(57)【要約】【課題】加工の種類に応じた適切な清掃工程を実行することができ、そのためのユーザの負担を少なく済ませる。【解決手段】制御装置は、ワークに対する加工時間の積算値が所定値を越えた場合に（Ｓ３；Ｙ）、切粉をワークの周辺から洗い流す清掃工程を実行するための清掃プログラムを自動で作成し、実行する。清掃工程は、主軸の工具を取外し（Ｓ８）、エア吐出口から高圧エアを吐出させると共にクーラント用ノズルからクーラント液を吐出させながら（Ｓ９）、主軸ヘッドを清掃経路に沿ってＸ軸及Ｙ軸方向に移動させることにより行う（Ｓ１０）。清掃経路は、加工プログラムからＸ軸及びＹ軸方向の加工範囲を検出し（Ｓ４）、予め設定された移動軸、分割数等（Ｓ１）に基づき、加工範囲内を主軸ヘッドが移動軸方向に平行に往復移動するように作成される（Ｓ６）。【選択図】図４
2008155324.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記憶手段に記憶された加工プログラムに従って、ワークを支持する支持部に対して、工具を備える主軸ヘッドを相対的に移動させながら加工を行う工作機械であって、
前記主軸ヘッドに設けられ先端部分から流体を吐出する流体通路と、
この流体通路に流体を供給するための流体供給手段と、
前記加工プログラムから前記ワークに対して前記主軸ヘッドが相対移動する加工範囲を求める加工範囲検出手段と、
前記加工範囲に基づいて、清掃工程時に前記主軸ヘッドが相対的に移動する清掃経路を作成する清掃経路作成手段と、
前記流体供給手段により前記流体通路に流体を流しながら、前記清掃経路に沿って前記主軸ヘッドを相対的に移動させる清掃工程を実行する清掃動作実行手段とを具備することを特徴とする工作機械。
【請求項２】
前記清掃動作実行手段による清掃工程の実行前に、前記主軸ヘッドに装着されている工具を取外す工具交換動作が実行されることを特徴とする請求項１記載の工作機械。
【請求項３】
前記主軸ヘッドを上下方向に移動させるＺ軸移動機構を備えるものであって、
前記加工プログラム中の前記主軸ヘッドのＺ軸方向の最低位置と、その際に該主軸ヘッドに装着されている工具の工具長とから、前記清掃工程における主軸ヘッドのＺ軸位置を決定する高さ位置決定手段を具備することを特徴とする請求項１又は２記載の工作機械。
【請求項４】
前記清掃経路作成手段は、前記清掃工程において前記主軸ヘッドが相対的に平行移動する移動軸と、前記加工範囲を何分割するかを示す分割数とに応じて、清掃経路を作成することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の工作機械。
【請求項５】
前記ワークに対する加工時間の積算値又は加工回数が所定値に達した場合に、前記清掃動作実行手段による清掃工程が自動で実行されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工プログラムに従って、ワークを保持する支持部に対して、工具を備える主軸ヘッドを相対的に移動させながら加工を行う工作機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、金属材からなるワークに対して穴あけや切削等の加工を行う工作機械（マシニングセンタ）は、ワークを支持するテーブル、ＸＹ移動機構によりＸ（左右）及びＹ（前後）方向に移動されるコラム、このコラムにＺ軸（上下）方向に移動されるように設けられ工具が装着される主軸ヘッド、前記主軸に装着される工具を交換する工具交換装置等を備えて構成されている。そして、機械本体に添設される制御装置は、予め記憶された加工プログラムに基づいて、ＸＹ移動機構のＸ軸及びＹ軸サーボモータ、Ｚ軸サーボモータ、主軸モータ等を制御してワークに対する加工を自動で実行するようになっている。
【０００３】
