(57)【要約】【課題】非回転工具が主軸に装着されている場合に工具交換を実行しても、主軸を回転するモータなどに過剰な負荷が作用することを回避することができる工作機械及び工具交換方法を提供する。【解決手段】工作機械は、軸回りにおける主軸の目標位置及び現位置の差に応じた値を減算器９２が算出し、この差分値の累積値を累積部９３が算出する。工作機械は、減算器９２による差分値及び累積部９３による累積値の両方に基づく主軸モータの回転制御と、累積値を用いずに差分値に基づく主軸モータの回転制御とを切り替えて、主軸の回転制御を行う。工作機械は、加工位置から切替位置までは差分値及び累積値に基づく主軸モータの回転制御を行い、切替位置から交換位置までは差分値に基づく回転制御を行う。【選択図】図８
2015049540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具を装着してワークを加工する主軸と、該主軸に装着される工具を格納する格納部と、前記主軸に装着された工具及び前記格納部に格納された工具の交換を制御する制御装置とを備え、前記制御装置が、工具の交換を行う前に、前記主軸を軸回りにおける特定位置まで回転させる第１位置制御手段、及び、前記主軸を軸方向のワークに対する加工位置から工具交換を行う交換位置まで移動させる第２位置制御手段を有する工作機械において、
前記制御装置は、
前記主軸の軸回りにおける位置及び前記特定位置の差に応じた値を算出する第１算出手段と、
該第１算出手段が算出した値の累積値を算出する第２算出手段と、
前記第１位置制御手段が、前記第１算出手段が算出した値に基づく前記主軸の回転制御を行うか、又は、前記第１算出手段が算出した値及び前記第２算出手段が算出した累積値に基づく前記主軸の回転制御を行うかの切替を行う切替手段と
を備えることを特徴とする工作機械。
【請求項２】
前記切替手段は、
前記第２位置制御手段により移動される前記主軸の位置が前記加工位置から該加工位置及び前記交換位置の間の所定位置までである場合に、前記第１位置制御手段が、前記第１算出手段が算出した値及び前記第２算出手段が算出した累積値に基づく前記主軸の回転制御を行い、
前記第２位置制御手段により移動される前記主軸の位置が前記所定位置から前記交換位置までである場合に、前記第１位置制御手段が、前記第１算出手段が算出した値に基づく前記主軸の回転制御を行うよう、
前記第１位置制御手段による制御の切替を行うようにしてあること
を特徴とする請求項１に記載の工作機械。
【請求項３】
前記切替手段は、工具交換のために工具が前記主軸から取り外される前に、前記第１算出手段が算出した値及び前記第２算出手段が算出した累積値に基づく前記主軸の回転制御から、前記第１算出手段が算出した値に基づく前記主軸の回転制御へ前記第１位置制御手段の制御を切り替えるようにしてあること
を特徴とする請求項１に記載の工作機械。
【請求項４】
前記主軸には、該主軸の回転によって加工を行う回転工具、又は、回転せずに加工を行う非回転工具が装着可能であり、
前記主軸に装着されている工具が前記回転工具又は前記非回転工具のいずれであるかを判定する工具判定手段を備え、
前記切替手段は、
前記工具判定手段が前記回転工具であると判定した場合に、前記第１位置制御手段が、前記第１算出手段が算出した値及び前記第２算出手段が算出した累積値に基づく前記主軸の回転制御を行い、
前記工具判定手段が前記非回転工具であると判定した場合に、前記第１位置制御手段が、前記第１算出手段が算出した値に基づく前記主軸の回転制御を行うよう、
前記第１位置制御手段による制御の切替を行うようにしてあること
を特徴とする請求項１に記載の工作機械。
【請求項５】
主軸に装着された工具と格納部にて格納された工具とを交換し、工具の交換を実行する前に、前記主軸を軸回りにおける特定位置まで回転させると共に、前記主軸を軸方向のワークに対する加工位置から工具交換を行う交換位置まで移動させる工具交換方法において、
前記主軸の軸回りにおける位置及び前記特定位置の差に応じた値を算出する第１算出ステップと、
該第１算出ステップにて算出した値の累積値を算出する第２算出ステップと、
前記主軸を軸回りにおける特定位置まで回転させる際に、前記第１算出ステップにて算出した値に基づく前記主軸の回転制御を行うか、又は、前記第１算出ステップにて算出した値及び前記第２算出ステップにて算出した累積値に基づく前記主軸の回転制御を行うかの切替を行う切替ステップと
を備えることを特徴とする工具交換方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、格納部に格納された工具とワークを加工する主軸に装着した工具とを交換する工作機械及び工具交換方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械は工具を取り付ける主軸と、ワークを支持し、上下軸回りに回転可能な支持部と、主軸に装着する工具を格納する工具マガジンとを備えている。工具は、主軸にて回転する回転工具と主軸にて固定される非回転工具とに大別され、回転工具が主軸に装着された場合、ワークは上下軸回りに回転することなく、支持部にて固定され、主軸の回転によって切削される。一方非回転工具が主軸に装着された場合、非回転工具は主軸に固定され、ワークは上下軸回りに支持部にて回転し、支持部の回転によって旋削加工される（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
主軸にはキーが設けてあり、回転工具及び非回転工具にはキーに係合するキー溝が設けてある。キーをキー溝に係合させることによって、回転工具及び非回転工具は主軸に装着される。特許文献１には、主軸の周囲を覆う主軸ヘッドに突出部を形成してあり、非回転工具に前記突出部に係合する溝を形成した工作機械が開示されている。非回転工具の溝が突出部に係合し、非回転工具は主軸にて固定されており、主軸の軸回りに回転しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４５４３７４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
工具マガジンには、主軸が原点に位置していることを前提とした向きで工具が格納してある。そのため工具交換を実行する前に、主軸を原点に位置させる処理が実行される。工具交換のために主軸を原点位置へ回転させる場合、この原点位置と主軸の軸回りにおける現位置との差分に基づいて、主軸を回転させるモータなどをフィードバック制御する。このときに、原点位置及び現位置の差分の累積値を算出し、この累積値を考慮したフィードバック制御を行うことによって、主軸の原点位置への回転を高速化及び高精度化等することができる。
