交換装置において、工具を保持した主軸が工具交換位置に位置し、且つ、前記保持部材が、前記主軸軸線に沿った方向において、当該保持部材を正方向に回転させることにより、前記主軸に装着された工具を前記工具交換アームの工具保持部に保持可能な位置に位置した状態で、当該保持部材、即ち工具交換アームを前記正方向に、例えば１回転するように回転させると、或る角度位置において、主軸に装着された工具が、当該工具交換アームの工具保持部に、その開口部から進入して当該工具保持部に保持され、その際、前記保持爪は前記工具に当接することによって変位する。
【００２９】
斯くして、前記回転用サーボモータに供給される電流は、主軸に装着された工具が保持爪に当接した際の抵抗によって基準電流値を越え、ついで工具が保持爪の位置を越えてその抵抗が弱まると、前記供給電流が前記基準電流値を下回り、その後、工具が工具保持部に完全に収まると、前記工具交換アームはそれ以上回転できなくなり、前記回転用サーボモータに供給される電流が徐々に増大して前記第１の制限値に達する。
【００３０】
一方、例えば、工具交換アーム（保持部材）の主軸軸線に沿った方向の位置が適切ではなく、工具が保持爪に当接した際に、保持爪が変位できないような状態の場合には、工具が工具保持部に完全に収まっていない角度位置において、前記回転用サーボモータに供給される電流が前記第１の制限値に達する場合が起こり得る。
【００３１】
即ち、前記回転用サーボモータに供給される電流が、所定の基準電流を越えた後、この基準電流を下回り、ついで第１の制限値に達するような挙動を示したとき、工具が工具保持部に確実に保持されていると見做すことができ、回転用サーボモータに供給される電流がこれ以外の挙動を示すときには、工具が工具保持部に保持されていないと見做すことができる。
【００３２】
このように、この構成の工具交換装置によれば、工具が保持爪の位置を越えて確実に工具保持部に保持されたかどうかを認識することができ、ひいては、前記回転原点を適切な位置に設定することができる。
【００３３】
尚、前記基準電流値は、保持爪が工具に当接して変位するときの当該現象を検出可能に適宜設定される設定値であり、前記第１の制限値よりも小さい値である。
【発明の効果】
【００３４】
以上のように、本発明に係る工具交換装置によれば、工具交換アームの回転原点や進退原点を自動的に設定することができるので、従来のような手作業による煩わしさがなく、効率的にしかも正確に原点を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態に係る工作機械を示した正面図である。
【図２】図１に示した工具交換装置を斜め下方から視た斜視図である。
【図３】図１に示した工具交換装置の下面図である。
【図４】図３における矢視Ｇ−Ｇ方向の断面図である。
【図５】図３における矢視Ｈ−Ｈ方向の部分断面図である。
【図６】本実施形態に係る制御装置を示したブロック図である。
【図７】本実施形態の原点設定処理部における処理を示したフローチャートである。
【図８】本実施形態の原点設定処理部における処理を示したフローチャートである。
【図９】本実施形態の回転サーボモータに供給される電流値を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の一実施形態に係る工具交換装置について、図面を参照しながら説明する。図１に示すように、本例の工具交換装置１０は、工作機械１に付設されるもので、この工作機械１には、更に、工具マガジン７０が設けられている。尚、本発明に係る工具交換装置１０を適用し得る工作機械には、何ら制限はなく、図１に示すような所謂立形のマシニングセンタの他、横形のマシニングセンタや、旋削加工及びミーリング加工が可能な複合型の旋盤など、工具交換を必要とする各種の工作機械に適用することができる。
【００３７】
［工作機械の概要］
図１に示した工作機械１は、従来周知であり、多くを説明するまでもないが、その構成を簡単に説明すると、当該工作機械１は、ベッド２、このベッド２上に立設されたコラム３、このコラム３に、垂直方向に移動可能に配設された主軸頭４、この主軸頭４に回転自在に支持された主軸５、水平な直交２軸方向に移動可能に、前記ベッド２上に配設され、適宜ワークが載置，固定されるテーブル６などを備える。