この種の工作機械においては、加工時にワークから切削屑（切粉）が発生し、ワークの加工部分の周辺に堆積する事情がある。このような切粉の堆積をそのままにしておくと、治具によるワークのクランプ時に切粉がワークとの間に挟まり、加工精度が低下してしまう等の不具合を招く。この場合、この種の工作機械には、工具部分の冷却を図ると共に、加工時に発生する切粉を洗い流すために、主軸ヘッドの先端部に添設されたノズル（あるいは工具の先端部）から切削液（クーラント）を吐出する構成のものもある。ところが、長時間の加工を行うことにより、切粉が除去しきれずに堆積し、結局、作業者による面倒な清掃作業（例えばエアーガンによる切粉の除去作業）が必要となっていた。
【０００４】
そこで、上記問題点を解決するために、例えば特許文献１には、工作機械の制御装置に清掃用制御プログラムを予め設定しておき、ワーク周辺の切粉の堆積量が多くなったときに、その清掃用制御プログラムによって清掃作業を実行させることが提案されている。この清掃作業は、主軸の工具を流体噴射ノズルに交換し、ポンプにより洗浄液を液体噴射ノズルに供給してその先端から洗浄液を噴射させながら、主軸を数値制御移動させることにより、ワーク周辺の切粉を除去するというものである。
【特許文献１】特開２００４−１４２０６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のような工作機械にあっては、様々な種類（形状）のワークに対し、様々な種類の加工が行われる。この場合、加工の種類によって切粉の発生状況（堆積する位置）が異なってくるため、適切な清掃用制御プログラム（流体噴射ノズルの各軸方向の移動範囲など）も加工の種類毎に異なってくる。しかしながら、上記特許文献１に示された技術では、清掃用制御プログラムをユーザ側が作成し、設定する必要があるため、加工の種類が変更される都度、ユーザ（オペレータ）が清掃用制御プログラムを作成し、設定する必要があり、ユーザにとっての負担（手間）が大きくなる不具合があった。
【０００６】
この場合、一つの清掃用制御プログラムを、各種の加工に共用させることも考えられるが、それでは、加工の種類によっては清掃作業が過剰に行われることになって、清掃作業時間が必要以上に長くなったり、あるいは、逆に清掃作業（流体噴射ノズルの移動範囲）が不足して、切粉を十分に除去しきれなかったりする虞が生ずる。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、加工の種類に応じた適切な清掃工程を実行することができ、しかも、そのためのユーザの負担を少なく済ませることができる工作機械を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の工作機械は、記憶手段に記憶された加工プログラムに従って、ワークを支持する支持部に対して、工具を備える主軸ヘッドを相対的に移動させながら加工を行うものであって、前記主軸ヘッドに設けられ先端部分から流体を吐出する流体通路と、この流体通路に流体を供給するための流体供給手段と、前記加工プログラムから前記ワークに対して前記主軸ヘッドが相対移動する加工範囲を求める加工範囲検出手段と、前記加工範囲に基づいて、清掃工程時に前記主軸ヘッドが相対的に移動する清掃経路を作成する清掃経路作成手段と、前記流体供給手段により前記流体通路に流体を流しながら、前記清掃経路に沿って前記主軸ヘッドを相対的に移動させる清掃工程を実行する清掃動作実行手段とを備えている（請求項１の発明）。
【０００９】
これによれば、加工プログラムから検出された加工範囲に基づいて、清掃経路作成手段により、主軸ヘッドが相対的に移動する清掃経路が自動的に作成される。そして、清掃動作実行手段により、その清掃経路に沿って主軸ヘッドを相対的に移動させる清掃工程が自動で実行されるようになる。従って、清掃の必要のある場所、つまり加工時に発生する切粉が溜まる位置に関して、過不足なく清掃作業を行うことが可能になり、また、ユーザが清掃用制御プログラムを作成するといった手間が不要となる。
【００１０】
このとき、前記清掃動作実行手段による清掃工程の実行前に、前記主軸ヘッドに装着されている工具を取外す工具交換動作が実行されるように構成することができる（請求項２の発明）。これによれば、清掃工程実行時において、工具がワークやそれを保持するための治具などに干渉することがなくなり、また、工具によって流体通路からの流体の吐出が阻害されるといった不具合も未然に防止することができる。
