(57)【要約】  工作機械１０は、水平面のＺ方向にスライド移動するＺテーブル１８と、該Ｚテーブル１８上に設けられ、且つ鉛直方向にスライド移動する支持体２２と、該支持体２２に支承してワークＷに臨む鉛直平面内においてエンドレスに回転可能な回転アーム３２と、該回転アーム３２を回転させるアームモータ３４と、回転アーム３２の回転中心Ｃから距離Ｒの位置に設けられて回転自在に支承されて加工主軸３６と、該加工主軸３６を回転させるスピンドルモータ３８とを有する。
2007102435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸ヘッドユニット（１８）により３次元方向の所定位置に移動自在且つ回転自在に支持される加工主軸（３６）に、ワークの位置決め部に係合する固定部（２６２，２６４）を移動させるための固定部移動部材（２０４，５０４４）を装着し、
前記加工主軸（３６）を移動させることにより、前記固定部移動部材（２０４，５０４４）を前記固定部（２６２，２６４）に係合させ、
前記固定部移動部材（２０４，５０４４）を前記固定部（２６２，２６４）に係合させた状態で前記加工主軸（３６）を移動させることにより、前記ワークが所定の姿勢に位置決めされるように、前記位置決め部の位置に対応して、前記固定部（２６２，２６４）を移動させることを特徴とする工作機械の制御方法。
【請求項２】
請求項１記載の工作機械の制御方法において、
前記加工主軸（３６）を移動させて前記固定部（２６２，２６４）を移動させた後、前記固定部（２６２，２６４）をブレーキ（３０４，３１０）により固定することを特徴とする工作機械の制御方法。
【請求項３】
水平面内の一方向であるＺ方向にスライド移動するＺテーブル（１８）と、
前記Ｚテーブル（１８）上に設けられ、且つ鉛直方向にスライド移動する支持体（２２）と、
前記支持体（２２）に設けられたスピンドルユニットと、
前記スピンドルユニットの加工主軸（３６）に装着された工具の長さを計測するセンサと、
少なくとも所定のワークの加工に必要な複数の工具を保持し、保持された前記工具を前記加工主軸（３６）に対して着脱を行うメインストッカ（８０ａ，８０ｂ）と、
他のワークの加工に必要な工具を含めて保持し、保持された前記工具を前記加工主軸（３６）に対して着脱を行うサブストッカ（１１００ａ、１１００ｂ）と、
を備えた工作機械の制御方法であって、
前記サブストッカ（１１００ａ、１１００ｂ）から前記加工主軸（３６）に供給された工具を前記メインストッカ（８０ａ，８０ｂ）に移す際、前記センサにより前記工具の長さを計測し、該長さが予め記録された長さと異なるときに所定の警告を出力することを特徴とする制御方法。
【請求項４】
水平面内の一方向であるＺ方向にスライド移動するＺテーブル（１８）と、
前記Ｚテーブル（１８）上に設けられ、且つ鉛直方向にスライド移動する支持体（２２）と、
前記支持体（２２）に支承してＺ方向に向いたワークに臨む鉛直平面内において３６０°回転する回転アーム（３２）と、
前記回転アーム（３２）を回転させるアーム駆動源（３４）と、
前記回転アーム（３２）上の回転中心から離れた位置に設けられ、前記回転アーム（３２）に対して回転自在に支承されてＺ方向を指向する加工主軸（３６）と、
前記加工主軸（３６）を回転させる主軸駆動源（３８）と、
を有することを特徴とする工作機械。
【請求項５】
請求項４記載の工作機械において、
前記回転アーム（３２）の回転中心軸と、前記主軸駆動源（３８）の駆動軸は同一鉛直面上に配置されていることを特徴とする工作機械。
【請求項６】
請求項５記載の工作機械において、
前記アーム駆動源（３４）は、中空回転軸を備えて、前記支持体（２２）に設けられ、
前記主軸駆動源（３８）は、前記中空回転軸を貫通して動力を伝達する動力伝達部を介して前記加工主軸（３６）と連結されて前記支持体（２２）の背面側に設けられ、
前記アーム駆動源（３４）と前記主軸駆動源（３８）は同軸上に配置されたことを特徴とする工作機械。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれか１項に記載の工作機械において、
前記加工主軸（３６）に着脱自在な複数の工具を回転マガジン（８０）に備えた自動工具交換機構を備え、
前記回転アーム（３２）の回転中心軸と、前記回転マガジン（８０）の回転軸は同一鉛直面上に配置されていることを特徴とする工作機械。
【請求項８】
請求項４〜７記載の工作機械において、
正面視で、前記回転アーム（３２）の回転中心から前記加工主軸（３６）までの距離に対して、前記支持体（２２）の鉛直方向への移動可能距離は、１．７〜２０．０倍であることを特徴とする工作機械。
【請求項９】
請求項４〜７記載の工作機械において、
正面視で、設置面幅に対して、前記支持体（２２）の鉛直方向への移動可能距離は、０．６６〜１０．０倍であることを特徴とする工作機械。
【請求項１０】
請求項４〜９記載の工作機械において、
前記ワークの位置決め基準部に対応し、ロックが解除された状態で移動自在な固定部（２６２，２６４）を備えるテーブルと、
前記固定部（２６２，２６４）に係合可能であって、前記工具に換えて前記加工主軸（３６）に着脱自在に装着される固定部移動部材（２０４，５０４４）と、
を有し、
前記加工主軸（３６）に前記固定部移動部材（２０４，５０４４）が装着され、且つ前記固定部（２６２，２６４）のロックが解除されているときに、該固定部移動部材（２０４，５０４４）を前記固定部（２６２，２６４）に係合させ、前記ワークが所定の姿勢に位置決めされるように、前記各位置決め部の位置に対応して前記各固定部（２６２，２６４）を移動させることを特徴とする工作機械。
【請求項１１】
請求項４記載の工作機械において、
前記加工主軸（３６）に着脱自在な複数の工具をメインストッカ（８０ａ，８０ｂ）に備えた自動工具交換機構を有し、
前記回転アーム（３２）の回転中心軸と、前記メインストッカ（８０ａ，８０ｂ）の回転軸は同一鉛直面上に配置されていることを特徴とする工作機械。
【請求項１２】
請求項１１記載の工作機械において、
水平面内でＺ方向に直交するＸ方向の側面に、前記工具を複数格納するサブストッカ（１１００ａ、１１００ｂ）を有し、
前記サブストッカ（１１００ａ、１１００ｂ）は、前記工具がＸ方向を指向するように保持する保持アームと、
前記工具の１つを前記保持アームから抜き取りＺ方向に向きを変えて前記加工主軸（３６）に受け渡す工具受渡機構と、
前記保持アームを間欠移動させるインデックス機構と、
を有することを特徴とする工作機械。
【請求項１３】
請求項１１又は１２記載の工作機械において、
前記加工主軸（３６）は、前記メインストッカ（８０ａ，８０ｂ）に対する前記工具の着脱操作を直接的に行うことを特徴とする工作機械。
【請求項１４】
請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の工作機械において、
前記加工主軸（３６）に装着された前記工具の長さを計測するセンサを有することを特徴とする工作機械。
【請求項１５】
第１工作機械（１１ａ）及び第２工作機械（１１ｂ）と、
前記第１工作機械（１１ａ）及び前記第２工作機械（１１ｂ）を制御する制御部と、
を備え、前記第１工作機械（１１ａ）と前記第２工作機械（１１ｂ）が並行に隣接した工作機械であって、
前記第１工作機械（１１ａ）及び前記第２工作機械（１１ｂ）は、それぞれ、
水平面内の一方向であるＺ方向にスライド移動するＺテーブル（１８）と、
前記Ｚテーブル（１８）上に設けられ、且つ鉛直方向にスライド移動する支持体（２２）と、
前記支持体（２２）に支承してＺ方向に向いたワークに臨む鉛直平面内において３６０°回転する回転アーム（３２）と、
前記回転アーム（３２）を回転させるアーム駆動源（３４）と、