【００３８】
前記主軸頭４は、適宜送り装置（図示せず）によって、前記上下方向に移動するように構成され、テーブル６は、同じく適宜送り装置（図示せず）によって、水平な直交２軸方向に移動するように構成される。また、前記主軸５は、適宜主軸モータ（図示せず）によって、その軸中心に回転する。そして、前記主軸頭４を移動させる送り装置（図示せず）、前記テーブル６を移動させる送り装置（図示せず）、前記主軸５を駆動する主軸モータ（図示せず）は、それぞれ、図示しない適宜制御装置によって、その作動が制御される。
【００３９】
［工具マガジンの概要］
前記工具マガジン７０は、工具Ｔを保持する複数の工具ポット７２と、円形をした板状の部材からなり、その外周部に、前記工具ポット７２を環状に配置した状態で保持する保持プレート７３と、この保持プレート７３を回転させる駆動モータ（図示せず）と、下端位置の工具ポット７２を矢示Ａ方向に移動させて待機位置に位置決めする一方、待機位置にある工具ポット７２を矢示Ｂ方向に移動させて、保持プレート７３に保持させる呼び出し機構（図示せず）とを備えている。尚、図１中の符号７１は、カバーである。この工具マガジン７０も、図示しない適宜制御装置によって、その作動が制御される。
【００４０】
［工具交換装置］
前記工具交換装置１０は、待機位置に位置決めされた工具ポット７２に保持される工具（次工具）Ｔと、主軸５に装着された工具（現工具）Ｔとを交換する装置であって、図２〜図４に示した工具交換アーム４０、ハウジング１１、第１支持軸１７、第２支持軸１８、進退機構１２及び回転機構２４と、図６に示した制御装置６０とから構成される。
【００４１】
前記ハウジング１１は、内部に適宜収納室を有する角柱状をした部材からなり、前記第１支持軸１７、前記進退機構１２及び回転機構２４が取り付けられる。前記第１支持軸１７は、前記ハウジング１１を上下に貫通するように当該ハウジング１１に取り付けられ、その下側に同軸上に配置された第２支持軸１８と連結されている。尚、以下の図２〜図５の説明では、図１における上下関係を基準とする。
【００４２】
前記進退機構１２は、前記第１支持軸１７の上端部に固設され、図６に示した制御装置６０によってその作動が制御される進退サーボモータ１３と、進退サーボモータ１３の出力軸１３ａにカップリング１６を介して連結されたボールねじ１４と、ボールねじ１４に螺合するボールナット１５とから構成される。ボールねじ１４は、前記第１支持軸１７及び第２支持軸１８に形成された、その軸方向に沿った貫通穴に挿通され、前記第２支持軸１８の貫通穴内に配設されたベアリング２３，２３によって、回転自在に支持されるとともに、その上端部が、上記の如く、カップリング１６を介して進退サーボモータ１３の出力軸１３ａに連結されている。また、第２支持軸１８には、その下端面に開口するように形成された収納穴１８ａが形成されており、前記ボールナット１５は、その上部側がこの収納穴１８ａに進入可能となっている。
【００４３】
前記第２支持軸１８の上端部には、当該第２支持軸１８が貫通した状態で工具交換アーム４０が外嵌され、この工具交換アーム４０の下側には、前記第２支持軸１８に外嵌された保持部材１９が配設され、当該保持部材１９はその上端部が前記工具交換アーム４０の下面に固着されている。また、前記ボールナット１５は、保持部材１９を貫通した状態で、当該保持部材１９の下面に固着され、上述したように、ボールナット１５の上部側が、第２支持軸１８の収納穴１８ａに進入可能となっている。また、ボールナット１５の下面には、前記ボールねじ１４をカバーする円筒状のカバー２１が固設されている。
【００４４】
斯くして、前記制御装置６０により前記進退サーボモータ１３を駆動して、その出力軸１３ａに連結されるボールねじ１４を正逆方向に回転させると、これに螺合したボールナット１５、このボールナット１５に連結される保持部材１９及びカバー２１、並びに保持部材１９に連結される工具交換アーム４０が、ボールねじ１４の軸線に沿って、図２に示す矢示Ｅ−Ｆ方向に進退する。尚、矢示Ｅ方向は前進、矢示Ｆ方向は後退であり、図２〜図４は、これらボールナット１５、保持部材１９、カバー２１、工具交換アーム４０が進退方向の原点位置（進退原点）に位置した状態を示している。