【０００６】
このような主軸の位置合わせは、主軸に非回転工具を装着した場合にも行われる。主軸に非回転工具を装着した場合、主軸は回転しないため、主軸は原点位置から変動しないことが期待される。このため非回転工具を装着した主軸に対して位置合わせの処理を行ったとしても、主軸は回転しないことが期待される。しかしながら実際には、非回転工具の形状の誤差又は非回転工具の装着動作の誤差等により、非回転工具が装着された主軸が原点位置から僅かにずれた位置で固定される場合がある。このような場合、主軸は回転不可能に固定されているにもかかわらず、主軸を原点位置へ回転させるべく制御が行われる。
【０００７】
主軸に非回転工具が装着されている場合に、主軸を原点位置へ回転させる処理が実行されると、非回転工具は主軸の軸回りに回転しないため、主軸を回転させるモータなどに不要な負荷が加わる虞がある。更に上述のように主軸の原点位置及び現位置の差分の累積値に基づくフィードバック制御を行う場合、非回転工具の装着による主軸の原点位置からのズレが僅かであっても、このズレが累積されてモータなどの回転が制御されるため、モータなどに過大な負荷が加わる虞がある。またモータなどに過大な負荷が加わった状態で非回転工具が主軸から取り外され、主軸が回転可能となった場合、モータにより主軸が回転されてその位置が原点位置から大きくずれる虞がある。
【０００８】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、非回転工具が主軸に装着されている場合に工具交換を実行しても、主軸を回転するモータなどに過剰な負荷が作用することを回避することができる工作機械及び工具交換方法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】
【０００９】
本発明に係る工作機械は、工具を装着してワークを加工する主軸と、該主軸に装着される工具を格納する格納部と、前記主軸に装着された工具及び前記格納部に格納された工具の交換を制御する制御装置とを備え、前記制御装置が、工具の交換を行う前に、前記主軸を軸回りにおける特定位置まで回転させる第１位置制御手段、及び、前記主軸を軸方向のワークに対する加工位置から工具交換を行う交換位置まで移動させる第２位置制御手段を有する工作機械において、前記制御装置は、前記主軸の軸回りにおける位置及び前記特定位置の差に応じた値を算出する第１算出手段と、該第１算出手段が算出した値の累積値を算出する第２算出手段と、前記第１位置制御手段が、前記第１算出手段が算出した値に基づく前記主軸の回転制御を行うか、又は、前記第１算出手段が算出した値及び前記第２算出手段が算出した累積値に基づく前記主軸の回転制御を行うかの切替を行う切替手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る工作機械は、前記切替手段が、前記第２位置制御手段により移動される前記主軸の位置が前記加工位置から該加工位置及び前記交換位置の間の所定位置までである場合に、前記第１位置制御手段が、前記第１算出手段が算出した値及び前記第２算出手段が算出した累積値に基づく前記主軸の回転制御を行い、前記第２位置制御手段により移動される前記主軸の位置が前記所定位置から前記交換位置までである場合に、前記第１位置制御手段が、前記第１算出手段が算出した値に基づく前記主軸の回転制御を行うよう、前記第１位置制御手段による制御の切替を行うようにしてあることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る工作機械は、前記切替手段が、工具交換のために工具が前記主軸から取り外される前に、前記第１算出手段が算出した値及び前記第２算出手段が算出した累積値に基づく前記主軸の回転制御から、前記第１算出手段が算出した値に基づく前記主軸の回転制御へ前記第１位置制御手段の制御を切り替えるようにしてあることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る工作機械は、前記主軸には、該主軸の回転によって加工を行う回転工具、又は、回転せずに加工を行う非回転工具が装着可能であり、前記主軸に装着されている工具が前記回転工具又は前記非回転工具のいずれであるかを判定する工具判定手段を備え、前記切替手段は、前記工具判定手段が前記回転工具であると判定した場合に、前記第１位置制御手段が、前記第１算出手段が算出した値及び前記第２算出手段が算出した累積値に基づく前記主軸の回転制御を行い、前記工具判定手段が前記非回転工具であると判定した場合に、前記第１位置制御手段が、前記第１算出手段が算出した値に基づく前記主軸の回転制御を行うよう、前記第１位置制御手段による制御の切替を行うようにしてあることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る工具交換方法は、主軸に装着された工具と格納部にて格納された工具とを交換し、工具の交換を実行する前に、前記主軸を軸回りにおける特定位置まで回転させると共に、前記主軸を軸方向のワークに対する加工位置から工具交換を行う交換位置まで移動させる工具交換方法において、前記主軸の軸回りにおける位置及び前記特定位置の差に応じた値を算出する第１算出ステップと、該第１算出ステップにて算出した値の累積値を算出する第２算出ステップと、前記主軸を軸回りにおける特定位置まで回転させる際に、前記第１算出ステップにて算出した値に基づく前記主軸の回転制御を行うか、又は、前記第１算出ステップにて算出した値及び前記第２算出ステップにて算出した累積値に基づく前記主軸の回転制御を行うかの切替を行う切替ステップとを備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明においては、軸回りにおける主軸の現位置及び特定位置の差に応じた値を算出すると共に、この値の累積値を算出する。特定位置は、例えば主軸の原点位置などであり、工具交換の際に主軸があるべき位置である。工作機械は、差に応じた値に基づく主軸の回転制御と、差に応じた値及びその累積値に基づく主軸の回転制御とを切り替えて行う。これにより工作機械は、必要に応じて累積値に基づく主軸の回転制御を行わないよう、主軸の回転制御の方法を切り替えることが可能となる。即ち工作機械は、累積値に基づく回転制御を行うことによって非回転工具が装着された主軸に過大な負荷が加わることを防止することが可能となる。
【００１５】