【００１１】
前記主軸ヘッドを上下方向に移動させるＺ軸移動機構を備えるものにおいては、前記加工プログラム中の前記主軸ヘッドのＺ軸方向の最低位置と、その際に該主軸ヘッドに装着されている工具の工具長とから、前記清掃工程における主軸ヘッドのＺ軸位置を決定する高さ位置決定手段を設けることができる（請求項３の発明）。これによれば、主軸ヘッドを、ワークあるいはワークを保持する治具等と干渉することがなく、また、支持部（ワーク）に対して必要以上に離れることがない適切な高さに位置させた状態で、清掃工程を実行させることが可能となる。
【００１２】
本発明においては、上記した清掃経路作成手段を、前記清掃工程において前記主軸ヘッドが相対的に平行移動する移動軸と、前記加工範囲を何分割するかを示す分割数とに応じて、清掃経路を作成するように構成することができる（請求項４の発明）。これによれば、主軸ヘッドが相対的に移動軸方向に往復移動しながら加工範囲内全体を清掃できるような清掃経路を作成することができ、その際、分割数を多くすることにより、加工範囲全体をきめ細かに清掃することが可能となる。
【００１３】
また、本発明においては、ワークに対する加工時間の積算値又は加工回数が所定値に達した場合に、前記清掃動作実行手段による清掃工程が自動で実行されるように構成することができる（請求項５の発明）。これによれば、清掃が必要となったタイミングで、自動で清掃工程を実行させることができ、効率の良い加工及び清掃工程を実行することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の工作機械によれば、加工プログラムから検出される加工範囲に基づいて、適切な清掃経路を自動で作成し、それに従って清掃工程を自動で実行させることができるので、加工の種類に応じた適切な清掃工程を実行することができ、しかも、そのためのユーザの負担を少なく済ませることができるという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。本実施形態に係る工作機械は、工作機械本体（マシニングセンタ）１と、後述する制御装置１１（図３参照）とを備えて構成される。図１は、工作機械の本体１の外観構成（左側面図）を概略的に示している。尚、この実施形態では、本体１の左右方向をＸ軸方向、前後方向（図１で左右方向）をＹ軸方向、上下方向をＺ軸方向としている。各軸の制御は、装置固有の三次元（ＸＹＺ）座標系に基づいて行われるようになっている。
【００１６】
工作機械の本体１は、例えば工場の床部に設置されるベース２、このベース２上の前側に設けられワークＷを支持する支持部としてのテーブル３、前記ベース２上の後側に位置して上方に延びて設けられるコラム４、このコラム４の前面側に設けられた主軸ヘッド５を備えて構成される。前記コラム４は、ベース２に対し、周知のＸＹ移動機構（ＸＹテーブル）６を介して設けられ、共にサーボモータからなるＸ軸モータ７及びＹ軸モータ８（図３にのみ図示）の駆動により、Ｘ軸（左右）及びＹ軸（前後）方向に自在に移動されるようになっている。
【００１７】
前記主軸ヘッド５は、前記コラム４に上下動可能に設けられており、コラム４内には、主軸ヘッド５を上下（Ｚ軸）方向に自在に移動させるための、サーボモータからなるＺ軸モータ９（図３にのみ図示）及び周知のボールネジ機構（図示せず）等からなるＺ軸移動機構が設けられている。そして、主軸ヘッド５には、後述する下向きの主軸１０が設けられ、その主軸１０の先端（下端）には、ドリルやタップ等の工具１２が交換可能に取付けられている。
【００１８】
尚、図示は省略しているが、コラム４には、複数種類の工具１２を備えると共に、主軸１０に装着される工具１２（後述する工具ホルダ１８ごと）を自動で交換する工具交換装置が設けられている。この工具交換装置は、例えば、工具１２を収容した複数のポット（例えば１０個、但し１０番ポットは工具なし）を備え、工具交換用モータ１９（図３参照）を駆動源として動作されるようになっている。また、前記テーブル３上には、前記ワークＷを支持するための治具（図示せず）がセットされるようになっている。更に、前記ベース２の上面部には、後述のクーラント液を集めて流し、回収するための図示しない液体流路が設けられている。