【００４５】
前記回転機構２４は、回転サーボモータ２５、カップリング２６、第１かさ歯車２７、第２かさ歯車２８、連結体２９、連結リング３４及び２本のガイドバー２０を備える。回転サーボモータ２５は、取付リング３５を介して前記ハウジング１１の側面に取り付けられる。また、第１かさ歯車２７は、その軸線が前記第１支持軸１７の軸線と直交するように、前記ハウジング１１の収納室内に配設され、カップリング２６を介して回転サーボモータ２５の出力軸２５ａに連結されている。尚、カップリング２６は、ハウジング１１の収納室内に配設されたベアリング３０，３０によって回転自在に支持されている。また、回転サーボモータ２５は、前記制御装置６０によって制御される。
【００４６】
第２かさ歯車２８と連結体２９とは、連結体２９が下側に配置された同軸状態で連結されており、ベアリング３１，３１を介して前記第１支持軸１７に外嵌され、第２かさ歯車２８と第１かさ歯車２７とが噛み合った状態になっている。また、連結体２９の下端面には連結リング３４が固設され、この連結リング３４の下端面に、これから下方に、工具交換アーム４０及び保持部材１９を貫通した状態で延出するように平行に配置された２本のガイドバー２０，２０が固設され、このガイドバー２０，２０の下端部に連結プレート２２が固設されている。
【００４７】
また、連結プレート２２には、貫通穴が形成されており、この貫通穴に前記カバー２１が挿通可能となっている。また、連結体２９の外周面とこれに対応するハウジング１１の内周面との間には、シール３２が配設され、このシール３２によって、連結体２９とハウジング１１との間が封止されている。同様に、前記第２支持軸１８の外周面と連結リング３４の内周面との間には、シール３３が配設され、このシール３３によって、第２支持軸１８と連結リング３４との間が封止されている。
【００４８】
斯くして、前記制御装置６０により前記回転サーボモータ２５を駆動して、その出力軸２５ａに連結された第１かさ歯車２７を正逆方向に回転させると、これと噛み合う第２かさ歯車２８、この第２かさ歯車２８に直接又は間接的に連結される連結体２９、連結リング３４、ガイドバー２０，２０及び連結プレート２２、ガイドバー２０，２０が貫通する工具交換アーム４０及び保持部材１９、並びに保持部材１９に直接又は間接的に連結されるボールナット１５及びカバー２１が、第１支持軸１７及び第２支持軸１８の軸心を中心として正逆、即ち、図２に示す矢示Ｃ−Ｄ方向に回転する。因みに、本例では、矢示Ｃ方向を正転方向、矢示Ｄ方向を逆転方向とする。また、図２及び図３では工具交換アーム４０が回転方向の原点位置（回転原点）に位置した状態を示している。
【００４９】
尚、ガイドバー２０，２０は、工具交換アーム４０を回転させる役割の他、工具交換アーム４０及び保持部材１９が矢示Ｅ−Ｆ方向に進退する際に、その移動をガイドする役割も担っている。
【００５０】
工具交換アーム４０は、板状の部材４１から構成され、その両端部には、それぞれ、前記工具Ｔを保持する工具保持部４２，５２が形成されている。各工具保持部４２，５２は、一方の回転方向（前記正転方向）側が解放（開口）された円弧状を有し、この解放側から工具Ｔを受け入れ可能となっている。尚、この工具交換アーム４０は、上述したように前記第２支持軸１８に外嵌されており、この結果、一組のアーム部がそれぞれ当該第２支持軸１８から半径方向に延出するように設けられている。
【００５１】
図５に示すように、前記各工具保持部４２，５２には、その保持空間に対して進退する保持爪４３，５３が設けられおり、各保持爪４３，５３は、リンク部４５，５５を介して付勢ロッド４４，５４に連結されている。付勢ロッド４４，５４は、大径部４４ａ，５４ａと小径部４４ｂ，５４ｂからなる段付き状のロッドであり、工具交換アーム４０に形成されたガイド穴４１ｂ，５１ｂに、小径部４４ｂ、５４ｂ側からそれぞれ挿通されている。また、大径部４４ａ，５４ａの端面とガイド穴４１ｂ，５１ｂの底面との間には、小径部４４ｂ，５４ｂに外嵌した状態で、圧縮コイルばね４６，５６が設けられており、この圧縮コイルばね４６，５６によって付勢ロッド４４，５４がそれぞれ工具保持部４２，５２側に付勢され、これに連結された保持爪４３，５３が、各工具保持部４２，５２の保持空間に対して進出する方向に付勢されている。