また、本発明においては、主軸の軸方向に関して、ワークに対する加工位置と、工具交換を行う交換位置との間の所定位置にて、工作機械が主軸の回転制御の切替を行う。工作機械は、加工位置から所定位置までは差分に応じた値及びその累積値に基づく回転制御を行い、所定位置から交換位置までは差分に応じた値に基づく回転制御を行う。所定位置は、例えば回転工具が装着された主軸の軸回りの位置合わせと、加工位置から交換位置への軸方向への主軸の移動とを同時的に行った場合に、主軸の軸回りの位置合わせを十分に完了させることができる位置を設定することができる。
これにより工作機械は、回転工具が装着された主軸の位置合わせを行う際には、累積値に基づく回転制御を行って、高速及び高精度な位置合わせを実現できる。工作機械は、主軸の位置合わせを終えた後に、累積値に基づく回転制御を行わないよう制御方法を切り替えることができ、主軸に非回転工具が装着されていても累積値に基づく過大な負荷が主軸に加わることはない。
また所定位置にて制御を切り替える場合、工作機械は、回転工具及び非回転工具のいずれに対しても同じ方法で切り替えを行えばよいため、主軸に装着されている工具が回転工具又は非回転工具のいずれであるかを工作機械は判定する必要がないという利点がある。
【００１６】
また、本発明においては、工作機械は、少なくとも工具が工具交換のために主軸から取り外される前に、差に応じた値及びその累積値に基づく回転制御から、差に応じた値に基づく回転制御への切替を行う。これにより、工具が取り外される際には累積値に基づく制御が行われていないため、非回転工具が交換のために取り外された場合に、主軸位置の特定位置に対する誤差の累積により、主軸が特定位置から大きくずれた位置へ回転されることを防止できる。
【００１７】
また、本発明においては、主軸に装着されている工具が回転工具又は非回転工具のいずれであるかを工作機械が判定する。装着されている工具が回転工具である場合、工作機械は、現位置及び特定位置の差に応じた値並びにその累積値に基づく主軸の回転制御を行って、主軸を特定位置に位置合わせする。装着されている工具が非回転工具である場合、工作機械は、累積値に基づく回転制御を行わず、主軸の現位置及び特定位置の差に応じた値に基づく回転制御を行う。これにより、非回転工具が主軸に装着された場合に、累積値に基づく回転制御を行うことによって主軸に過大な負荷が加わることを防止できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、主軸の現位置及び特定位置の差に応じた回転制御を行うか否かを工作機械が切り替える構成である。これにより工作機械は、非回転工具が装着された主軸に過大な負荷が加わることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】工作機械の側面図である。
【図２】工具を装着した状態の主軸ヘッドの背面側斜視図である。
【図３】工具を取り外した状態の主軸ヘッドの前方側斜視図である。
【図４】旋削工具に係る工具ホルダの背面側斜視図である。
【図５】係合突起部の背面側斜視図である。
【図６】回転工具に係る工具ホルダの背面側斜視図である。
【図７】制御装置の構成を略示するブロック図である。
【図８】主軸駆動制御部による主軸の回転制御の概要を説明するための模式図である。
【図９】主軸駆動制御部による累積値を用いた制御を行うか否かの切替制御を説明するための模式図である。
【図１０】制御装置による工具交換処理の手順を示すフローチャートである。
【図１１】記憶部に記憶されている加工プログラムの一例を示す図である。
【図１２】変形例２に係る工作機械が行う主軸の回転制御の切替処理の手順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】
【００２０】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。以下の説明では図において矢印で示す上下、左右及び前後を使用する。図１は工作機械１００の側面図であり、図２は工具４を装着した状態の主軸ヘッド３の背面側斜視図であり、図３は工具４を取り外した状態の主軸ヘッド３の前方側斜視図である。
【００２１】
工作機械１００は、基台１０の上面にＹ方向移動装置（図示略）を配置し、Ｙ方向移動装置によりＹ方向移動可能にＹ方向移動台１１を支持する。Ｙ方向移動装置はＹ軸モータ７２（後述する図７参照）の出力軸に連結され、前後方向（Ｙ方向）に延びる送りねじ軸と、該送りねじ軸に螺合するナットと、前後方向に延びるガイドレールとを備える。
【００２２】
Ｙ方向移動装置のナット上にＸ方向移動装置（図示略）が設けてある。Ｘ方向移動装置はＸ軸モータ７１（後述する図７参照）の出力軸に連結され、左右方向（Ｘ方向）に延びる送りねじ軸と、該送りねじ軸に螺合するナットと、左右方向に延びるガイドレールとを備える。
【００２３】
Ｘ方向移動装置はＸ方向移動可能にコラム１２を支持する。コラム１２は柱状をなし、前面にＺ方向移動装置（図示略）を設けてある。Ｚ方向移動装置は、その前側に主軸ヘッド３をＺ方向移動可能に支持する。Ｚ方向移動装置は、Ｚ軸モータ７３（後述する図７参照）の出力軸に連結され、上下方向（Ｚ方向）に延びる送りねじ軸と、該送りねじ軸に螺合するナットと、コラム１２の前面に上下方向に延びるガイドレールと、該ガイドレールに嵌合するブロックとを備える。主軸ヘッド３は前記ナット及び前記ブロックに固定する。
【００２４】
主軸ヘッド３はＺ軸モータ７３の駆動による前記送りねじ軸の回転に応じて上昇、下降する。またＸ軸モータ７１の駆動によって、Ｘ方向移動装置は左右に移動し、主軸ヘッド３は左右に移動する。またＹ軸モータ７２の駆動によってＹ方向移動装置は前後に移動し、主軸ヘッド３は前後に移動する。
【００２５】
工作機械１００はワーク支持装置１５によりワーク（被加工物）を支持し、主軸ヘッド３に装着された工具４によりワークを加工する。ワーク支持装置１５はワークをクランプさせるワーク台１６を有する。ワーク支持装置１５はワークを２軸回りに回転可能としてある。一般に、主軸ヘッド３を移動させる軸であるＸ、Ｙ、Ｚの各軸に平行な軸回りにワークを回転させるとき、ワークの回転軸は、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸に対応してＡ、Ｂ、Ｃ軸と呼ばれている。本実施形態に係るワーク支持装置１５はＡ軸回りに揺動する揺動体（図示略）上にワーク台１６を設けてある。ワーク台１６にはＡ軸モータ６１（後述する図７参照）が設けてあり、該Ａ軸モータ６１の回転によって揺動体がＡ軸回りに揺動する。揺動体の揺動によりワークがＡ軸回りに回転可能である。また揺動体に固定してあるＣ軸モータ６０の出力軸にワーク台１６が連結されており、ワーク台１６にクランプしたワークをＣ軸回りに高速回転可能としてある。
【００２６】