【００１９】
図２は、前記主軸ヘッド５の構成を概略的に示している。この主軸ヘッド５は、例えば円筒状をなすハウジング１３内に、上下方向に延びる主軸１０を、複数個の軸受１４を介して回転自在に支持して構成されている。詳しく図示はしないが、この主軸１０は、例えばサーボモータからなる主軸モータ１５（図３にのみ図示）により回転されるようになっている。
【００２０】
前記主軸１０の中心部には、貫通孔１０ａが上下に貫通するように設けられ、主軸１０の先端部（下端部）には、内周面がテーパ面状をなす取付凹部１０ｂが設けられており、貫通孔１０ａはこの取付凹部１０ｂの底部（上端部）にて開口している。貫通孔１０ａ内には、周知のドローバー１６やばね１７が設けられている。前記ドローバー１６の先端部（下端部）には、ボールを有するチャック機構１６ａが設けられている。このドローバー１６は、前記ばね１７により、主軸１０に対して上方に付勢されている。
【００２１】
これに対し、前記工具１２は、前記取付凹部１０ｂに嵌合する円錐台部（テーパ面）を有する工具ホルダ１８に取付けられており、その工具ホルダ１８の上端部には、プルスタッド１８ａが固着されている。前記ドローバー１６のチャック機構１６ａが、前記プルスタッド１８ａを把持し上方に引張ることにより、工具１２が主軸１０に取付けられるようになっている。
【００２２】
そして、この主軸ヘッド５には、主軸１０（ドローバー１６）の中心部を上下に貫通するように、流体通路たるエア通路２０が設けられている。このエア通路２０の先端は、前記取付凹部１０ｂの底部（上端部）にて開口するエア吐出口２０ａとされている。詳しく図示はしないが、このエア通路２０の基端側は、回転継手２１を介して、コンプレッサ等の高圧エア供給源２２に接続されている。このとき、図３にも示すように、高圧エア供給源２２と回転継手２１とをつなぐ管路の途中部に、該管路を開閉するエア用バルブ２３が設けられている。
【００２３】
これにて、高圧エア供給源２２、管路、エア用バルブ２３等から、前記エア通路２０に流体としての高圧エアを供給するための流体供給手段が構成されている。前記エア用バルブ２３の開放時には、高圧エア供給源２２からの高圧エアが、エア通路２０を通してエア吐出口２０ａから下方に向けて噴出されるようになっている。
【００２４】
更に、本実施形態では、前記主軸ヘッド５の外周に、流体通路たる例えば２本のクーラント用ノズル２４が下向きに設けられている。詳しく図示はしないが、このクーラント用ノズル２４の基端側は、管路を介して、クーラント液を貯留する貯留タンク２５及び、そのクーラント液を管路に向けて圧送する圧送ポンプ２６等からなるクーラント液供給源に接続されている。これと共に、図３にも示すように、前記管路の途中部に、該管路を開閉するクーラント用バルブ２７が設けられている。
【００２５】
これにて、クーラント液供給源、管路、クーラント用バルブ２７等から、前記両クーラント用ノズル２４に流体としてのクーラント液を供給するための流体供給手段が構成されている。前記クーラント用バルブ２７の開放時には、クーラント液供給源からのクーラント液が、各クーラント用ノズル２４の先端部から下方に向けて吐出されるようになっている。
【００２６】
上記工作機械の本体１には、図３に示すように、該本体１を制御するための制御装置（ＮＣ装置）１１が添設される（あるいは一体的に設けられる）ようになっている。図３は、本実施例に係る工作機械の電気的構成を示している。この制御装置１１は、ＣＰＵ２８、ＲＯＭ２９、ＲＡＭ３０、入力インターフェース３１、出力インターフェース３２を、バス３３により相互に接続してなる周知のマイクロコンピュータを主体として構成されている。
【００２７】
前記ＲＯＭ２９には、工作機械全体の制御プログラム等が記憶されている。また、前記ＲＡＭ３０には、加工プログラム（図５（ａ）参照）や、後述する清掃プログラム（図５（ｂ）参照）、各種データ、設定されたパラメータ等が記憶され、記憶手段として機能するようになっている。前記入力インターフェース３１には、入力操作手段としてのキーボード３４が接続され、キーボード３４からの操作信号が制御装置１１に入力されるようになっている。