【００５２】
斯くして、保持爪４３，５３は、工具Ｔが工具保持部４２，５２に挿入される際に、その外周面に当接することで後退して、当該工具Ｔを工具保持部４２，５２内に受け入れるとともに、圧縮コイルばね４６，５６の付勢力によって、当該工具Ｔを工具保持部４２，５２内に把持する。一方、工具Ｔが工具保持部４２，５２から抜き取られる際には、保持爪４３，５３は、同様に、後退することで、工具Ｔの抜き取りを許容する。
【００５３】
また、前記保持部材１９及び工具交換アーム４０には、前記ガイド穴４１ｂ，５１ｂの軸線と直交するように、ガイド穴４８，５８が形成され、このガイド穴４８，５８内にロックロッド４７，５７が挿入されている。ロックロッド４７，５７は、上側の大径部４７ａ，５７ａと下側の小径部４７ｂ、５７ｂとからなる段付き状のロッドであり、この小径部４７ｂ、５７ｂが保持部材１９の下端部を貫通して外方に延出し、大径部４７ａ，５７ａの上端部が工具交換アーム４０より上方に延出するように、前記ガイド穴４８，５８内に挿入されている。また、大径部４７ａ，５７ａの端面とガイド穴４８，５８の底面との間には、小径部４７ｂ，５７ｂに外嵌した状態で、圧縮コイルばね４９，５９が設けられており、この圧縮コイルばね４９，５９によってロックロッド４７，５７がそれぞれ上方に向けて付勢されている。
【００５４】
また、ロックロッド４７，５７の大径部４７ａ，５７ａの、前記付勢ロッド４４，５４の軸線と交差する部分には、逃がし穴４７ｃ，５７ｃが形成され、この逃がし穴４７ｃ，５７ｃの下側には、当該逃がし穴４７ｃ，５７ｃに向けて傾斜する傾斜面４７ｄ，５７ｄが形成されている。また、前記付勢ロッド４４，５４の小径部４４ｂ，５４ｂの端部は、ガイド穴４８，５８の底部を貫通して、前記付勢ロッド４４，５４の逃がし穴４７ｃ，５７ｃに係合しており、その端面４４ｃ，５４ｃは、前記傾斜面４７ｄ、５７ｄと同じ傾斜角の傾斜面となっている。
【００５５】
斯くして、常態では、ロックロッド４７，５７は、圧縮コイルばね４９，５９によって上方に向けて付勢され、図５において２点鎖線で示すように、その傾斜面４７ｄ，５７ｄがロックロッド４７，５７の端面４４ｃ，５４ｃに当接して、付勢ロッド４４，５４の後退を制止、即ち、ロックする。一方、ロックロッド４７，５７が圧縮コイルばね４９，５９の付勢力に抗する外力によって下方に移動し、逃がし穴４７ｃ，５７ｃが付勢ロッド４４，５４の下端に対応する位置に至ると、付勢ロッド４４，５４は後退可能となり、工具保持部４２，５２への工具Ｔの着脱が可能となる。
【００５６】
尚、本例では、図４において、工具交換アーム４０及び保持部材１９が前記進退原点にあるときに、ロックロッド４７，５７の上端部が連結リング３４の下端面に当接して、ロックロッド４７，５７が下方に移動し、逃がし穴４７ｃ，５７ｃが付勢ロッド４４，５４の端部に対応するように設定されている。したがって、本例では、工具交換アーム４０及び保持部材１９が前記進退原点にあるときに、工具保持部４２，５２への工具Ｔの着脱が可能となり、工具交換アーム４０及び保持部材１９が下方に移動すると、付勢ロッド４４，５４の後退を制止、即ち、保持爪４３，５３によって工具Ｔが把持された状態がロックされる。
【００５７】
前記制御装置６０は、図６に示すように、交換動作制御部６１、原点記憶部６２及び原点設定処理部６３から構成される。
【００５８】
前記原点記憶部６２は、前記工具交換アーム４０の前記矢示Ｃ−Ｄ方向における回転原点、及び前記Ｅ−Ｆ方向における進退原点を記憶する機能である。
【００５９】
前記交換動作制御部６１は、工具交換プログラムに従い前記進退サーボモータ１３及び回転サーボモータ２５を制御して、工具交換アーム４０に工具交換動作を行わせる機能部であり、工具交換動作の制御に当たっては、前記原点記憶部６２に格納された回転原点及び進退原点が用いられる。
【００６０】
尚、前記工具交換アーム４０の前記Ｅ−Ｆ方向における位置（進退位置）は、前記進退サーボモータ１３に付設されたエンコーダ（進退エンコーダ）１３ｂからの出力値、即ち現在回転位置データを基に認識される。この進退エンコーダ１３ｂは、進退サーボモータ１３の現在の回転数及び回転角（回転位置データ）の絶対値（相対値ではないという意味）を出力するもので、内蔵されたメモリにこの回転位置データを保持している。