主軸ヘッド３は内部に主軸３４を支持している。主軸３４は主軸ヘッド３の上部に固定した主軸モータ３１に連結してあり、該主軸モータ３１の駆動により上下方向の中心軸周りに回転する。主軸３４の下端部は主軸ヘッド３の下方に突出しており、後述するように装着される工具４を保持する。工具４は主軸ヘッド３と共に上昇及び下降する。
【００２７】
工具４は工具マガジン２に複数収納されている。工具４はドリル、タップ、エンドミル等の回転工具だけでなく、バイト等の旋削工具（非回転工具）を含む。工具マガジン２は支持梁２１、レール２２、チェーン２３、複数の把持アーム２４、マガジン駆動部２５等を備える。支持梁２１は上側を斜辺として前方へ下方傾斜した三角形状をなす板状の構造部材であり、コラム１２の左右に片持ちに固定してある。支持梁２１はコラム１２の左右に固定した部分から主軸ヘッド３の両側部分まで下方傾斜して延設してある。支持梁２１の上側端面は前方下方から後方上方へ、水平面から略３０°傾斜している。
【００２８】
レール２２は長円形の環状部材であり、コラム１２及び主軸ヘッド３を囲むように支持梁２１に固定して設けてある。チェーン２３はレール２２に嵌合してレール２２上を転動するローラを有する複数の移動台を無端状に連結して構成してある。各移動台には把持アーム２４が取り付けてあり、把持アーム２４は工具４を保持する工具ホルダ４０を把持する。マガジン駆動部２５の駆動によりチェーン２３がレール２２に沿って循環する。工具を交換する場合、マガジン駆動部２５の駆動によりチェーン２３を循環し、所望の工具４を把持する把持アーム２４が主軸ヘッド３の前方下方のアーム揺動位置（レール２２における前方下端部）に搬送される。
【００２９】
工具４は公知の工具ホルダ４０に保持されている。把持アーム２４は二股に分岐した先端把持部２４ａを工具ホルダ４０外周の保持溝４４（図４参照）に押し込むことで、工具ホルダ４０を介して工具４を把持する。
【００３０】
図１においてアーム揺動位置にある把持アーム２４は、把持していた工具４を主軸３４に装着した後、主軸３４から前方へ離反して待機している姿勢となっている。把持アーム２４は上側端部にアーム軸が挿入されるアーム軸孔（図示略）を有する。アーム軸の軸線方向は把持アーム２４がアーム揺動位置にあるときにＸ軸方向に平行となり、アーム軸回りに把持アーム２４が回転することにより、先端把持部２４ａが主軸３４に接近し、離反する。主軸ヘッド３の前側の側面にはカム３２が前方に張り出すように上下方向に延設されている。把持アーム２４はカム３２に当接するカムフォロワ（図示略）を有する。
【００３１】
主軸ヘッド３は、加工時には、図１に示す原点位置から下降し、工具交換時には、図１に示す原点位置から上昇する。アーム揺動位置にある把持アーム２４は、主軸ヘッド３の上昇、下降に追随して揺動する。主軸ヘッド３が上昇した場合、把持アーム２４の先端把持部２４ａが主軸３４に接近し、前方から工具ホルダ４０を把持する。主軸ヘッド３は、工具ホルダ４０の把持完了後に更に上昇する。把持アーム２４が把持した工具ホルダ４０は、相対的に下方に移動して工具４と共に主軸３４から外れる。チェーン２３は、この状態で回転し、次に使用する工具４を保持した把持アーム２４がアーム揺動位置に搬送される。
【００３２】
工具４は、主軸ヘッド３が下降し、主軸３４の下端部に工具ホルダ４０が嵌め込まれることで、該主軸３４に装着される。主軸３４に装着した工具４は主軸ヘッド３が原点位置に下降することで、図１に示す状態となり、加工に備えて待機する。
【００３３】
以上の動作により、主軸３４と工具マガジン２との間で工具４を交換することができる。主軸３４に装着した工具４は主軸ヘッド３と共に原点位置から下降し、ワーク台１６上にクランプされたワークを加工する。
【００３４】
工具４が回転工具である場合、主軸３４に装着した工具４は主軸モータ３１の駆動により主軸３４と共に回転する。ワークはＡ軸及びＣ軸回りに回転して位置決めしてある。主軸３４と共に回転する工具４は主軸ヘッド３と共に上下、左右、及び前後に移動し、ワークを加工する。
【００３５】
工具４が旋削工具である場合、主軸３４は非回転状態にロックする。ワーク台１６がＣ軸モータ６０によって回転駆動されることにより、ワークが回転する。工具４は主軸ヘッド３と共に下降し、回転するワークに先端を押し付けることにより、ワークの表面を旋削加工する。
【００３６】
図２には主軸３４に旋削加工用の工具４が装着された状態が示してある。該工具４の工具ホルダ４０は後方に向けて張り出す回り止めフランジ４１を備えている。主軸３４を支持する主軸ヘッド３の下面には、主軸３４の突出部の後位置に下方に向けて突出する係合突起部５が設けられており、係合突起部５の下端部には、ピン５１、５１の先端部が突起している。回り止めフランジ４１とピン５１、５１の先端部とは、主軸３４に工具４が装着されることで図示の如く係合し、該工具４の中心軸回りの回転、及びラジアル方向に加わる力による工具の移動を防止して、高い加工精度での旋削加工を安定して実施できるように作用する。
【００３７】
また図２に示すように、主軸ヘッド３は下端部に主軸３４を支持する軸受を保持する軸受押え３３を有する。軸受押え３３には後方にエア管１０１及びクーラント管１０２が連結されている。軸受押え３３の内部にはエアを通流するエア流路と、クーラント液を通流するクーラント流路とが形成されている。エアは主軸３４内部に切削屑が入り込むことを防止する。クーラント（洗浄液）はピン５１、５１、後述するキー３６等の洗浄に用いられる。
【００３８】
図３には主軸３４に工具４が装着されていない状態が示してある。主軸３４は下端部に下方に向かって内径が大きくなるテーパ穴３５が形成してある。工具ホルダ４０は上部に形成したテーパ装着部４２（図４参照）をテーパ穴３５に嵌合させて主軸３４に装着される。主軸３４の下端部の周縁に径方向の対向する位置に２つのキー３６、３６が突設されており、工具ホルダ４０側のキー溝（図示略）に嵌合する。軸受押え３３の下端面にはノズルヘッド６が突設されている。ノズルヘッド６は係合突起５１、５１等を洗浄するクーラントを噴射する。
【００３９】
以下、回り止めフランジ４１及び係合突起部５の構成について説明する。図４は旋削工具に係る工具ホルダ４０の背面側斜視図であり、図５は係合突起部５の背面側斜視図である。
【００４０】
回り止めフランジ４１は円環状の基板４１ａ、基板４１ａの外周の約半周部分で径方向外側に拡幅するように突設されて台形状をなす係合板４１ｂにより形成されている。基板４１ａは工具ホルダ４０の下面に複数本の固定ボルト４５で固定してある。係合板４１ｂは、工具ホルダ４０と同軸をなす周上であって係合板４１ｂの２つの頂部に夫々形成された係合穴４３、４３を有している。図示の係合穴４３、４３は一側を切り欠いた長穴をなし、係合板４１ｂの外周に開口しているが、この開口は必須ではなく、係合板４１ｂ内で閉じた長穴又は円形の穴であってもよい。