前記回転アーム（３２）上の回転中心から離れた位置に設けられ、前記回転アーム（３２）に対して回転自在に支承されてＺ方向を指向する加工主軸（３６）と、
前記加工主軸（３６）を回転させる主軸駆動源（３８）と、
前記加工主軸（３６）に着脱自在な複数の工具を回転マガジン（８０）に蓄えた自動工具交換機構と、
を有し、
前記回転アーム（３２）の回転中心軸と、前記回転マガジン（８０）の回転軸とは同一鉛直面上に配置されることを特徴とする工作機械。
【請求項１６】
第１工作機械（１１ａ）及び第２工作機械（１１ｂ）と、
前記第１工作機械（１１ａ）及び前記第２工作機械（１１ｂ）を制御する制御部と、
を備え、前記第１工作機械（１１ａ）と前記第２工作機械（１１ｂ）とが平行に隣接した工作機械であって、
前記第１工作機械（１１ａ）及び前記第２工作機械（１１ｂ）は、それぞれ、
水平面内の一方向であるＺ方向にスライド移動するＺテーブル（１８）と、
前記Ｚテーブル（１８）上に設けられ、且つ鉛直方向にスライド移動する支持体（２２）と、
前記支持体（２２）に支承してＺ方向に向いたワークに臨む鉛直平面内において３６０°回転する回転アーム（３２）と、
前記回転アーム（３２）を回転させるアーム駆動源（３４）と、
前記回転アーム（３２）上の回転中心から離れた位置に設けられ、前記回転アーム（３２）に対して回転自在に支承されてＺ方向を指向する加工主軸（３６）と、
前記加工主軸（３６）を回転させる主軸駆動源（３８）と、
を有し、
Ｚ方向からみた正面視で、前記第１工作機械（１１ａ）及び前記第２工作機械（１１ｂ）の各回転アーム（３２）の回転中心の水平幅方向の距離は、各回転アーム（３２）の合計長さより短く、
前記制御部は、一方の回転アーム（３２）又は支持体（２２）を動かす場合に移動先の回転アーム（３２）の位置と他方の回転アーム（３２）の位置とを比較し、相互干渉が発生するときには一方の回転アーム（３２）の動作を停止し、又は、１つ先のシーケンスの動作を先行して行わせることを特徴とする工作機械。
【請求項１７】
請求項１５又は１６記載の工作機械において、
前記制御部は、各回転アーム（３２）の動作範囲を複数のエリアに区分けし、各回転アーム（３２）の位置及び干渉の有無をエリア単位で判断することを特徴とする工作機械。
【請求項１８】
請求項１５又は１６記載の工作機械において、
前記第１工作機械（１１ａ）及び前記第２工作機械（１１ｂ）の各回転アーム（３２）のＺ方向の変位が異なるとき、前記制御部は、前記ワークに近い側の回転アーム（３２）の動作を非制限とし、前記ワークから遠い側の回転アーム（３２）が内側に向くことを制限することを特徴とする工作機械。
【請求項１９】
請求項１６記載の工作機械において、
前記回転アーム（３２）の回転中心軸と、前記主軸駆動源（３８）の駆動軸は同一鉛直面上に配置されていることを特徴とする工作機械。
【請求項２０】
請求項１７記載の工作機械において、
前記アーム駆動源（３４）は、中空回転軸を有して、前記支持体（２２）に設けられ、
前記主軸駆動源（３８）は、前記中空回転軸を貫通して動力を伝達する動力伝達部を介して前記加工主軸（３６）と連結されて、前記支持体（２２）の背面側に設けられ、
前記アーム駆動源（３４）と前記主軸駆動源（３８）は同軸上に配置されたことを特徴とする工作機械。
【請求項２１】
請求項１６〜２０のいずれか１項に記載の工作機械において、
前記加工主軸（３６）に着脱自在な複数の工具を回転マガジン（８０）に備えた自動工具交換機構を備え、
前記回転アーム（３２）の回転中心軸と、前記回転マガジン（８０）の回転軸は同一鉛直面上に配置されていることを特徴とする工作機械。
【請求項２２】
請求項１５〜１９のいずれか１項に記載の工作機械において、
前記加工主軸（３６）に着脱自在な複数の工具を回転マガジン（８０）に備えた自動工具交換機構を備え、
Ｚ方向からみた正面視で、前記第１工作機械（１１ａ）及び前記第２工作機械（１１ｂ）の各回転アーム（３２）の回転中心の水平幅の範囲内に前記回転マガジン（８０）の回転軸が設けられていることを特徴とする工作機械。
【請求項２３】
第１工作機械（１１ａ）及び第２工作機械（１１ｂ）と、
前記第１工作機械（１１ａ）及び前記第２工作機械（１１ｂ）によって加工をするワークを保持するワーク移動装置と、
を備える工作機械であって、
前記第１工作機械（１１ａ）及び前記第２工作機械（１１ｂ）は、それぞれ、
水平面内の一方向であるＺ方向にスライド移動するＺテーブル（１８）と、
前記Ｚテーブル（１８）上に設けられ、且つ鉛直方向にスライド移動する支持体（２２）と、
前記支持体（２２）に支承してＺ方向に向いたワークに臨む鉛直平面内において３６０°回転する回転アーム（３２）と、
前記回転アーム（３２）を回転させるアーム駆動源（３４）と、
前記回転アーム（３２）上の回転中心から離れた位置に設けられ、前記回転アーム（３２）に対して回転自在に支承されてＺ方向を指向する加工主軸（３６）と、
前記加工主軸（３６）を回転させる主軸駆動源（３８）と、
を有し、
前記ワーク移動装置は、
水平面で回転可能なターンテーブルと、
前記ターンテーブルに設けられ、水平面で回転して前記ワークの加工面を前記加工主軸（３６）に対向する向きに設定する複数の副回転機構（３１５２）と、
前記副回転機構（３１５２）のうちの１つを前記第１工作機械（１１ａ）の前記加工主軸（３６）と対向する第１保持位置とし、前記副回転機構（３１５２）のうちの他の１つを前記第２工作機械（１１ｂ）の前記加工主軸（３６）と対向する第２保持位置となるように前記ターンテーブルを間欠回転させる主回転機構（３１５６）と、
を有することを特徴とする工作機械。
【請求項２４】
請求項２３記載の工作機械において、
前記第１工作機械（１１ａ）と前記第２工作機械（１１ｂ）の各Ｚテーブル（１８）は、平行に配置されていることを特徴とする工作機械。
【請求項２５】
駆動源により３次元方向の所定位置に移動自在且つ回転自在に加工主軸（３６）を支持する主軸ヘッドユニット（１８）と、複数の位置決め部を備えるワークを前記各位置決め部に対応する複数の固定部（２６２，２６４）により位置決めするテーブルとを備え、
前記加工主軸（３６）に着脱自在に装着される工具により前記ワークを加工する工作機械であって、
前記各固定部（２６２，２６４）は前記テーブルに移動自在に設けられ、
前記ワークが所定の姿勢に位置決めされるように、前記各位置決め部の位置に対応して、前記各固定部（２６２，２６４）を移動させる固定部移動部材（２０４，５０４４）を備え、
前記固定部移動部材（２０４，５０４４）は、前記工具に換えて前記加工主軸（３６）に着脱自在に装着される装着部と、前記固定部（２６２，２６４）に係合する係合部とを有することを特徴とする工作機械。
【請求項２６】
請求項２５記載の工作機械において、
前記加工主軸（３６）を移動させることにより、前記固定部移動部材（２０４，５０４４）を前記固定部（２６２，２６４）に係合させ、
前記固定部移動部材（２０４，５０４４）を前記固定部（２６２，２６４）に係合させた状態で前記加工主軸（３６）を移動させることにより、前記固定部（２６２，２６４）を移動させるように前記主軸ヘッドユニット（１８）を制御する制御手段を備えることを特徴とする工作機械。
【請求項２７】
請求項２５又は２６記載の工作機械において、
前記固定部（２６２，２６４）を固定するためのブレーキ（３０４，３１０）を備えることを特徴とする工作機械。
【請求項２８】
請求項２５記載の工作機械において、
前記固定部（２６２，２６４）は、前記ワークの位置決め基準部に対応し、ロックが解除された状態で移動自在となり、