【００２８】
前記出力インターフェース３２には、駆動回路（サーボアンプ）３５〜４１が接続されており、それら駆動回路３５〜４１には、それぞれ、前記Ｘ軸モータ７、Ｙ軸モータ８、Ｚ軸モータ９、主軸モータ１５、工具交換モータ１９、エア用バルブ２３、クーラント用バルブ２７が接続されている。これにて、制御装置１１は、それらＸ軸モータ７、Ｙ軸モータ８、Ｚ軸モータ９、主軸モータ１５、工具交換モータ１９、エア用バルブ２３、クーラント用バルブ２７を制御するようになっている。また、出力インターフェース３２には、表示制御回路４２を介して表示装置４３が接続され、制御装置１１は、表示装置４３の表示も制御するようになっている。
【００２９】
これにて、制御装置１１（ＣＰＵ２８）は、予め入力されＲＡＭ３０に記憶された加工プログラムに従って、主軸１０に取付けられる工具１２を自動で交換しながら、テーブル３上に支持されたワークＷに対し、ＸＹ移動機構６によりコラム４を水平方向（Ｘ軸及びＹ軸方向）に自在に位置決めすると共に、主軸ヘッド５をＺ軸方向に上下動させながら、工具１２（主軸１０）を回転させてワークＷの所定位置に作用させることにより、ワークＷに対する穴あけ、切削等の加工作業を自動で実行するようになっている。また、この場合、必要に応じて、クーラント用ノズル２４からクーラント液を吐出しながら加工を行うこともできる。
【００３０】
さて、後の作用説明でも述べるように、前記制御装置１１（ＣＰＵ２８）は、そのソフトウエア的構成により、加工時にワークＷから発生した切粉をワークＷの周辺（テーブル３上）から洗い流す清掃工程を実行するための清掃プログラムを自動で作成し、実行するようになっている。このとき、清掃工程の実行（清掃プログラムの作成）は、ワークＷに対する加工時間（前回の清掃工程の後）の積算値が所定値（例えば１時間）を越えた場合に行われるようになっている。清掃工程の実行を、加工回数（加工個数）が所定回数に達した場合に行うように構成しても良い。
【００３１】
本実施形態では、前記清掃工程は、主軸１０に装着されていた工具１２を取外した状態で、エア用バルブ２３を開放してエア吐出口２０ａから高圧エアを吐出させると共にクーラント用バルブ２７を開放してクーラント用ノズル２４からクーラント液を吐出させながら、主軸ヘッド５を清掃経路に沿って水平方向（Ｘ軸及Ｙ軸方向）に移動させることにより、行われるようになっている。
【００３２】
前記清掃プログラム中に設定される清掃経路（主軸ヘッド５の移動経路）は、具体的には、加工プログラムからワークＷに対する加工範囲Ａを検出（抽出）し、その加工範囲Ａに基づいて作成されるようになっている。この場合、加工範囲Ａは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の夫々について求められた矩形状の範囲とされ（図６参照）、清掃経路は、主軸ヘッド５を、加工範囲Ａ内を移動させるように作成される。このとき、本実施形態では、図６（ｂ）に示すように、清掃経路は、例えば、加工範囲Ａを構成する４辺のうち、Ｘ軸方向に平行な２辺と、それらに平行で加工範囲Ａを例えば等分割（図では２等分）する線とを、蛇行しながら移動するように作成される。Ｘ軸とＹ軸とを入れ替えても良い。
【００３３】
ユーザ（オペレータ）は、予め、キーボード３４を操作して、清掃工程の実行時における、主軸ヘッド５が平行移動する移動軸、及び、分割数（加工範囲Ａを何分割するように移動するか）並びに移動速度を入力するようになっている。図６（ｂ）の例では、移動軸がＸ軸、分割数が２である。
【００３４】
制御装置１１（ＣＰＵ２８）は、上記加工範囲Ａ、移動軸、分割数に基づいて、清掃経路を作成するようになっている。また、清掃工程の実行時における、主軸ヘッド５のＺ軸（高さ）位置については、加工プログラム中の主軸ヘッド５のＺ軸方向の最低位置と、その際に該主軸１０に装着されている工具１２の工具長とから、それらを加算した位置（最低位置から更に工具長分だけ上がった位置）に決定されるようになっている。これにより、制御装置１１（ＣＰＵ２８）が、加工範囲検出手段、清掃経路作成手段、清掃動作実行手段、並びに、高さ位置決定手段として機能するようになっている。