【００４１】
係合穴４３、４３は工具４及び工具ホルダ４０の中心を通る夫々の中心線が、主軸３４への装着時に後向きとなる側に略９０°の開き角度を有する位置に設けてある。尚、係合穴４３、４３の開き角度は９０°に限らず、回り止めフランジ４１の形成範囲内で適宜に設定することができる。即ち、開き角度は０°よりも大きく、１８０°未満であればよいが、８５°以上、１００°未満とするのが望ましい。
【００４２】
係合突起部５は基台５０、ピン５１、５１等により一体的に構成されている。基台５０は支持台５０ａ、５０ａ、連結部５０ｂを備える。支持台５０ａ、５０ａは柱状をなし、上端面が主軸ヘッド３の下端面に当接する。連結部５０ｂは板状をなし、支持台５０ａ、５０ａの側面を連結する。支持台５０ａ、５０ａの上端部には上下方向の通し穴が設けてある。該通し穴に螺子を挿通し、主軸ヘッド３の下端面に設けてある螺子穴（図示略）に螺合させることにより、係合突起部５が主軸ヘッド３に固定される。また支持台５０ａ、５０ａの上端面にはピン穴が形成されており、該ピン穴に位置決めピンを挿入し、主軸ヘッド３の下端面に設けてあるピン穴（図示略）に嵌合させることにより、係合突起部５が位置決めされる。
【００４３】
係合突起部５は主軸ヘッド３の下端面に取り付けられた状態で貫通孔５０ｃを有する（図２参照）。貫通孔５０ｃには主軸ヘッド３に連結されるエア管８１及びクーラント管８２等の配管が挿通される。
【００４４】
ピン５１、５１は支持台５０ａ、５０ａから突出しており、先端部が支持台５０ａ、５０ａの下端面の下方に突起する。ピン５１、５１の突設位置は、回り止めフランジ４１の係合穴４３、４３との係合を可能とするために、工具ホルダ４０が装着される主軸３４と同軸をなす円周上で、該主軸３４の中心を通り、後側に略９０°の開き角度を有して開く線上に夫々設定してある。
【００４５】
図２に示すように、回り止めフランジ４１の２つの係合穴４３、４３は、夫々のピン５１、５１に係合し、係合突起部５が取り付けられた主軸ヘッド３に対する回転を拘束される。従って、回り止めフランジ４１を備える工具ホルダ４０、及び該工具ホルダ４０に保持された旋削加工用の工具４は、加工中に加わる周方向の作用力によっては回転しない。なお主軸３４の回転を停止させる電磁式ブレーキ（図示略）が主軸３４に設けてある。旋削加工用の工具４が主軸３４に装着してある場合、前記電磁式ブレーキが作動しており、該電磁式ブレーキによっても主軸３４の回転が規制されている。
【００４６】
図６は回転工具に係る工具ホルダの背面側斜視図である。図６に示すように、回転工具（回転用の工具４）は旋削工具と異なり、係合板４１ｂを備えない。そのため回転工具を主軸３４に装着しても、ピン５１、５１によって主軸３４の回転が規制されることはなく、回転工具は主軸３４の回転によって回転する。なお回転工具を装着した状態で主軸３４が回転する場合、前記電磁式ブレーキは解除してある。
【００４７】
図７は制御装置の構成を略示するブロック図である。工作機械１００は制御装置８０を備え、該制御装置８０によって主軸ヘッド３、主軸３４、工具マガジン２、ワーク支持装置１５等の駆動が制御される。制御装置８０は、制御部８１、Ｘ軸駆動制御部８２、Ｙ軸駆動制御部８３、Ｚ軸駆動制御部８４、主軸駆動制御部８５、Ａ軸駆動制御部８６及びＣ軸駆動制御部８７を備える。制御部８１はバスを介して相互に接続されたＣＰＵ８１ａ、情報を一時的に記憶するＲＡＭ８１ｂ、制御プログラムを格納している書換可能な記憶部８１ｃ、入出力インタフェース（入出力Ｉ／Ｆ）８１ｄ、通信インタフェース（通信Ｉ／Ｆ）８１ｅを備える。ＲＡＭ８１ｂはレジスタ８１ｆ（記憶領域）を有する。制御プログラムは、順次的に読み出される複数の命令を有する。
【００４８】
ＣＰＵ８１ａは記憶部８１ｃから制御プログラムをＲＡＭ８１ｂに読出し、工作機械の制御を行う。制御部８１はＸ軸駆動制御部８２、Ｙ軸駆動制御部８３、Ｚ軸駆動制御部８４、主軸駆動制御部８５に種々の指令、例えばモータを駆動させる駆動指令、モータの駆動を一時停止する指令を出力する。Ｘ軸駆動制御部８２、Ｙ軸駆動制御部８３、Ｚ軸駆動制御部８４、主軸駆動制御部８５は種々の通知、例えばモータの駆動が終了したこと、モータの一時停止が完了したことを示す通知を制御部８１に出力する。
【００４９】
制御部８１は入出力Ｉ／Ｆ８１ｄを介して操作盤７１ｂ、Ｘ軸駆動制御部８２、Ｙ軸駆動制御部８３、Ｚ軸駆動制御部８４及び主軸駆動制御部８５との間で信号の入出力を行う。操作盤７１ｂは、スタートスイッチ、一時停止スイッチ等を有し、スイッチのオン／オフが制御部８１に入力される。操作盤７１ｂの表示部には制御部８１からの表示信号に基づいて映像が表示される。
【００５０】
主軸駆動制御部８５は、バスを介して相互に接続されたＣＰＵ８５ａ、ＲＡＭ８５ｂ、記憶部８５ｃ及びインタフェース（図示略）を有する。記憶部８５ｃには制御プログラムが格納してあり、ＣＰＵ８５ａは該制御プログラムをＲＡＭ８５ｂに読み込んで主軸モータ３１に回転指令を出力し、主軸モータ３１の駆動を制御する。主軸モータ３１は回転指令に基づいて回転する。主軸モータ３１にはエンコーダ３１ｅが接続してあり、主軸モータ３１の回転位置がエンコーダ３１ｅにて検出され、検出された位置は主軸駆動制御部８５に入力される。主軸駆動制御部８５は、入力された位置を参照し、回転位置が目標位置に至るまで主軸モータ３１をフィードバック制御する。また主軸駆動制御部８５の記憶部８５ｃには主軸３４の原点位置（特定位置）が記憶してある。
【００５１】
Ｘ軸駆動制御部８２、Ｙ軸駆動制御部８３及びＺ軸駆動制御部８４夫々は主軸駆動制御部８５と同様にＣＰＵ、ＲＡＭ、記憶部及びインタフェース等を有し、Ｘ軸モータ７１、Ｙ軸モータ７２、Ｚ軸モータ７３に回転指令を出力し、各モータ７１、７２、７３の駆動を制御する。各モータ７１、７２、７３は回転指令に基づいて回転する。各モータ７１、７２、７３にはエンコーダ７１ｅ、７２ｅ、７３ｅが接続してあり、各モータ７１、７２、７３の回転位置がエンコーダ７１ｅ、７２ｅ、７３ｅにて検出され、検出された位置はＸ軸駆動制御部８２、Ｙ軸駆動制御部８３及びＺ軸駆動制御部８４に入力される。Ｘ軸駆動制御部８２、Ｙ軸駆動制御部８３及びＺ軸駆動制御部８４は、入力された位置を参照し、回転位置が目標位置に至るまで各モータ７１、７２、７３をフィードバック制御する。
【００５２】