【００６１】
前記進退原点は、工具交換アーム４０を回転させたときに、工具交換位置に在る主軸５に装着された工具Ｔを工具保持部４２，５２に保持可能な位置であり、この位置において前記進退エンコーダ１３ｂから出力される回転位置データが進退原点として前記原点記憶部６２に記憶されている。そして、進退原点における回転位置データと、現在回転位置データとの差分と、前記ボールねじ１４のリードとから前記進退原点からの現在の位置が認識される。
【００６２】
また、前記工具交換アーム４０の前記Ｃ−Ｄ方向における位置（角度位置）は、前記回転サーボモータ２５に付設されたエンコーダ（回転エンコーダ）２５ｂからの出力値、即ち現在回転位置データを基に認識される。この回転エンコーダ２５ｂは、回転サーボモータ２５の現在回転数及び回転角（回転位置データ）の絶対値を出力するもので、内蔵されたメモリにこの回転位置データを保持している。
【００６３】
前記回転原点は、工具交換アーム４０を前記Ｅ−Ｆ方向に進退させたときに、当該工具交換アーム４０が他の構造物と干渉しない角度位置であり、設計上適宜設定される角度位置であって、この工具交換アーム４０がこの角度位置に在るときに前記回転エンコーダ２５ｂから出力される回転位置データが回転原点として前記原点記憶部６２に記憶されている。
【００６４】
そして、前記交換動作制御部６１は、具体的には、以下のような工具交換動作を実行する。尚、図１に示すように、主軸５は工具交換するための位置（工具交換位置）に位置し、次工具Ｔは、待機位置に位置しているものとし、工具交換アーム４０は、図２及び図３に示すように、前記進退原点及び回転原点に位置しているものとする。
【００６５】
まず、交換動作制御部６１は、回転サーボモータ２５を駆動して、工具交換アーム４０を前記第１支持軸１７及び第２支持軸１８の軸線を中心として、矢示Ｃ方向（正回転方向）に回転させる。これにより、主軸５に装着された工具（現工具）Ｔが工具保持部４２に保持され、待機位置にある工具（次工具）Ｔが工具保持部５２に保持される。
【００６６】
次に、交換動作制御部６１は、進退サーボモータ１３を駆動して、工具交換アーム４０を第１支持軸１７及び第２支持軸１８に沿って下方の前進端まで進出させる。これにより、主軸５から工具（現工具）Ｔが抜き取られるとともに、待機位置の工具ポット７２から工具（次工具）Ｔが抜き取られる。また、工具交換アーム４０が下方に移動することによって、圧縮コイルばね４９，５９の付勢力によりロックロッド４７，５７が上方に移動して、保持爪４３，５３による工具Ｔの把持がロックされる。
【００６７】
ついで、交換動作制御部６１は、回転サーボモータ２５を駆動して、工具交換アーム４０を第１支持軸１７及び第２支持軸１８の軸線を中心として１８０度、矢示Ｃ方向（正回転方向）に回転させる。これにより、工具保持部５２に保持された工具（次工具）Ｔが、主軸５の直下に同軸上に位置し、工具保持部４２に保持された工具（現工具）Ｔが、待機位置の工具ポット７２の直下に位置する。
【００６８】
次に、交換動作制御部６１は、進退サーボモータ１３を駆動して、工具交換アーム４０を第１支持軸１７及び第２支持軸１８に沿って上方の進退原点まで後退させる。これにより、主軸５に工具（次工具）Ｔが装着されるとともに、待機位置の工具ポット７２に工具（現工具）Ｔが装着される。また、工具交換アーム４０が後退端に移動することにより、ロックロッド４７，５７が下方に移動して、保持爪４３，５３による把持のロックが解除され、各工具保持部４２，５２から工具Ｔを取り出し可能な状態となる。
【００６９】
最後に、交換動作制御部６１は、回転サーボモータ２５を駆動して、工具交換アーム４０を第１支持軸１７及び第２支持軸１８の軸線を中心として矢示Ｄ方向（逆回転方向）に回転させ、工具交換アーム４０を回転原点に復帰させる。これにより、工具保持部４２，５２からそれぞれ工具Ｔが相対的に抜き取られる。
【００７０】
交換動作制御部６１は、以上のようにして工具交換動作を実行する。そして、交換動作制御部６１は１サイクルの工具交換動作を完了すると、完了時に進退エンコーダ１３ｂから出力される回転位置データでもって、前記原点記憶部６２に格納された進退原点データを更新し、回転エンコーダ２５ｂから出力される回転位置データでもって、前記原点記憶部６２に格納された回転原点データを更新する。