前記加工主軸（３６）に前記固定部移動部材（２０４，５０４４）が装着され、且つ前記固定部（２６２，２６４）のロックが解除されているときに、該固定部移動部材（２０４，５０４４）を前記固定部（２６２，２６４）に係合させ、前記ワークが所定の姿勢に位置決めされるように、前記各位置決め部の位置に対応して前記各固定部（２６２，２６４）を移動させることを特徴とする工作機械。
【請求項２９】
請求項２８記載の工作機械において、
主軸ヘッドユニット（１８）は、
水平面内の一方向であるＺ方向にスライド移動するＺテーブル（１８）と、
前記Ｚテーブル（１８）上に設けられ、且つ鉛直方向にスライド移動する支持体（２２）と、
前記支持体（２２）に支承してＺ方向に向いたワークに臨む鉛直平面内において３６０°回転する回転アーム（３２）と、
前記回転アーム（３２）を回転させるアーム駆動源（３４）と、
前記加工主軸（３６）を回転させる主軸駆動源（３８）と、
を有し、
前記加工主軸（３６）は、前記回転アーム（３２）上の回転中心から離れた位置に設けられ、前記回転アーム（３２）に対して回転自在に支承されてＺ方向を指向することを特徴とする工作機械。
【請求項３０】
請求項２９記載の工作機械において、
前記回転アーム（３２）の回転中心軸と、前記主軸駆動源（３８）の駆動軸は同一鉛直面上に配置されていることを特徴とする工作機械。
【請求項３１】
請求項３０記載の工作機械において、
前記アーム駆動源（３４）は、中空回転軸を備えて、前記支持体（２２）に設けられ、
前記主軸駆動源（３８）は、前記中空回転軸を貫通して動力を伝達する動力伝達部を介して前記加工主軸（３６）と連結されて前記支持体（２２）の背面側に設けられ、
前記アーム駆動源（３４）と前記主軸駆動源（３８）は同軸上に配置されたことを特徴とする工作機械。
【請求項３２】
請求項２９〜３１のいずれか１項に記載の工作機械において、
前記加工主軸（３６）に着脱自在な複数の工具を回転マガジン（８０）に備えた自動工具交換機構を備え、
前記回転アーム（３２）の回転中心軸と、前記回転マガジン（８０）の回転軸は同一鉛直面上に配置されていることを特徴とする工作機械。
【請求項３３】
請求項２９〜３２記載の工作機械において、
正面視で、前記回転アーム（３２）の回転中心から前記加工主軸（３６）までの距離に対して、前記支持体（２２）の鉛直方向への移動可能距離は、１．７〜２０．０倍であることを特徴とする工作機械。
【請求項３４】
請求項２９〜３２記載の工作機械において、
正面視で、設置面幅に対して、前記支持体（２２）の鉛直方向への移動可能距離は、０．６６〜１０．０倍であることを特徴とする工作機械。
【請求項３５】
第１工作機械（１１ａ）及び第２工作機械（１１ｂ）と、
前記第１工作機械（１１ａ）及び前記第２工作機械（１１ｂ）によって加工をするワークを保持するワーク移動装置と、
を備え、
前記第１工作機械（１１ａ）及び前記第２工作機械（１１ｂ）は、それぞれ、駆動源により３次元方向の所定位置に移動自在且つ回転自在に加工主軸（３６）を支持する主軸ヘッドユニット（１８）を有し、
前記ワーク移動装置は、
複数の位置決め部を備え、ワークを前記各位置決め部に対応する複数の固定部（２６２，２６４）により位置決めをし、水平面で回転可能なターンテーブルと、
前記ターンテーブルに設けられ、水平面で回転して前記ワークの加工面を前記加工主軸（３６）に対向する向きに設定する複数の副回転機構（３１５２）と、
前記副回転機構（３１５２）のうちの１つを前記第１工作機械（１１ａ）の前記加工主軸（３６）と対向する第１保持位置とし、前記副回転機構（３１５２）のうちの他の１つを前記第２工作機械（１１ｂ）の前記加工主軸（３６）と対向する第２保持位置となるように前記ターンテーブルを間欠回転させる主回転機構（３１５６）とを有し、
前記各固定部（２６２，２６４）は前記ターンテーブルに移動自在に設けられ、
前記ワークが所定の姿勢に位置決めされるように、前記各位置決め部の位置に対応して、前記固定部（２６２，２６４）を移動させる固定部移動部材（２０４，５０４４）を備え、
前記固定部移動部材（２０４，５０４４）は、前記工具に換えて前記主軸に着脱自在に装着される装着部と、
前記固定部（２６２，２６４）に係合する係合部とを有し、
前記加工主軸（３６）に着脱自在に装着される工具により前記ワークを加工する工作機械であって、
前記主軸ヘッドユニット（１８）は、
水平面内の一方向であるＺ方向にスライド移動するＺテーブル（１８）と、
前記Ｚテーブル（１８）上に設けられ、且つ鉛直方向にスライド移動する支持体（２２）と、
前記支持体（２２）に支承してＺ方向に向いたワークに臨む鉛直平面内において３６０°回転する回転アーム（３２）と、
前記回転アーム（３２）を回転させるアーム駆動源（３４）と、
前記回転アーム（３２）上の回転中心から離れた位置に設けられ、前記回転アーム（３２）に対して回転自在に支承されてＺ方向を指向する加工主軸（３６）と、
前記加工主軸（３６）を回転させる主軸駆動源（３８）と、
を有することを特徴とする工作機械。
【請求項３６】
請求項３５記載の工作機械において、
前記第１工作機械（１１ａ）と前記第２工作機械（１１ｂ）の各Ｚテーブル（１８）は、平行に配置されていることを特徴とする工作機械。
【請求項３７】
駆動源により３次元方向の所定位置に移動自在且つ回転自在に加工主軸（３６）を支持する主軸ヘッドユニット（１８）と、複数の位置決め部を備えるワークを前記各位置決め部に対応する複数の固定部（２６２，２６４）により位置決めするテーブルとを備え、
前記加工主軸（３６）に着脱自在に装着される工具により前記ワークを加工する工作機械であって、
前記固定部（２６２，２６４）は、ワーク位置決めテーブルに固定され、前記複数の位置決め部のうち１の位置決め部に係合する第１の固定部（２６２）と、前記複数の位置決め部のうち他の位置決め部に係合する第２固定部（２６４）と、からなり、
前記テーブル面を旋回させる回転手段と、
前記第２の固定部（２６４）を直線移動させる直線移動手段（６０７２）と、を備え、
前記直線移動手段（６０７２）は、回転部と、該回転部による回転駆動力を受けて直線移動する移動部とを含むと共に、前記移動部には、前記第２の基準部材が配設されており、
前記移動部又は前記第２の基準部材の移動量又は位置を検知する第１の検知手段と、
前記ワークが所定の姿勢に位置決めされるように、前記各位置決め部の位置に対応して、前記固定部（２６２，２６４）を直線的相対移動させるために、前記回転部を回転駆動する回転ツール（６１１６）が装着された加工主軸（３６）と、
前記回転ツール（６１１６）は、前記後部に換えて前記主軸に着脱自在に装着される装着部と、
前記回転部に係合する係合部と、を有し、
前記ワーク位置決めテーブルの位相を検知する第２の検知手段と、
前記主軸及び前記回転手段の駆動を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記移動部の移動方向と前記加工主軸（３６）の軸線方向とを一致させ、
前記回転ツール（６１１６）により前記回転部を回転駆動させることで前記第２の基準部材を所定位置に移動させた後、
前記ワーク位置決めテーブルを所定位置に旋回させることを特徴とする工作機械。
【請求項３８】
請求項３７記載の工作機械において、
前記テーブルに着脱自在に固定され、前記第１の固定部（２６２）と前記第２の固定部（２６４）により位置決めされたワークが載置される載置台を備えることを特徴とする工作機械。
【請求項３９】
請求項３８記載の工作機械において、
前記直線移動手段（６０７２）は、前記第２の基準部材をその移動方向において弾性支持する弾性体（６０８５）を有することを特徴とする工作機械。
【請求項４０】
請求項３８又は３９記載の工作機械において、
前記ワーク位置決めテーブルは、前記回転手段を含む駆動部と、
前記テーブル面を含み、前記駆動部に分離可能に連結される旋回部とから構成されていることを特徴とする工作機械。