【００３５】
次に、上記構成の作用について、主として図４ないし図６を参照しながら述べる。ここでは、図５（ａ）に示された加工プログラムを具体例としながら説明する。まず、この図５（ａ）に示された加工プログラムの一例について説明する。
【００３６】
この加工プログラムの１行目は、Ｔ１（工具番号１番）の工具に交換し、工具長の補正（座標値換算で例えば５０）を行い、（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝（０，０，２００）の座標位置に移動する指令である。２行目は、クーラント液を吐出させながら主軸１０を２０００回転で回転させる指令である。３行目は、速度２００ｍｍ／ｍｉｎでＺ軸座標が１８０の位置へ移動する指令である。４行目は（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝（０，０，１８０）の座標位置に移動する指令である。５行目は（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝（−２００，−１００，１８０）の座標位置に移動する指令である。６行目の「Ｍ３０」は終了を示すコードである。
【００３７】
制御装置１１（ＣＰＵ２８）は、加工プログラムを１ブロックずつ解釈することにより、加工作業を実行させるようになっている。この場合、図６（ａ）に示すように、加工範囲Ａは、Ｘ軸方向に関して座標０から−２００まで、Ｙ軸方向に関して座標０から−１００までの範囲（点Ｐ０、Ｐ１、Ｐ４、Ｐ５で囲まれる範囲）とされる。また、加工時においては、主軸ヘッド５は、図６（ａ）に破線の矢印で示すように、点Ｐ０から点Ｐ５に向かって対角線を描くように移動される。尚、Ｚ軸方向の最低位置は、座標１８０の位置とされ、そのときの工具長は５０である。
【００３８】
さて、図４のフローチャートは、制御装置１１（ＣＰＵ２８）が実行する、加工動作及び清掃動作に関する処理手順を示している。まず、ステップＳ１では、加工動作の前において、ユーザが、清掃経路の作成のためのパラメータを設定（入力する）することが行われる。ここでは、例えば上記のように、移動軸がＸ軸、分割数が２、移動速度が例えば１００ｍｍ／ｍｉｎに設定される。設定されたパラメータはＲＡＭ３０に記憶される。
【００３９】
次のステップＳ２では、加工プログラムが実行され、上記したようにワークＷに対する加工動作が実行される。１回（１個のワークＷに対する）の加工動作が終了すると、ステップＳ３にて、前回の清掃実行後の加工時間の積算値が、一定時間（例えば１時間）を越えたかどうかが判断される。一定時間以内であれば（ステップＳ３にてＮｏ）、ステップＳ２に戻って、ワークＷに対する加工動作が繰返し実行される。
【００４０】
これに対し、加工時間の積算値が、一定時間を越えていた場合には（ステップＳ３にてＹｅｓ）、次のステップＳ４〜Ｓ６にて、清掃プログラムが作成され、その後、引続きその清掃プログラムに従って清掃工程が実行される。即ち、ステップＳ４では、加工プログラムから、Ｘ軸及びＹ軸方向の動作ストローク範囲（加工範囲Ａ）が求められ、ＲＡＭ３０に記憶される。図５（ａ）の例では、加工範囲Ａは、図６に示すように、点Ｐ０（０，０）、点Ｐ１（−２００，０）、点Ｐ４（０，−１００）、点Ｐ５（−２００，−１００）で囲まれる範囲となる。
【００４１】
次のステップＳ５では、加工プログラムから、Ｚ軸位置が最低の位置と、その際の工具長との和が求められ、ＲＡＭ３０に記憶される。この和の値が、清掃工程における主軸ヘッド５のＺ軸位置とされ、図５（ａ）の例では、Ｚ軸方向の最低位置が座標１８０、そのときの工具長は５０であるので、Ｚ軸位置は座標２３０となる。ステップＳ６では、上記加工範囲Ａ及びＺ軸位置、並びに、上記ステップＳ１における設定値に基づいて、清掃プログラムが作成され、ＲＡＭ３０に記憶される。
【００４２】