また制御部８１は通信Ｉ／Ｆ８１ｅを介してＡ軸駆動制御部８６及びＣ軸駆動制御部８７との間で通信を行う。Ａ軸駆動制御部８６及びＣ軸駆動制御部８７夫々はＸ軸駆動制御部８２と同様にＣＰＵ、ＲＡＭ、記憶部及びインタフェース等を有し、Ａ軸モータ６１及びＣ軸モータ６０に回転指令、一時停止指令等を出力し、各モータ６１、６０の駆動を制御する。各モータ６１、６０は回転指令に基づいて回転し、一時停止指令に基づいて一時停止する。Ａ軸駆動制御部８６及びＣ軸駆動制御部８７は種々の通知、例えばモータの駆動が終了したこと、モータの一時停止が完了したことを示す通知を制御部８１に送信する。
【００５３】
各モータ６１、６０にはエンコーダ６１ｅ、６０ｅが接続してある。各モータ６１、６０の回転位置がエンコーダ６１ｅ、６０ｅにて検出及び保持されるが、Ａ軸駆動制御部８６及びＣ軸駆動制御部８７にフィードバックされず、Ａ軸駆動制御部８６及びＣ軸駆動制御部８７はＡ軸モータ６１及びＣ軸モータ６０をオープンループ制御する。各モータ６１、６０は移動を完了した場合、移動が完了したことを示す信号をＡ軸駆動制御部８６及びＣ軸駆動制御部８７に出力する。Ａ軸駆動制御部８６及びＣ軸駆動制御部８７は、移動が完了したことを示す信号が入力された場合、Ａ軸モータ６１及びＣ軸モータ６０の移動が完了したことを示す完了応答を制御部８１に送信する。
【００５４】
なおＡ軸駆動制御部８６及びＣ軸駆動制御部８７はエンコーダ６１ｅ、６０ｅにアクセス可能に構成してあり、Ａ軸駆動制御部８６又はＣ軸駆動制御部８７はＡ軸モータ６１又はＣ軸モータ６０の回転位置を参照する指令を制御部８１から受信した場合、Ａ軸駆動制御部８６又はＣ軸駆動制御部８７はエンコーダ６１ｅ、６０ｅに保持されたＡ軸モータ６１又はＣ軸モータ６０の回転位置を制御部８１に送信する。
【００５５】
図８は、主軸駆動制御部８５による主軸３４の回転制御の概要を説明するための模式図である。主軸駆動制御部８５は、主軸３４の軸回りの目標位置を定める。目標位置は、例えば工具交換を行う場合、主軸３４の原点位置（特定位置）が設定される。主軸駆動制御部８５が設定した目標位置は減算器９０へ入力される。減算器９０は、この目標位置と、位置変換部９７が出力する主軸モータ３１の検出位置とが入力されている。減算器９０は、目標位置−検出位置の演算を行い、演算結果である差分値を速度変換部９１へ与える。
【００５６】
速度変換部９１は、与えられた両位置の差分値を速度に変換し、これを目標速度として減算器９２へ出力する。主軸駆動制御部８５は、周期的に主軸モータ３１へ指令を与えてその回転を制御している。速度変換部９１は、与えられた位置の差分値及び指令を与える周期等に基づいて、今周期における目標速度を算出して出力する。
【００５７】
主軸駆動制御部８５は、エンコーダ３１ｅからの信号が入力される。エンコーダ３１ｅは主軸モータ３１の軸回りの位置に応じた信号を出力しており、主軸駆動制御部８５はこの入力信号を速度変換部９６にて主軸モータ３１の速度に変換する。速度変換部９１が出力する目標速度と、速度変換部９６が出力する検出速度とは、減算器９２へ入力される。また主軸駆動制御部８５は、エンコーダ３１ｅからの信号を位置変換部９７にて主軸モータ３１の位置に変換する。位置変換部９７が出力する検出位置は、減算器９０へ入力される。減算器９２は、目標速度−検出速度の演算を行い、演算結果である差分を出力する。減算器９２が算出する差分は、主軸モータ３１の目標位置と現位置との差分に応じた値となる。
【００５８】
減算器９２が出力する差分は、累積部９３及び加算器９４へ与えられる。累積部９３は、減算器９２が算出した目標速度及び検出速度の差分を反復して加算することにより累積値を算出し、算出した累積値を加算器９４へ与える。ただし主軸駆動制御部８５は、累積部９３が算出した累積値を加算器９４へ入力するか否かを切替制御することが可能である。なお累積値を加算器９４へ入力しないよう切り替えが行われた場合、累積部９３は累積値をリセットする。
【００５９】
加算器９４は、減算器９２が算出した差分と、累積部９３が算出した累積値との加算を行い、その合計値を速度指令として比例制御部９５へ与える。なお累積部９３の累積値を加算器９４へ入力しないよう切替制御が行われた場合、加算器９４は、減算器９２が算出した差分を速度指令として比例制御部９５へ与える。比例制御部９５は、与えられた速度指令に基づき、この速度に比例するトルクを算出し、算出したトルクをトルク指令として主軸モータ３１へ出力する。
【００６０】
主軸駆動制御部８５は、上記のような主軸モータ３１のフィードバック制御を行うことによって、工具交換の際に主軸３４を軸回りの原点位置へ回転させることができる。
【００６１】
ただし、旋削工具（非回転工具）が主軸３４の原点位置に対してズレが生じた状態で装着された場合、設定された目標位置と、位置変換部９７が出力する検出位置とに差が生じる。このため減算器９０が非０の差分値を出力し、この差分値が累積部９３に累積される。本実施の形態に係る工作機械１００は、このような際に累積部９３の累積値が主軸３４の回転制御に悪影響を与えることを防止すべく、累積値を用いるか否かの切替制御を行う。
【００６２】
図９は、主軸駆動制御部８５による累積値を用いた制御を行うか否かの切替制御を説明するための模式図である。ワーク台１６にクランプされたワークＷに対する加工を行っている場合、制御装置８０は、Ｚ軸駆動制御部８４にて主軸３４をＺ方向（上下方向）の加工位置に移動させる。主軸３４に装着された工具４による加工を終えた場合、制御装置８０は、工具交換を行うために主軸３４を加工位置から交換位置まで上昇させる必要がある。そこで制御装置８０は、Ｚ軸駆動制御部８４にて主軸ヘッド３を上昇させると共に、この間に主軸駆動制御部８５にて主軸３４の軸回りの位置を原点位置へ合わせる位置合わせを行う。尚、交換位置は把持アーム２４を搬送しても主軸３４と衝突しない位置を示す。
【００６３】
制御装置８０は、主軸３４が加工位置から所定の切替位置に達するまでの間、主軸駆動制御部８５による主軸モータ３１の回転制御を、累積部９３の累積値を用いて行わせる。なお切替位置は、加工位置から交換位置までの間において予め定められた位置であり、制御部８１の記憶部８１ｃなどにその位置が記憶されている。例えば切替位置は、Ｚ軸駆動制御部８４による主軸３４のＺ方向の移動速度及び移動時間等、並びに、主軸駆動制御部８５による主軸３４の位置合わせに要する時間等に基づいて、主軸３４の軸回りの位置合わせが完了しているＺ方向の位置を、工作機械１００の設計段階などで予め算出して設定しておくことができる。切替位置の上限位置はピン５１と係合穴４３の係合が解除される直前である。
【００６４】