【請求項４１】
請求項２５記載の工作機械において、
前記ワークは第１の基準部と第２の基準部とを有し、
前記固定部（２６２，２６４）は、前記ワークを位置決めするために、テーブル面上に固定され且つ前記第１の基準部に係合する第１の基準部材と、前記テーブル面上を移動自在に設けられ且つ前記第２の基準部に係合する第２の基準部材とを有し、
前記第２の基準部材を直線摺動可能に支持する直線摺動手段（６１２０）と、
前記第２の基準部材の移動量又は位置を検知する第１の検知手段（６０９８）と、
前記ワーク位置決めテーブルを旋回自在に軸支する軸支手段（６１０４）と、
前記ワーク位置決めテーブルを位置決め固定するブレーキ（３０４，３１０）と、
前記ワーク位置決めテーブルの位相を検知する第２の検知手段（６１０８）と、
前記加工主軸（３６）の移動動作を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段により前記固定部移動部材（２０４，５０４４）を装着した前記加工主軸（３６）を移動させることで、前記第２の基準部材を所定位置に移動させることを特徴とする工作機械。
【請求項４２】
請求項２５記載の工作機械において、
前記テーブルは、複数の位置決め部を有するワークを前記各位置決め部に対応する複数の固定部（２６２，２６４）により位置決めするための旋回機構を備え、
前記旋回機構は、枠体の内側に軸受により回転自在に支持され、前記ワークが載置される面に第１の固定部（２６２）を有する第１旋回部（２６８）と、
前記枠体の内側に軸受により回転自在に支持され、前記ワークが載置される面に第２の固定部（２６４）を有する第２旋回部（２７０）と、
前記第１旋回部を回転駆動する第１駆動源（４０９２）と、
前記第２旋回部を回転駆動する第２駆動源（４０９８）と、
前記第１旋回部を固定する第１ブレーキ（３０４）と、
前記第２旋回部を固定する第２ブレーキ（３１０）と、
を有することを特徴とする工作機械。
【請求項４３】
請求項４２記載の工作機械において、
前記第１旋回部及び（又は）前記第２旋回部を回転させて、前記第１の固定部（２６２）及び（又は）前記第２の固定部（２６４）を旋回移動させることによって、
前記第１の固定部（２６２）と前記第２の固定部（２６４）の距離又は位置を変更してワークの位置決めを行うことを特徴とする工作機械。
【請求項４４】
請求項２５記載の工作機械において、
前記テーブルは、複数の位置決め部を有するワークを前記各位置決め部に対応する複数の固定部（２６２，２６４）により位置決めするための旋回機構を備え、
前記旋回機構は、枠体の内側に軸受により回転自在に支持され、前記ワークが載置される面に第１の固定部（２６２）を有する外側旋回部と、
前記外側旋回部の内側に軸受により回転自在に支持され、前記ワークが載置される面に第２の固定部（２６４）を有する内側旋回部と、
前記外側旋回部を回転駆動する第１駆動源（４０９２）と、
前記内側旋回部を回転駆動する第２駆動源（４０９８）と、
前記外側旋回部を固定する第１ブレーキ（３０４）と、
前記内側旋回部を固定する第２ブレーキ（３１０）とを備えることを特徴とする工作機械。
【請求項４５】
請求項４４記載の工作機械において、
前記外側旋回部及び（又は）前記内側旋回部を回転させて、前記第１の固定部（２６２）及び（又は）前記第２の固定部（２６４）を旋回移動させることによって、
前記第１の固定部（２６２）と前記第２の固定部（２６４）の距離又は位置を変更してワークの位置決めを行うことを特徴とする工作機械。
【請求項４６】
請求項４４記載の工作機械において、
前記旋回機構が複数備えられてなり、
前記各旋回機構における各外側旋回部及び（又は）各内側旋回部を回転させて、前記各第１の固定部（２６２）及び（又は）前記各第２の固定部（２６４）を旋回移動させることによって、
前記各第１の固定部（２６２）と前記各第２の固定部（２６４）の距離又は位置を変更すると共に、前記各第１の固定部（２６２）及び（又は）前記各第２の固定部（２６４）のうちの２以上の固定部の距離又は位置を選択的に変更する制御手段を備えることを特徴とする工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉛直面内で回転する回転アームと、該回転アームの先端近傍に水平指向する加工主軸とを有する工作機械が複数設けられた工作機械、及びワークの加工に必要な複数の工具を保持するストッカが設けられた工作機械の制御方法に関する。【０００２】
また、本発明は、各種部品等を製造するための工作機械に用いられるワーク位置決めテーブル及び、該テーブルが備えられた工作機械に関する。
【背景技術】
【０００３】
工作機械は、設置のスペース効率向上、隣接する工作機械へのワークの搬送、及び操作者の操作性の観点から、占有面積が小さいことが好ましく、特に正面視の幅が小さいことが好ましい。このように占有面積を小さくするという目的のため、例えば特許文献１では、水平方向に進退自在な可動コラムに昇降及び水平移動が可能な２つのスピンドルユニットが設けられた工作機械が提案されている。この特許文献１の工作機械は、低コスト且つ省スペースであって好適である。【０００４】
また、特許文献２では、加工軸を鉛直方向に向ける構成により、省スペース及び単位面積あたりの設置台数を増加して生産性を向上することのできるＮＣ旋盤が提案されている。【０００５】
ところで、引用文献１及び引用文献２に記載された工作機械では、正面視で直交する２軸のスライド機構が設けられていることから構造が複雑であって、しかも重量のあるスライド部材が移動をすることから、十分な安定性を得るためにはベース部分を相当に強固に設定しておかなければならなず、全体としての重量が重くなる。【０００６】
このような観点から、特許文献３では、水平方向のスライド機構に対して、鉛直面内で回転するアームを設け、該アームを回転させることにより垂直方向に変位させる工作機械が提案されている。このような工作機械によれば、正面視のスライド機構は１軸分で足り、簡便な構成とすることができて好適である。【０００７】
【特許文献１】特許３２７８１３５号公報（日本）
【特許文献２】特許２００３−２６６２０３号公報（日本）
【特許文献３】特公平５−２４４６号公報（日本）
【特許文献４】特開２００４−３１４２０３号公報（日本）
【特許文献５】実開昭６３−６３７５７号公報（日本）
【特許文献６】特開昭５５−１１２７５３号公報（日本）
【特許文献７】特開平７−２５１３３３号公報（日本）  上記の特許文献３に記載された工作機械は、簡便な構成であるが、その一方、水平面上で直交する２軸のスライド機構（Ｘテーブル及びＺテーブル）を有しており、占有面積は必ずしも小さくはない。また、正面視ではＸ方向のスライド機構が設けられていることから機幅についても、必ずしも狭くはない。
【０００８】
さらに、加工主軸を含むユニットは水平のＸ方向にスライドすることから、床に対する設置部を支点として左右に振れるモーメント力が発生することになる。加工主軸を含むユニットは比較的大重量であることから、発生するモーメントも大きく、十分な安定性を得るためにはベース部分を相当に強固に設定しておかなければならなず、全体としての重量が重くなる。また、特許文献２に記載された例のごとく、ベースを張り出して設定しなければならず、工作機械を横方向に複数台並べた場合に、ライン長が長くなる。【０００９】
特許文献３における工作機械の水平のＸ方向のスライド機構が鉛直方向となるように９０°回転させた機構を採用すると、正面視の機幅が非常に小さくなる。【００１０】
また、特許文献３の構成では、機幅だけが小さくなっても、回転アームの長さは変わらないことから、該工作機械を隣接して複数台配置する場合には相互の回転アームが干渉を起こさない程度に離して配置しなければならず、一層のスペース効率を図る上で障害となる。【００１１】