【００７１】
前記原点設定処理部６３は、図７及び図８に示す処理を実行して、前記進退原点及び回転原点を設定し、設定した進退原点及び回転原点を前記原点記憶部６２に格納する機能部である。
【００７２】
具体的には、前記原点設定処理部６３は、図７に示すように、まず、前記進退サーボモータ１３を駆動して、保持部材１９及び工具交換アーム４０をその後退端を超える位置まで所定の送り速度で矢示Ｆ方向に後退させるとともに（ステップＳ１）、進退サーボモータ１３（即ち、進退軸）に供給される電流を監視し、供給電流が予め定めた制限値（第２の制限値）を超えたかどうかを確認する（ステップＳ２）。尚、このとき、現工具Ｔを保持した主軸５が工具交換位置に位置し、工具交換アーム４０は、進退方向（矢示Ｅ−Ｆ方向）に移動しても他の構造物と干渉しない角度位置に位置しているものとする。
【００７３】
保持部材１９及び工具交換アーム４０が機械的な後退端に達すると、保持部材１９及び工具交換アーム４０はそれ以上後退できなくなり、前記進退サーボモータ１３に供給される電流が徐々に増大して第２の制限値に達する。したがって、原点設定処理部６３は、進退サーボモータ１３に供給される電流を監視し（ステップＳ２）、これが前記第２の制限値に達したとき、工具交換アーム４０が後退端に達したと判断することができる。
【００７４】
このようにして工具交換アーム４０が後退端に達したと判断されると、原点設定処理部６３は、次に、保持部材１９及び工具交換アーム４０を所定距離だけ前方（矢示Ｅ方向に）に移動させた後（ステップＳ３）、この位置で前記進退エンコーダ１３ｂから出力される回転位置データを進退原点として前記原点記憶部６２に格納する。上述したように、進退原点は、工具交換アーム４０を回転させたときに、工具交換位置に在る主軸５に装着された工具Ｔを工具保持部４２，５２に保持可能な位置であって、工具交換アーム４０の後退端の位置から設計上決定できる位置であり、原点設定処理部６３は、工具交換アーム４０を後退端から設計上決定される距離だけ前方に移動させた位置において、進退エンコーダ１３ｂから出力される回転位置データを進退原点として原点記憶部６２に格納する（ステップＳ３，Ｓ４）。
【００７５】
以上のようにして進退原点を設定すると、原点設定処理部６３は、次に、回転サーボモータ２５を駆動して、前記保持部材１９及び工具交換アーム４０を矢示Ｃ方向に、例えば１回転させるように、所定の回転速度で回転させるとともに（ステップＳ５）、回転サーボモータ２５（即ち、回転軸）に供給される電流を監視して、供給電流が定格の５０％（基準電流値）を超えるかどうかを確認し（ステップＳ６）、供給電流が定格の５０％を超えると、電流の監視開始から２００［ｍｓ］経過後に（ステップＳ９）、供給電流が定格の５０％以下となるかどうかを確認する（ステップＳ１０）。
【００７６】
工具交換アーム４０が進退原点にあるときに、工具交換アーム４０を矢示Ｃ方向に正転させると、主軸５に保持された工具Ｔが相対的に工具保持部４２又は５２に進入して、当該工具保持部４２又は５２に保持される。その際、工具保持部４２，５２の保持爪４３，５３は、工具Ｔが当接することによって保持空間から遠ざかる方向に後退し、ついで、工具Ｔが工具保持部４２，５２に完全に収まることによって、保持空間側に進出する。そして、回転サーボモータ２５に供給される電流は、主軸５に装着された工具Ｔが保持爪４３，５３に当接した際にその抵抗によって増大し、工具Ｔが保持爪４３，５３の位置を越えてその抵抗が弱まると、減少する。
【００７７】
したがって、回転サーボモータ２５に供給される電流が定格の５０％を超え、ついで所定時間（２００［ｍｓ］）経過後に定格の５０％以下となるような挙動を確認すること、即ち、上記ステップＳ６，Ｓ９及びＳ１０によって、工具Ｔが工具保持部４２，５２に保持されているかどうかを識別することができる。ところで、本例では、工具Ｔが保持爪４３，５３に当接したときに回転サーボモータ２５に供給される電流が、少なくともその定格の５０％を超える電流となるが、工具保持部４２，５２に保持されているかどうかの判断基準の値（基準電流値）は、その構造等に応じて適宜設定されるものである。