主軸ヘッド３が切替位置に到達した場合、制御装置８０は、主軸駆動制御部８５による主軸モータ３１の回転制御に、累積部９３の累積値を用いないよう切替を行う。即ち主軸ヘッド３が切替位置から交換位置までの間（又は、切替位置より上方にある場合）、主軸駆動制御部８５は累積部９３の累積値を用いずに、主軸モータ３１の回転制御を行う。その後、主軸ヘッド３が交換位置に達した場合、制御装置８０は、工具交換を行う。工具交換の際も、主軸３４の回転制御は累積値を用いずに行うよう切り替えがなされている。
【００６５】
工具交換を終えた後、制御装置８０は、Ｚ軸駆動制御部８４にてワークＷの加工を行うため主軸３４を交換位置から加工位置まで下降させる。制御部８０は、主軸３４が交換位置から切替位置に達するまでの間、主軸駆動制御部８５による主軸モータ３１の回転制御を、累積部９３の累積値を用いずに行わせる。主軸ヘッド３が切替位置に達した場合、制御装置８０は、主軸駆動制御部８５による主軸モータ３１の回転制御を、累積部９３の累積値を用いて行うよう切替を行う。
【００６６】
なお制御装置８０による回転制御に累積値を用いるか否かの切り替えは、主軸２４に装着された工具が回転工具又は旋削工具（非回転工具）のいずれであるかに関係なく行われる。なお本実施の形態においては、主軸３４を上昇させる場合及び下降させる場合の切替位置を同一位置としたが、異なる位置としてもよい。
【００６７】
図１０は、制御装置８０による工具交換処理の手順を示すフローチャートである。なお本フローチャートにおいては、ワークに対する加工を終えた時点からの処理を示す。またこの時点においては、主軸駆動制御部８５は累積部９３の累積値を用いた主軸モータ３１の回転制御を行うよう、切り替えがなされている。
【００６８】
制御装置８０の制御部８１は、主軸３４に装着された工具４による加工を終えた後、工具交換を開始する。制御部８１は、Ｚ軸駆動制御部８４にてＺ軸モータ７３を駆動し、主軸ヘッド３の上昇を開始する（ステップＳ１）。これにより主軸３４はワークに対する加工位置からＺ軸方向の上方への移動を開始する。また制御部８１は、主軸駆動制御部８５にて主軸３４の軸回りの位置を原点位置に合わせる位置合わせ処理を開始する（ステップＳ２）。
【００６９】
その後、制御部８１は、Ｚ方向に関して主軸３４の位置が所定の切替位置に達したか否かを判定する（ステップＳ３）。主軸３４が切替位置に達していない場合（Ｓ３：ＮＯ）、制御部８１は、切替位置に達するまで主軸３４の上昇及び位置合わせ等を継続して行う。主軸３４が切替位置に達した場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、制御部８１は、主軸駆動制御部８５へ切替指示を与えることにより、累積部９３の累積値を用いずに主軸モータ３１の回転制御を行うよう、主軸駆動制御部８５に制御の切替を行わせる（ステップＳ４）。
【００７０】
その後、制御部８１は、Ｚ方向に関して主軸３４の位置が交換位置に達したか否かを判定する（ステップＳ５）。主軸が交換位置に達していない場合（Ｓ５：ＮＯ）、制御部８１は、交換位置に達するまで主軸３４の上昇を継続して行う。主軸３４が交換位置に達した場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、制御部８１は、Ｚ軸駆動制御部８４による主軸ヘッド３の上方への移動を停止し（ステップＳ６）、主軸３４に装着された工具４を次の工具４に交換する為に次の工具４を把持した把持アーム２４をアーム揺動位置へ搬送する（ステップＳ７）。
【００７１】
把持アーム２４をアーム揺動位置へ搬送後、制御部８１は、Ｚ軸駆動制御部８４による主軸ヘッド３の下降を開始する（ステップＳ８）。これにより工具交換が行われる。次いで制御部８１は、主軸３４が切替位置に達したか否かを判定する（ステップＳ９）。主軸３４が切替位置に達していない場合（Ｓ９：ＮＯ）、制御部８１は、切替位置に達するまで主軸３４の下降を継続して行う。主軸３４が切替位置に達した場合（Ｓ９：ＹＥＳ）、制御部８１は、主軸駆動制御部８５へ切替指示を与えることにより、累積部９３の累積値を用いた主軸モータ３１の回転制御を行うよう、主軸駆動制御部８５に制御の切替を行わせ（ステップＳ１０）、工具交換処理を終了する。その後、工作機械１００は、主軸３４を加工位置まで下降させ、ワークに対する加工を開始する。
【００７２】
以上の構成の本実施の形態に係る工作機械１００は、軸回りにおける主軸３４の目標位置（特定位置）及び現位置の差に応じた値を減算器９２が算出し、この差分値の累積値を累積部９３が算出する。目標位置は、例えば主軸３４の原点位置などであり、工具交換の際に主軸３４があるべき位置とすることができる。工作機械１００は、減算器９２による差分値及び累積部９３による累積値の両方に基づく主軸モータ３１の回転制御と、累積値を用いずに差分値に基づく主軸モータ３１の回転制御とを切り替えて、主軸３４の回転制御を行う。これにより工作機械１００は、必要に応じて累積値に基づく回転制御を行わないよう、主軸３４の回転制御の方法を切り替えることが可能となる。
【００７３】
また工作機械１００は、ワークに対する加工位置及び工具交換を行う交換位置の間の所定の切替位置にて、回転制御の方法を切り替える。工作機械１００は、加工位置から切替位置までは差分値及び累積値に基づく主軸モータ３１の回転制御を行い、切替位置から交換位置までは差分値に基づく回転制御を行う。切替位置は、例えば回転工具が装着された主軸３４の軸回りの位置合わせと、加工位置から交換位置へのＺ方向の主軸３４の上昇とを同時的に行った場合に、主軸３４の位置合わせを十分に完了させることができる位置を設定することができる。
【００７４】
これにより工作機械１００は、回転工具が装着された主軸３４の位置合わせを行う際には、累積値に基づく回転制御を行って、高速及び高精度な位置合わせを実現できる。また工作機械１００は、主軸３４の位置合わせを終えた後に、累積値を用いずに差分値に基づく回転制御を行うよう制御方法を切り替えることができ、主軸３４に旋削工具（非回転工具）が装着されていても、累積値に基づく過大な負荷が主軸モータ３１に加わることを防止できる。また所定の切替位置にて制御方法を切り替える構成であるため、工作機械１００は、回転工具及び旋削工具のいずれに対しても同じ方法で切り替えを行えばよく、主軸３４にいずれの工具が装着されているかを判定する必要がない。
【００７５】
なお本実施の形態においては、Ｚ方向に関する主軸３４の位置が所定の切替位置であるか否かを条件として、工作機械１００が主軸モータ３１の回転制御の方法を切り替える構成としたが、これに限るものではない。回転制御の切り替えを、例えば以下の変形例１又は変形例２等の条件で行ってもよい。
【００７６】
（変形例１）