また、特許文献３の構成では、工作機械の機幅及び設置面積が小さくなっても、各工作機械間におけるワークの搬送が自動化されず、または自動化された場合であっても搬送が遅い機構では、結果として加工時間が長くなり効率的ではない。【００１２】
さらに、ワークを搬送する機構と、加工時にワークを固定しておく機構が別であると、両機構間でのワークの受け渡しが必要であり機構及び加工手順が煩雑となる。さらにまた、これらの機構が複雑で大型化すると工作機械自体を小型化した趣旨が没却されることになる。【００１３】
また、工作機械ではワークに対して複数の工具を着脱しながら加工を行う場合があり、種々のワークに対応可能なように多数の工具を格納しておくことが望ましいが、工作機械の占有面積を小さくすると多数の工具を格納しておくためのスペースもなくなる。【００１４】
工作機械に対して、多数の工具を格納しておく機構を増設すると、占有面積が大きくなって工作機械自体を小型化した趣旨が没却されることになる。【００１５】
前記のように特許文献３における工作機械の水平のＸ方向のスライド機構が鉛直方向となるように９０°回転させた機構を採用した場合、該工作機械は縦長形状となることから、工具を格納する機構を増設すると、バランスが悪くなり揺れ等が発生して加工精度の低下を招く。【００１６】
さらに、多数の工具を格納する機構を設けた場合、全ての工具が正常であることを確認することは作業者にとって負担であり、加工を行う前に自動的な確認がなされることが望ましい。【００１７】
また、例えば、エンジン部品等の製造を行うための工作機械においては、設備全体を有効に小型化し、省スペース化及びコスト削減が容易な工作機械の開発が望まれている。【００１８】
この種の工作機械において、本願出願人は、特許文献１において、エンジンを構成するシリンダヘッドのバルブ孔の加工装置において、ワークであるシリンダヘッドを装着した旋回ユニットを所定の角度に傾斜させて加工を行う構成を提案している。この加工装置によれば、装置全体を小型化且つ簡素化することが可能となり、省スペース化及びコスト削減が可能となる。【００１９】
特許文献４には、前記旋回ユニットの替わりに、水平面上を旋回する円形状の回転テーブルを有し、該回転テーブルには主軸が設けられ、該主軸が転がり軸受の内輪に固定され回転可能に支持されている回転テーブル装置を備える工作機械が記載されている。【００２０】
ところで、上記のようなエンジン部品におけるシリンダブロックやシリンダヘッド等には、各種型式が設けられる。この型式の違いによって、例えば、直列とＶ型又は４気筒と６気筒のように、異なる形状を有する数多くの部品がある。【００２１】
そこで、上記従来の構成では、ワークに位置決め基準孔を２以上設け、当該ワークを載置する載置台であるパレットには、前記基準孔に対応したピンを備えることによってワークの位置決めを行い、このように位置決めをしたワークを搭載したパレットを工作機械のテーブルに固定するように構成している。【００２２】
しかしながら、上記のようにワークの形状は多数存在するため、各ワークの形状に応じたパレットを多数用意する必要があり、当該テーブルの製作コストや保管場所等が問題となる。【００２３】
また、上記のような位置決め用ピンにおいて、引用文献３には、前記ピンを可動式にして、各種形状のワークに対応する位置決めピン装置が記載されている。【００２４】
しかしながら、上記特許文献５に記載の位置決めピン装置では、位置決め対象となるワークが検査用のプリント配線板であるため、位置決め用ピン及びその可動部に、工作機械の加工時における切削抵抗のような大きな荷重（例えば、ラジアル荷重等）が負荷されることが想定されていない。【００２５】
さらに、上記エンジン部品等を機械加工する工作機械の場合には、ワークの加工屑（切削屑）が発生するため、前記可動部でのシールが問題となるため、前記位置決めピン装置を工作機械のワーク位置決め用へ転用することは困難である。【００２６】
上記従来のような工作機械では、ワークに位置決め基準孔を２以上設け、当該ワークを載置する載置台であるパレットには、前記基準孔に対応したピンを備えることによってワークの位置決めを行い、このように位置決めをしたワークを搭載したパレットを工作機械のテーブルに固定するように構成している。【００２７】
しかしながら、上記のようにワークの形状は多数存在するため、各ワークの形状に応じたパレットを多数用意する必要があり、当該テーブルの製作コストや保管場所等が問題となる。【００２８】
また、この種の位置決め用ピンにおいて、特許文献５には、前記ピンを可動式にして、各種形状のワークに対応する位置決めピン装置が記載されている。ところが、この位置決めピン装置では、位置決め対象となるワークが検査用のプリント配線板であるため、工作機械用としての想定はなされていない。さらに、この位置決めピン装置は、コイルバネによる付勢力により２本のピン同士で前記プリント配線板を位置決めする構成である。すなわち、前記ピンを所定の位置に移動させて保持しながら、前記プリント配線板を位置決めする構成であるため、ワークの位置決めが正確にはなされず、また、自動化が困難である。【００２９】
一方、工作機械におけるワーク支持体であるテーブルでは、更なる軽量化及び小型化が望まれており、特許文献６には、主軸が備えられた移動ユニットによりパレット搬送工具を操作してワークが位置決めされるパレットが設けられるパレット支持台から、水平方向に変位可能なテーブル上に搬入搬出する数値制御工作機械が記載されている。【００３０】
しかしながら、上記特許文献６に記載の工作機械では、ワークを位置決めするパレット及びパレット支持台を用い、さらに、パレットをテーブル上に搬入搬出する構成であり、パレット支持台やテーブル変位機構等が必要なため、テーブル及び該テーブル周辺の装置の小型化が困難である。【００３１】
また、一般に、工作物、例えば、エンジン部品であるシリンダブロックやシリンダヘッド等を工作機械により加工する際には、該工作物を所望の位置に位置決めした状態で加工を行っている。【００３２】
このような場合、例えば、工作物に位置決め用の基準孔を２個程度設けると共に、工作物の載置台であるパレットに前記基準孔に対応した位置決めピン（基準部材）を備えることによって、工作物を所望の位置に位置決めしている。そして、このように位置決めした工作物を搭載したパレットを工作機械のテーブルに固定して加工を行う。【００３３】
そこで、特許文献７には、ワークであるプリント基板を位置決めするためのテーブルにおいて、該プリント基板の２つの縁端部が個別に載置されてＹ軸方向に移動可能な２つの移動台と、該２つの移動台間に配設される固定ピン及び移動ピンとを備える技術低思想が記載されている。そして、前記固定ピンはテーブル面上に固定されており、前記移動ピンはＸ軸方向に移動可能に構成されることで、前記移動台に載置されたプリント基板の２つの基準孔に対応させて位置決めを行っている。【００３４】
しかしながら、上記のようなエンジン部品等では、その形状によって位置決め用に用いられる基準孔の位置が異なっている。このため、上記従来の構成のワーク位置決めテーブルにおける固定ピンが対応するワークの基準孔の位置が常に一定位置にあるとは限らず、特にワークの側面を加工する際には、被加工面を工具の正面に向けることが困難であり、正確且つ迅速な加工が行われ難い。【００３５】
また、ワーク位置決めテーブルは、それ自体を搬送用のパレットとして使用することが要求される場合もある。このため、テーブル構造の簡略化や軽量化が望まれているが、上記従来の構成におけるテーブルでは、前記２つの移動台を移動させるための２つの移動手段と、前記移動ピンを移動させるための移動手段の合計３つの移動手段を有している。従って、テーブルの構造が複雑で重量も大きい。