図５（ｂ）は、作成された清掃プログラムの具体例を示している。この清掃プログラムの１行目は、Ｔ１１０（１０番のポット）の工具に交換し、（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝（０，０，２３０）の座標位置に移動する指令である。この場合、１０番のポットには、工具１２は存在しないので、実際は、主軸１０から工具１２を取外すことになる。２行目は、クーラント液を吐出させる指令である。３行目は、高圧空気を吐出させる指令である。４行目は、速度１００ｍｍ／ｍｉｎで、Ｘ軸座標が−２００の位置へ移動する指令である。５行目は、Ｙ軸座標が−５０の位置へ移動する指令である。６行目は、Ｘ軸座標が０の位置へ移動する指令である。７行目は、Ｙ軸座標が−１００の位置へ移動する指令である。８行目は、Ｘ軸座標が−２００の位置へ移動する指令である。９行目の「Ｍ３０」は終了を示すコードである。
【００４３】
この清掃プログラムは、即座に実行され、清掃工程が開始される。主軸１０に工具１２が取付けられている場合には（ステップＳ７にてＹｅｓ）、ステップＳ８にて、工具１２が付いていないポットとの工具交換作業が行われ、ステップＳ９に進む。この工具交換作業により、主軸１０から工具１２が取外され、エア通路２０の吐出口２０ａが開口されるようになる。主軸１０に工具１２が取付けられていなかった場合には（ステップＳ７にてＮｏ）、そのままステップＳ９に進む。
【００４４】
ステップＳ９では、エア用バルブ２３が開放されて主軸１０の先端の吐出口２０ａからのエアブローが開始され、これと共に、クーラント用バルブ２７が開放されてクーラントノズル２４からのクーラント液の吐出が開始される。ステップＳ１０では、その状態のまま、ＸＹ移動機構６により、清掃経路に沿って主軸ヘッド５がＸ軸及びＹ軸方向に設定速度で移動される。清掃経路の終端位置まで移動することにより清掃工程が終了し、バルブ２３，２７も閉塞される。
【００４５】
図５のプログラムの例では、図６（ｂ）に破線の矢印で示すように、主軸ヘッド５は、清掃工程開始時には、点Ｐ０（０，０）に位置しており、先端から高圧エア及びクーラント液を吐出しながら、Ｘ軸方向に平行にまず点Ｐ１（−２００，０）に移動する。次いで、点Ｐ１（−２００，０）から、Ｙ軸方向に平行に点Ｐ２（−２００，−５０）に移動し、次に、点Ｐ２（−２００，−５０）からＸ軸方向に平行に点Ｐ３（０，−５０）に移動する。そして、点Ｐ３（０，−５０）からＹ軸方向に平行に点Ｐ４（０，−１００）に移動し、最後にＸ軸方向に平行に終端の点Ｐ５（−２００，−１００）に移動する。
【００４６】
これにより、加工範囲Ａ全体について清掃作業が行われるようになる。この場合、仮に、清掃工程における主軸ヘッドのＸ軸及びＹ軸の移動経路を、加工時と同様の経路とすると、図６（ａ）に示すように、点Ｐ０から、点Ｐ５に向かって対角線を描くような経路となるが、これでは、図６（ａ）に二点鎖線で示す他方の対角（点Ｐ１及び点Ｐ４）部分が十分に清掃できなくなる虞がある。これに対し、本実施形態のように、Ｘ軸方向に平行に往復動するようにしながら移動させることにより、加工範囲Ａ全体を過不足なく清掃することができるのである。
【００４７】
また、清掃工程においては、主軸ヘッド５（主軸１０）から工具１２が取外されるので、工具１２がワークＷやそれを保持するための治具などに干渉することがなくなり、また、工具１２によってエア通路２０を通した高圧エアの吐出が阻害されることもなくなる。清掃工程における主軸ヘッド５のＺ軸方向（高さ）位置を、加工プログラム中の主軸ヘッド５のＺ軸方向の最低位置とその際の工具１２の工具長とから求めるようにしたので、主軸ヘッド５を、ワークＷあるいはワークＷを保持する治具等と干渉することがなく、また、テーブル３（ワークＷ）に対して必要以上に離れることがない適切な高さに位置させた状態で、清掃工程を実行させることが可能となる。
【００４８】
上記構成により、加工時にワークＷから発生した切粉が溜まる時期になると、清掃工程が自動で実行されるようになる。この清掃工程の実行により、切粉が溜まっている部分について、エアブロー及びクーラント液の吐出が行われ、切粉が吹き飛ばされる或いは洗い流されるようになり、切粉が堆積することに伴う不具合を未然に防止することができるのである。エアブロー及びクーラント液の吐出の双方による清掃が行われるので、切粉を除去する効果も高いものとなる。