【００７８】
尚、工具交換アーム４０を１回転させても、回転サーボモータ２５に供給される電流が定格の５０％を超えない場合には、工具保持部４２，５２に工具Ｔが保持されない状態であるので、その旨のエラーを出力して、処理を終了する（ステップＳ７及びＳ８）。
【００７９】
また、前記ステップＳ６において、前記回転サーボモータ２５に供給される電流が定格の５０％以上となったことが確認された後、監視開始から１０００［ｍｓ］を経過しても、回転サーボモータ２５に供給される電流が定格の５０％以下とならない場合には、工具Ｔが正しく工具保持部４２，５２に保持されていないと判断されるので、この場合も、その旨のエラーを出力して、処理を終了する（ステップＳ１１及びＳ１２）。
【００８０】
上記ステップＳ１０において、工具Ｔが正しく工具保持部４２，５２に保持されたことが確認されると、前記原点設定処理部６３は、次に、回転サーボモータ２５に供給される電流が定格（１００％）の電流値（第１の制限値）になったかどうかを確認し（ステップＳ１３）、定格の電流値になった場合には、更に、定格の電流値の状態が３０００［ｍｓ］継続されたかどうかを確認する（ステップＳ１５）。
【００８１】
工具Ｔが工具保持部４２，５２に完全に収まると、工具交換アーム４０はそれ以上回転できなくなり、このため、回転サーボモータ２５に供給される電流は徐々に増大して、その定格の電流値に達する。したがって、回転サーボモータ２５に供給される電流が定格の電流値に達したかどうかを確認すること、即ち、上記ステップＳ１３によって、工具Ｔが工具保持部４２，５２に完全に収まっているかどうかを判別することができる。尚、本例では、工具交換アーム４０はそれ以上回転できなくなったときに、回転サーボモータ２５に供給される上限の電流値として定格電流値（第１の制限値）を設定している。
【００８２】
また、監視開始から１０００［ｍｓ］を経過しても、回転サーボモータ２５に供給される電流が定格の電流値に達しない場合には、上述したステップＳ６以降の処理を再度実行し（ステップＳ１４）、回転サーボモータ２５に供給される電流が定格の電流値に達した後、この状態が３０００［ｍｓ］以上維持されない場合には、何らかの不具合があると判断されるため、その旨のエラーを出力して、処理を終了する（ステップＳ１６）。
【００８３】
そして、上記ステップＳ１５において、回転サーボモータ２５に供給される電流値が定格の電流値になった状態が３０００［ｍｓ］継続されたことが確認されると、原点設定処理部６３は、次に、工具交換アーム４０を矢示Ｄ方向に予め設定された角度だけ逆転させた後（ステップＳ１７）、この位置で前記回転エンコーダ２５ｂから出力される回転位置データを回転原点として前記原点記憶部６２に格納する（ステップＳ１８）。
【００８４】
上述したように、回転原点は、工具交換アーム４０を矢示Ｅ−Ｆ方向に進退させたときに、他の構造体を干渉しない角度位置であり、工具交換アーム４０の工具保持部４２，５２に、主軸５に装着された工具Ｔが保持された角度位置から設計上決定できる角度位置である。そして、原点設定処理部６３は、工具交換アーム４０を、主軸５に装着された工具Ｔが工具保持部４２，５２に保持されたと判断される角度位置から設計上決定される角度だけ逆転させた角度位置において、前記回転エンコーダ２５ｂから出力される回転位置データを回転原点として前記原点記憶部６２に格納する（ステップＳ１７，Ｓ１８）。
【００８５】
因みに、進退原点にある工具交換アーム４０を矢示Ｃ方向に正転させたときに、前記回転サーボモータ２５に供給される電流値の実測値を図９に示す。図９において、区間ｔａは、工具Ｔが保持爪４３，５３に当接することによって保持爪４３，５３が後退し、この後工具Ｔが保持爪４３，５３の位置を越える動作区間であるが、この区間ｔａにおいて回転サーボモータ２５に供給される電流は、定格電流の３０％程度から急激に増加し、定格電流の５０％を越えて約８０％のピークに達した後、０．５秒後には定格電流の３０％程度まで急激に減少している。また、区間ｔｂは、工具Ｔが工具保持部４２，５２に保持された後、工具交換アーム４０が継続して矢示Ｃ方向に正転駆動されている区間であり、この区間ｔｂでは、この区間ｔｂにおいて回転サーボモータ２５に供給される電流は、定格電流の３０％程度から急激に増加して定格電流（１００％）に達している。