【発明の開示】
【００３６】
本発明は、コンパクトな構成でスペース効率が高く、しかも軽量且つ安定性の高い工作機械を提供することを目的とする。
【００３７】
また、本発明は、多数の工具を収納しておくことができるとともにコンパクトな構成でしかも安定性の高い工作機械を提供することを目的とする。
【００３８】
さらに、本発明は、加工を行う前の適切なタイミングで工具が正常であることを自動的に確認することのできる制御方法を提供することを目的とする。
【００３９】
さらにまた、本発明は、コンパクトな構成でスペース効率が高い工作機械を提供することを目的とする。
【００４０】
本発明は、コンパクトな構成で工作機械間のワーク搬送効率が高い工作機械を提供することを目的とする。
【００４１】
本発明は、工作機械におけるワークを位置決めするためのテーブルにおいて、各種ワークの形状への対応を可能とすると共に、機械加工時の荷重等にも対応すること可能とするワーク位置決めテーブルを提供することを目的とする。
【００４２】
本発明は、ワーク位置決めテーブルを備える工作機械において、テーブルの構造を簡略化及び軽量化しながら、ワークの位置決めを確実に行うことを可能とする工作機械の制御方法及び工作機械を提供することを目的とする。
【００４３】
本発明は、簡単な構造で各種形状のワークを所望の姿勢に位置決めでき、生産効率に優れたワーク位置決めテーブル及びこのワーク位置決めテーブルを備える工作機械を提供することを目的とする。
【００４４】
本発明の工作機械の制御方法は、主軸ヘッドユニットにより３次元方向の所定位置に移動自在且つ回転自在に支持される主軸に、ワークの位置決め部に係合する固定部を移動させるための固定部移動部材を装着し、前記主軸を移動させることにより、前記固定部移動部材を前記固定部に係合させ、前記固定部移動部材を前記固定部に係合させた状態で前記主軸を移動させることにより、前記ワークが所定の姿勢に位置決めされるように、前記位置決め部の位置に対応して、前記固定部を移動させることを特徴とする。
【００４５】
このような方法によれば、主軸ヘッドユニットを利用してテーブルの固定部を移動させることにより、ワークの位置決めを高精度且つ確実に行うことができる。また、前記テーブルにおける位置決め用の固定部を駆動するための駆動源を削減することができ、テーブルの構造を簡略化及び軽量化することができる。
【００４６】
次に、本発明に係る制御方法は、水平面内の一方向であるＺ方向にスライド移動するＺテーブルと、前記Ｚテーブル上に設けられ、且つ鉛直方向にスライド移動する支持体と、前記支持体に設けられたスピンドルユニットと、前記スピンドルユニットの加工主軸に装着された工具の長さを計測するセンサと、少なくとも所定のワークの加工に必要な複数の工具を保持し、保持された前記工具を前記加工主軸に対して着脱を行うメインストッカと、他のワークの加工に必要な工具を含めて保持し、保持された前記工具を前記加工主軸に対して着脱を行うサブストッカとを備えた工作機械の制御方法であって、前記サブストッカから前記加工主軸に供給された工具を前記メインストッカに移す際、前記センサにより前記工具の長さを計測し、該長さが予め記録された長さと異なるときに所定の警告を出力することを特徴とする。
【００４７】
このように、サブストッカからメインストッカに工具を移す際に工具長さをセンサによって自動的に確認することにより、加工を行う前に誤装着や折損等の異常を見つけることができ、加工を停止させる必要がなく、工作機械の稼働率及び生産効率の向上を図ることができる。
【００４８】
本発明に係る工作機械は、水平面内の一方向であるＺ方向にスライド移動するＺテーブルと、前記Ｚテーブル上に設けられ、且つ鉛直方向にスライド移動する支持体と、前記支持体に支承してＺ方向に向いたワークに臨む鉛直平面内において３６０°回転する回転アームと、前記回転アームを回転させるアーム駆動源と、前記回転アーム上の回転中心から離れた位置に設けられ、前記回転アームに対して回転自在に支承されてＺ方向を指向する加工主軸と、前記加工主軸を回転させる主軸駆動源と、前記加工主軸に着脱自在な複数の工具をメインストッカに備えた自動工具交換機構とを有し、前記回転アームの回転中心軸と、前記メインストッカの回転軸は同一鉛直面上に配置されていることを特徴とする。
【００４９】
このように、メインストッカを工作機械の上部に設けることにより、設置面積を拡げることなく多数の工具を格納しておくことができる。また、回転アームの回転中心軸とメインストッカの回転軸が同一鉛直面上に配置されていることから、回転アームの昇降にともなって発生する力のベクトルはメインストッカの方向に向き、モーメントが発生することがないため、安定性が高い。
【００５０】
この場合、水平面内でＺ方向に直交するＸ方向の側面に、前記工具を複数格納するサブストッカを有し、前記サブストッカは、前記工具がＸ方向を指向するように保持する保持アームと、前記工具の１つを前記保持アームから抜き取りＺ方向に向きを変えて前記加工主軸に受け渡す工具受渡交換機構と、前記保持アームを間欠移動させるインデックス機構とを有していてもよい。このようなサブストッカによれば、一層多くの工具を格納しておくことができ、しかも占有幅は工具の長さ程度にしか広がらない。
【００５１】
また、前記加工主軸は、前記メインストッカに対する前記工具の着脱操作を直接的に行うようにしてもよい。これにより、専用の着脱機構等が不要になり、簡便となる。
【００５２】
さらに、前記加工主軸に装着された前記工具の長さを計測するセンサを有していてもよい。該センサによれば、工具の誤装着や折損等を検出し、所定の対応をとることができる。
【００５３】
本発明に係る工作機械は、水平面内において一方向にスライド移動するＺテーブルと、前記Ｚテーブル上に設けられ、且つ鉛直方向にスライド移動する支持体と、前記支持体に支承して前記一方向に向いたワークに臨む鉛直平面内において３６０°回転する回転アームと、前記回転アームを回転させるアーム駆動源と、前記回転アーム上の回転中心から離れた位置に設けられ、前記回転アームに対して回転自在に支承されてＺ方向を指向する加工主軸と、前記加工主軸を回転させる主軸駆動源とを有することを特徴とする。
【００５４】
このように、本発明に係る工作機械では、鉛直面内で動作するのは鉛直方向にスライド移動する支持体と、回転アームの２軸であり、横方向に移動する軸がないことから、幅狭のコンパクトな構成とすることが可能であり、スペース効率の向上を図ることができる。
【００５５】
また、支持体は鉛直方向にスライド移動するのであって、設置部を基準として左右に振れるモーメント力を発生させることはない。さらに、回転アームについては、軽量であることから回転をさせても安定性を損なうことがない。したがって、工作機械を軽量に構成することができ、しかも高い安定性が得られる。
【００５６】
この場合、前記回転アームの回転中心軸と、前記主軸駆動源の駆動軸は同一鉛直面上に配置すると、一層狭幅に構成することができる。
【００５７】
また、前記アーム駆動源は、中空回転軸を備えて、前記支持体に設けられ、前記主軸駆動源は、前記中空回転軸を貫通して動力を伝達する動力伝達部を介して前記加工主軸と連結されて前記支持体の背面側に設けられ、前記アーム駆動源と前記主軸駆動源は同軸上に配置されていてもよい。このような構成によれば、アーム駆動源と主軸駆動源とを一体的でコンパクトなユニットとして構成することができる。
【００５８】
前記加工主軸に着脱自在な複数の工具を回転マガジンに備えた自動工具交換機構を備え、前記回転アームの回転中心軸と、前記回転マガジンの回転軸は同一鉛直面上に配置されていると、一層狭幅に構成することができる。
【００５９】