【００４９】
このように本実施形態によれば、ワークＷに対する加工時間の積算値が所定時間に達すると、清掃工程が自動で実行されるので、清掃が必要となったタイミングで、自動で清掃工程を実行させることができ、効率の良い加工及び清掃工程を実行することができる。このとき、加工プログラムから検出された加工範囲Ａに基づいて、清掃工程において主軸ヘッド５が移動する清掃経路を自動的に作成するようにしたので、加工の種類（位置）に応じて清掃の必要のある場所、つまり加工時にワークＷから発生した切粉が溜まる位置に関して、過不足なく清掃作業を行うことが可能となるのである。
【００５０】
そして、清掃プログラム（清掃経路）がユーザの手によらずに自動的に作成されるので、ユーザが清掃用制御プログラムを作成するといった手間が不要となる。また、ユーザが、清掃工程の実行を指示する手間もいらなくなる。この結果、本実施形態によれば、加工の種類に応じた適切な清掃工程を実行することができ、しかも、そのためのユーザの負担を少なく済ませることができるという優れた効果を得ることができる。
【００５１】
尚、上記した実施形態においては、移動軸と分割数との設定に応じて、主軸ヘッドが移動軸方向に平行に往復移動するような清掃経路を作成するようにしたが、清掃経路としては、例えば加工範囲Ａ内を中心から外周側（或いは外周から中心側）に向けて渦を巻くように移動する経路など、様々な変形が考えられる。加工時の移動経路をそのまま清掃経路としても良い。
【００５２】
また、上記実施形態では、エアブロー及びクーラント液の吐出の双方による清掃を行うようにしたが、いずれか一方でも良い。清掃用の流体として、他にも洗浄液等を採用することも可能である。主軸ヘッド（主軸）にクーラント液用の流体通路を設けることも可能である。中空（センタースルースピンドル対応）の工具を有する場合には、清掃工程においてもその工具を装着したまま先端から高圧エアやクーラント液を吐出する構成としても良い。この場合、清掃工程における主軸ヘッドのＺ軸位置を、工具が干渉しない高さ位置にすることは勿論である。
【００５３】
さらには、本発明は、工作機械本体の構成が相違する様々な工作機械に対応可能である。例えば、テーブル（支持部）側がＸＹ移動機構により移動するものであっても良く、この場合、主軸ヘッドが相対移動する清掃経路を作成すれば良い。ワークＷを回転可能に支持する付加軸、例えばＸ軸やＹ軸方向に延びる軸中心に回転する回転軸を有するものであれば、その付加軸をも考慮した清掃工程を実行することができる。その他、ユーザの操作によっても、清掃工程を実行できるように構成したり、加工作業が休止されているときに清掃工程を実行できるように構成しても良いなど、本発明は、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施形態を示すもので、工作機械の本体の構成を概略的に示す左側面図
【図２】主軸ヘッドの構成を概略的に示す縦断面図
【図３】電気的構成を示すブロック図
【図４】制御装置が実行する加工及び清掃動作の処理手順を示すフローチャート
【図５】加工プログラム（ａ）及び清掃プログラム（ｂ）の例を示す図
【図６】加工範囲（ａ）及びそれに対する清掃経路（ｂ）を示す図
【符号の説明】
【００５５】
図面中、１は工作機械本体、３はテーブル（支持部）、４はコラム、５は主軸ヘッド、６はＸＹ移動機構、１０は主軸、１１は制御装置（加工範囲検出手段、清掃経路作成手段、清掃動作実行手段、高さ位置決定手段）、１２は工具、２０はエア通路（流体通路）、２３はエア用バルブ、２４はクーラント用ノズル（流体通路）、２７はクーラント用バルブ、２８はＣＰＵ、３０はＲＡＭ（記憶手段）、３４はキーボード、Ｗはワーク、Ａは加工範囲を示す。
【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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