【００８６】
以上の構成を備えた本例の工具交換装置１０によれば、前記制御装置６０の交換動作制御部６１により進退機構１２及び回転機構２４が制御され、これら進退機構１２及び回転機構２４により工具交換アーム４０が駆動されて進退動作及び回転動作を行うことにより、主軸５に装着された工具Ｔと待機位置にある次工具Ｔとが交換される。その際、交換動作制御部６１は、原点記憶部６２に格納された進退原点及び回転原点を基準に、進退サーボモータ１３及び回転サーボモータ２５を数値制御する。
【００８７】
そして、進退原点及び回転原点を新たに設定する必要が生じた場合には、前記原点設定部６３により、図７及び８に示した処理が実行されることによって進退原点及び回転原点が設定され、設定された進退原点及び回転原点が原点記憶部６２に格納される。
【００８８】
以上のように、本例の工具交換装置１０によれば、工具交換アーム４０の進退原点及び回転原点を自動的に設定することができるので、これら進退原点及び回転原点を、従来のような手作業による煩わしさがなく、効率的にしかも正確に設定することができる。
【００８９】
また、本例の工具交換装置１０では、工具保持部４２，５２に保持爪４３，５３が備えられている場合に、工具Ｔが保持爪４３，５３の位置を越えて確実に工具保持部４２，５２に保持（把持）されたかどうかを判別するとともに、このように判別される角度位置から、回転原点を設定するようにしているので、前記回転原点を適切且つ正確に設定することができる。
【００９０】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明が採り得る態様は、何らこれに限定されるものではない。
【００９１】
例えば、上述したように、本例の工具交換装置１０を適用し得る工作機械には、何ら制限はなく、本例の所謂立形のマシニングセンタの他、横形のマシニングセンタや、旋削加工及びミーリング加工が可能な複合型の旋盤などに好適に適用することができる。
【００９２】
また、工作機械の制御装置と、工具マガジンンの制御装置と、工具交換装置１０の制御装置６０とを別々の構成としたが。これに限られるものではなく、３つの制御装置を統合的に一つにまとめて構成したものでも良い。
【符号の説明】
【００９３】
１    工作機械
２    ベッド
３    コラム
４    主軸頭
５    主軸
６    テーブル
１０  工具交換装置
１１  ハウジング
１２  進退機構
１３  進退サーボモータ
１３ｂ  進退エンコーダ
１４  ボールねじ
１５  ボールナット
１７  第１支持軸
１８  第２支持軸
１９  保持部材
２４  回転機構
２５  回転サーボモータ
２５ｂ  回転エンコーダ
２７  第１かさ歯車
２８  第２かさ歯車
４０  工具交換アーム
４２，５２  工具保持部
４３，５３  把持爪
６０  制御装置
６１  交換動作制御部
６２  原点記憶部
６３  原点設定処理部
７０  工具マガジン
Ｔ    工具
【要約】
【課題】工具交換動作の原点位置を自動的に設定することができる工具交換装置を提供する。
【解決手段】工具交換装置は、工具交換アームが配設される保持部材と、保持部材を軸中心に回転させる回転機構と、保持部材を主軸軸線方向に進退させる進退機構と、回転機構及び進退機構を制御する制御装置６０とを備える。回転機構は、エンコーダ２５ｂを有する回転サーボモータ２５を備え、制御装置６０は、原点設定処理部６３を備える。原点設定処理部６３は、主軸が工具交換位置に位置し、工具交換アームが進退原点に位置した状態で、回転サーボモータ２５を駆動して、工具交換アームを正転させるとともに、回転サーボモータ２５に供給される電流を監視して、供給電流が予め設定された第１の制限値に達したとき、そのときにエンコーダ２５ｂから出力される出力値を基に、工具交換アームの角度位置を認識し、認識された角度位置を基に、回転原点を設定する。
【選択図】図６【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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