正面視で、前記回転アームの回転中心から前記加工主軸までの距離に対して、前記支持体の鉛直方向への移動可能距離は、１．７〜２０．０倍と設定し、又は正面視で、設置面幅に対して、前記支持体の鉛直方向への移動可能距離は、０．６６〜１０．０倍と設定すると、加工可能な範囲が広くなる。
【００６０】
また、前記固定部は、前記ワークの位置決め基準部に対応し、ロックが解除された状態で移動自在となり、前記加工主軸に前記固定部移動部材が装着され、且つ前記固定部のロックが解除されているときに、該固定部移動部材を前記固定部に係合させ、前記ワークが所定の姿勢に位置決めされるように、前記各位置決め部の位置に対応して前記各固定部を移動させるようにしてもよい。このように、加工主軸の動作によって固定部を直接的に移動させると、移動が簡便に行われる。また、固定部の移動手段を別個に設ける必要がなく、工作機械をコンパクトに構成することができる。
【００６１】
本発明に係る工作機械は、第１工作機械及び第２工作機械と、前記第１工作機械及び前記第２工作機械を制御する制御部と、を備え、前記第１工作機械と前記第２工作機械が並行に隣接した工作機械であって、前記第１工作機械及び前記第２工作機械は、それぞれ、水平面内の一方向であるＺ方向にスライド移動するＺテーブルと、前記Ｚテーブル上に設けられ、且つ鉛直方向にスライド移動する支持体と、前記支持体に支承してＺ方向に向いたワークに臨む鉛直平面内において３６０°回転する回転アームと、前記回転アームを回転させるアーム駆動源と、前記回転アーム上の回転中心から離れた位置に設けられ、前記回転アームに対して回転自在に支承されてＺ方向を指向する加工主軸と、前記加工主軸を回転させる主軸駆動源と、前記加工主軸に着脱自在な複数の工具を回転マガジンに蓄えた自動工具交換機構とを有し、前記回転アームの回転中心軸と、前記回転マガジンの回転軸とは同一鉛直面上に配置されることを特徴とする。
【００６２】
また、本発明に係る工作機械は、第１工作機械及び第２工作機械と、前記第１工作機械及び前記第２工作機械を制御する制御部と、を備え、前記第１工作機械と前記第２工作機械とが平行に隣接した工作機械であって、前記第１工作機械及び前記第２工作機械は、それぞれ、水平面内の一方向であるＺ方向にスライド移動するＺテーブルと、前記Ｚテーブル上に設けられ、且つ鉛直方向にスライド移動する支持体と、前記支持体に支承してＺ方向に向いたワークに臨む鉛直平面内において３６０°回転する回転アームと、前記回転アームを回転させるアーム駆動源と、前記回転アーム上の回転中心から離れた位置に設けられ、前記回転アームに対して回転自在に支承されてＺ方向を指向する加工主軸と、前記加工主軸を回転させる主軸駆動源とを有し、Ｚ方向からみた正面視で、前記第１工作機械及び前記第２工作機械の各回転アームの回転中心の水平幅方向の距離は、各回転アームの合計長さより短く、前記制御部は、一方の回転アーム又は支持体を動かす場合に移動先の回転アームの位置と他方の回転アームの位置とを比較し、相互干渉が発生するときには一方の回転アームの動作を停止し、又は、１つ先のシーケンスの動作を先行して行わせることを特徴とする。
【００６３】
このように、第１工作機械と第２工作機械とを統合的・協調的に制御し、各回転アームの位置を確認しながら、相互干渉が発生する場合には、一方の回転アームの動作を停止し、又は、１つ先のシーケンスの動作を先行させることにより、干渉を回避しながら、工作機械をコンパクトに構成しスペース効率を向上させることができる。
【００６４】
この場合、前記制御部は、各回転アームの動作範囲を複数のエリアに区分けし、各回転アームの位置及び干渉の有無をエリア単位で判断すると、処理が簡便となる。
【００６５】
また、前記第１工作機械及び前記第２工作機械の各回転アームのＺ方向の変位が異なるとき、前記制御部は、前記ワークに近い側の回転アーム動作を非制限とし、前記ワークから遠い側の回転アームが内側に向くことを制限してもよい。これにより、各回転アームのＺ方向の変位が異なる場合においても一方の工作機械の回転アームが他方の工作機械の支持体やＺテーブル等に干渉することを防止できる。また、ワークに近い側の回転アーム動作を非制限とすることから、不当に動作を制限することなく、動作可能な範囲で加工を継続することができる。
【００６６】
また、前記回転アームの回転中心軸と、前記主軸駆動源の駆動軸は同一鉛直面上に配置すると、一層幅狭に構成することができる。
【００６７】
さらに、前記アーム駆動源は、中空回転軸を有して、前記支持体に設けられ、前記主軸駆動源は、前記中空回転軸を貫通して動力を伝達する動力伝達部を介して前記加工主軸と連結されて、前記支持体の背面側に設けられ、前記アーム駆動源と前記主軸駆動源は同軸上に配置されていてもよい。このような構成によれば、アーム駆動源と主軸駆動源とを一体的でコンパクトなユニットとして構成することができる。
【００６８】
さらにまた、前記加工主軸に着脱自在な複数の工具を回転マガジンに備えた自動工具交換機構を備え、前記回転アームの回転中心軸と、前記回転マガジンの回転軸は同一鉛直面上に配置されていると、一層狭幅に構成することができる。また、回転アームの回転中心軸と回転マガジンの回転軸が同一鉛直面上に配置されていることから、回転アームの昇降にともなって発生する力のベクトルは回転マガジンの方向に向き、モーメントが発生することがないため、安定性が高い。
【００６９】
前記加工主軸に着脱自在な複数の工具を回転マガジンに備えた自動工具交換機構を備え、Ｚ方向からみた正面視で、前記第１工作機械及び前記第２工作機械の各回転アームの回転中心の水平幅の範囲内に前記回転マガジンの回転軸が設けられていてもよい。これにより、回転マガジンはバランスよく配置可能である。また、単一の回転マガジンを第１工作機械と第２工作機械で共用可能となる。
【００７０】
本発明に係る工作機械は、第１工作機械及び第２工作機械と、前記第１工作機械及び前記第２工作機械によって加工をするワークを保持するワーク移動装置と、を備える工作機械であって、前記第１工作機械及び前記第２工作機械は、それぞれ、水平面内の一方向であるＺ方向にスライド移動するＺテーブルと、前記Ｚテーブル上に設けられ、且つ鉛直方向にスライド移動する支持体と、前記支持体に支承してＺ方向に向いたワークに臨む鉛直平面内において３６０°回転する回転アームと、前記回転アームを回転させるアーム駆動源と、前記回転アーム上の回転中心から離れた位置に設けられ、前記回転アームに対して回転自在に支承されてＺ方向を指向する加工主軸と、前記加工主軸を回転させる主軸駆動源と、を有し、前記ワーク移動装置は、水平面で回転可能なターンテーブルと、前記ターンテーブルに設けられ、水平面で回転して前記ワークの加工面を前記加工主軸に対向する向きに設定する複数の副回転機構と、前記副回転機構のうちの１つを前記第１工作機械の前記加工主軸と対向する第１保持位置とし、前記副回転機構のうちの他の１つを前記第２工作機械の前記加工主軸と対向する第２保持位置となるように前記ターンテーブルを間欠回転させる主回転機構とを有することを特徴とする。
【００７１】