変形例１に係る工作機械１００は、少なくとも工具４が工具交換のために主軸３４から取り外される前に、差分値及び累積値に基づく回転制御から、累積値を用いずに差分値に基づく回転制御へ、主軸モータ３１の制御方法を切り替える。これにより、工具４が主軸３４から取り外される際には累積値に基づく回転制御が行われていないため、旋削工具（非回転工具）が交換のために取り外された場合に、主軸３４の原点位置に対する誤差の累積により、主軸３４が原点位置から大きくずれた位置へ回転されることを防止できる。
【００７７】
（変形例２）
また工作機械１００は、主軸３４に装着した工具４が回転工具又は旋削工具（非回転工具）のいずれであるかを判定し、判定結果に応じて主軸モータ３１の回転制御の方法を切り替える構成としてもよい。工作機械１００は、例えばワークに対する加工条件、加工内容又は加工指令等が記載された加工プログラムを制御装置８０の記憶部８１ｃに記憶している。制御装置８０の制御部８１は、記憶部８１ｃに記憶された加工プログラムに従って、Ｘ軸駆動制御部８２〜Ｃ軸駆動制御部８７等の制御を行い、ワークに対する加工を行う。この構成において工作機械１００は、加工プログラムの内容などに基づいて、主軸３４に装着した工具が回転工具又は旋削工具のいずれであるかを判定することができる。
【００７８】
図１１は記憶部８１ｃに記憶されている加工プログラムの一例を示す図である。制御装置８０の制御部８１は、加工プログラムの１行目から順に指令を読み取り、読み取った指令に応じた処理を順次的に行っていく。図１１において、Ｍ６は工具を交換することを示す指令であり、Ｔ１〜Ｔ３は主軸３４に装着する工具を示す。例えば１行目における「Ｍ６Ｔ１」は、１番の工具４を主軸３４に装着することを意味する。Ｍ１４１は、主軸３４を回転させること（以下主軸回転モードという）を設定する指令であり、Ｍ１４２は、Ｃ軸回りにワーク台１６を回転させること（以下Ｃ軸回転モードという）を設定する指令である。主軸回転モードでは、主軸３４に対する回転を指令でき、ワーク台１６に対する回転を指令できない。Ｃ軸回転モードでは、主軸３４に対する回転を指令できず、ワーク台１６に対する回転を指令できる。Ｍ３０は処理の終了を示す指令である。
【００７９】
主軸回転モードが設定されている場合、主軸３４には回転工具が装着されていると考えられる。またＣ軸回転モードが設定されている場合、主軸３４には旋削工具（非回転工具）が装着されていると考えられる。よって制御装置８０の制御部８１は、加工プログラムにおける工具交換指令Ｍ６の後のモード設定指令がＭ１４１又はＭ１４２のいずれであるかに応じて、主軸３４に装着された工具が回転工具又は旋削工具（非回転工具）のいずれであるかを判定することができる。
【００８０】
図１２は、変形例２に係る工作機械１００が行う主軸３４の回転制御の切替処理の手順を示すフローチャートである。変形例２に係る工作機械１００の制御装置８０の制御部８１は、記憶部８１ｃに記憶された加工プログラムから１行分の指令を読み取る（ステップＳ３１）。制御部８１は、読み取った指令が工具交換指令Ｍ６であるか否かを判定する（ステップＳ３２）。工具交換指令Ｍ６でない場合（Ｓ３２：ＮＯ）、制御部８１は、読み取った指令に応じた処理を行って（ステップＳ３３）、ステップＳ３１へ処理を戻す。
【００８１】
読み取った指令が工具交換命令である場合（Ｓ３２：ＹＥＳ）、制御部８１は、工具交換を行う（ステップＳ３４）。次いで制御部８１は、加工プログラムから次の指令を読み取り（ステップＳ３５）、読み取った指令に基づいて主軸３４に装着された工具４が回転工具であるか否かを判定する（ステップＳ３６）。制御部８１は、読み取った指令がＭ１４１の場合に回転工具であると判定し、Ｍ１４２の場合に旋削工具であると判定することができる。主軸３４に装着された工具４が回転工具であると判定した場合（Ｓ３６：ＹＥＳ）、制御部８１は、累積部９３の累積値を用いた主軸モータ３１の回転制御を行うよう、主軸駆動制御部８５に制御の切替を行わせ（ステップＳ３７）、ステップＳ３１へ処理を戻す。主軸３４に装着された工具４が回転工具でないと判定した場合（Ｓ３６：ＮＯ）、制御部８１は、累積値を用いずに差分値に基づく主軸モータ３１の回転制御を行うよう、主軸駆動制御部８５に制御の切替を行わせ（ステップＳ３８）、ステップＳ３１へ処理を戻す。
【００８２】
このように変形例２に係る工作機械１００は、主軸３４に装着されている工具４が回転工具又は旋削工具のいずれであるかを判定する。装着されている工具４が回転工具である場合、工作機械１００は、減算器９２の差分値及び累積部９３の累積値に基づく主軸モータ３１の回転制御を行う。装着されている工具４が旋削工具である場合、工作機械１００は、累積値に基づく回転制御を行わず、差分値に基づく回転制御を行う。これにより、旋削工具が主軸３４に装着された場合に、累積値に基づく回転制御を行うことによって主軸モータ３１に過大な負荷が加わることを防止できる。
【００８３】
なお上述の変形例２においては、工具４が回転工具又は旋削工具のいずれであるかを加工プログラムに記載された指令に基づいて判定する構成としたが、これに限るものではない。工作機械１００は、例えば主軸３４に装着された工具４の種別などを識別するセンサなどを備え、このセンサの出力に基づいて工具４が回転工具又は旋削工具のいずれであるかを判定する構成としてよい。また例えば、加工プログラムとは別に、記憶部８０ｃに各工具が回転工具又は旋削工具のいずれであるかをあらかじめ登録しておき、その情報を利用してもよい。
【符号の説明】
【００８４】
２  工具マガジン
３  主軸ヘッド
４  工具
５  係合突起部
１６  ワーク台
３１  主軸モータ
３１ｅ  エンコーダ
３４  主軸
４０  工具ホルダ
４１  回り止めフランジ
８０  制御装置
８１  制御部
８５  主軸駆動制御部
９１  速度変換部
９２  減算器
９３  累積部
９４  加算器
９５  比例制御部
９６  速度変換部
【図１】
2015049540.tif 000003
【図２】
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【図３】
2015049540.tif 000005
【図４】
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【図５】
2015049540.tif 000007
【図６】
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【図７】
2015049540.tif 000009
【図８】
2015049540.tif 000010
【図９】
2015049540.tif 000011
【図１０】
2015049540.tif 000012
【図１１】
2015049540.tif 000013
【図１２】
2015049540.tif 000014