また、本発明に係る工作機械は、第１工作機械及び第２工作機械と、前記第１工作機械及び前記第２工作機械によって加工をするワークを保持するワーク移動装置とを備え、前記第１工作機械及び前記第２工作機械は、それぞれ、駆動源により３次元方向の所定位置に移動自在且つ回転自在に加工主軸を支持する主軸ヘッドユニットを有し、前記ワーク移動装置は、複数の位置決め部を備え、ワークを前記各位置決め部に対応する複数の固定部により位置決めをし、水平面で回転可能なターンテーブルと、前記ターンテーブルに設けられ、水平面で回転して前記ワークの加工面を前記加工主軸に対向する向きに設定する複数の副回転機構と、前記副回転機構のうちの１つを前記第１工作機械の前記加工主軸と対向する第１保持位置とし、前記副回転機構のうちの他の１つを前記第２工作機械の前記加工主軸と対向する第２保持位置となるように前記ターンテーブルを間欠回転させる主回転機構とを有し、前記各固定部は前記ターンテーブルに移動自在に設けられ、前記ワークが所定の姿勢に位置決めされるように、前記各位置決め部の位置に対応して、前記固定部を移動させる固定部移動部材を備え、前記固定部移動部材は、前記工具に換えて前記主軸に着脱自在に装着される装着部と、前記固定部に係合する係合部とを有し、前記加工主軸に着脱自在に装着される工具により前記ワークを加工する工作機械であって、前記主軸ヘッドユニットは、水平面内の一方向であるＺ方向にスライド移動するＺテーブルと、前記Ｚテーブル上に設けられ、且つ鉛直方向にスライド移動する支持体と、前記支持体に支承してＺ方向に向いたワークに臨む鉛直平面内において３６０°回転する回転アームと、前記回転アームを回転させるアーム駆動源と、前記回転アーム上の回転中心から離れた位置に設けられ、前記回転アームに対して回転自在に支承されてＺ方向を指向する加工主軸と、前記加工主軸を回転させる主軸駆動源とを有することを特徴とする。
【００７２】
このように、ターンテーブルを主回転機構によって間欠回転させるとともに、副回転機構によってワークを所定の向きに設定することにより、コンパクトな構成で工作機械間のワーク搬送効率の向上を図ることができる。
【００７３】
この場合、前記第１工作機械と前記第２工作機械の各Ｚテーブルは、平行に配置されていると、工作機械の横幅を狭く設定することができる。
【００７４】
本発明の工作機械は、駆動源により３次元方向の所定位置に移動自在且つ回転自在に加工主軸を支持する主軸ヘッドユニットと、複数の位置決め部を備えるワークを前記各位置決め部に対応する複数の固定部により位置決めするテーブルとを備え、前記加工主軸に着脱自在に装着される工具により前記ワークを加工する工作機械であって、前記各固定部は前記テーブルに移動自在に設けられ、前記ワークが所定の姿勢に位置決めされるように、前記各位置決め部の位置に対応して、前記各固定部を移動させる固定部移動部材を備え、前記固定部移動部材は、前記工具に換えて前記加工主軸に着脱自在に装着される装着部と、前記固定部に係合する係合部とを有することを特徴とする。
【００７５】
このような構成によれば、主軸ヘッドユニットを利用してテーブルの固定部を移動させることにより、ワークの位置決めを高精度且つ確実に行うことができる。また、前記テーブルにおける位置決め用の固定部を駆動するための駆動源を削減することができ、テーブルの構造を簡略化及び軽量化することができる。
【００７６】
また、前記主軸を移動させることにより、前記固定部移動部材を前記固定部に係合させ、前記固定部移動部材を前記固定部に係合させた状態で前記主軸を移動させることにより、前記固定部を移動させるように前記主軸ヘッドユニットを制御する制御手段を備えると好適である。
【００７７】
さらに、前記固定部を固定するためのブレーキを備えると、一層確実にワークの位置決めを行うことができる。
【００７８】
本発明の工作機械は、駆動源により３次元方向の所定位置に移動自在且つ回転自在に加工主軸を支持する主軸ヘッドユニットと、複数の位置決め部を備えるワークを前記各位置決め部に対応する複数の固定部により位置決めするテーブルとを備え、前記加工主軸に着脱自在に装着される工具により前記ワークを加工する工作機械であって、前記固定部は、ワーク位置決めテーブルに固定され、前記複数の位置決め部のうち１の位置決め部に係合する第１の固定部と、前記複数の位置決め部のうち他の位置決め部に係合する第２固定部と、からなり、前記テーブル面を旋回させる回転手段と、前記第２の固定部を直線移動させる直線移動手段とを備え、前記直線移動手段は、回転部と、該回転部による回転駆動力を受けて直線移動する移動部とを含むと共に、前記移動部には、前記第２の基準部材が配設されており、前記移動部又は前記第２の基準部材の移動量又は位置を検知する第１の検知手段と、前記ワークが所定の姿勢に位置決めされるように、前記各位置決め部の位置に対応して、前記固定部を直線的相対移動させるために、前記回転部を軽点駆動する回転ツールが装着された加工主軸と、前記回転ツールは、前記後部に換えて前記主軸に着脱自在に装着される装着部と、前記回転部に係合する係合部とを有し、前記ワーク位置決めテーブルの位相を検知する第２の検知手段と、前記主軸及び前記回転手段の駆動を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記移動部の移動方向と前記加工主軸の軸線方向とを一致させ、前記回転ツールにより前記回転部を回転駆動させることで前記第２の基準部材を所定位置に移動させた後、前記ワーク位置決めテーブルを所定位置に旋回させることを特徴とする。
【００７９】
上記構成によれば、直線移動手段にモータ等の駆動源を備えることなく、第２の基準部材を直線移動させることができる。従って、ワーク位置決めテーブルの構造の一層の簡略化や軽量化を図ることが可能となる。
【００８０】
本発明のワーク位置決めテーブルは、第１の基準部と第２の基準部とを有する工作物を位置決めするワーク位置決めテーブルであって、テーブル面に固定され、前記第１の基準部に係合する第１の基準部材と、前記テーブル面上を移動自在に設けられ、前記第２の基準部に係合する第２の基準部材と、前記第２の基準部材を直線移動させる直線移動手段と、前記テーブル面に着脱自在に固定され、前記第１の基準部材及び前記第２の基準部材により位置決めされた工作物が載置される載置台と、前記テーブル面を旋回させる回転手段と、を備えることを特徴とする。
【００８１】
上記構成によれば、前記第２の基準部材を直線移動させる直線移動軸と、テーブルの旋回軸との２軸を有する簡略な構成により、各種形状の工作物を所望の姿勢に位置決めすることができる。このため、ワーク位置決めテーブルの構造の簡略化や軽量化を図ることができる。
【００８２】
また、前記直線移動手段が、前記第２の基準部材をその移動方向において弾性支持する弾性体を有すると、工作物を位置決めする際、前記第２の基準部材で多少の移動が許容されていることになる。このため、工作物の第１の基準部及び第２の基準部におけるピッチ誤差等の影響をほとんど受けることなく、該工作物を容易に位置決めすることができる。
【００８３】
さらに、前記ワーク位置決めテーブルが、前記回転手段を含む駆動部と、前記テーブル面を含み、前記駆動部に分離可能に連結される旋回部とから構成されていると、回転手段を有し重量の大きな駆動部から前記旋回部を分離することができる。従って、前記分離により、テーブル面を有する旋回部が軽量になるため、該旋回部を工作物を搬送するためのワーク搬送パレットとして使用することができる。
【００８４】
また、本発明の工作機械は、第１の基準部と第２の基準部とを有する工作物を位置決めするために、テーブル面上に固定され且つ前記第１の基準部に係合する第１の基準部材と、前記テーブル面上を移動自在に設けられ且つ前記第２の基準部に係合する第２の基準部材とを有し、前記テーブル面上に前記第１の基準部材及び前記第２の基準部材により位置決めされた工作物が載置されるワーク位置決めテーブルを備える工作機械であって、前記第２の基準部材を直線摺動可能に支持する直線摺動手段と、前記第２の基準部材の移動量又は位置を検知する第１の検知手段と、前記ワーク位置決めテーブルを旋回自在に軸支する軸支手段と、前記ワーク位置決めテーブルを位置決め固定するブレーキ手段と、前記ワーク位置決めテーブルの位相を検知する第２の検知手段と、移動ツールを装着することで、前記第２の基準部材を移動させる加工主軸と、前記加工主軸の移動動作を制御する制御手段とを備え、前記制御手段により前記移動ツールを装着した前記加工主軸を移動させることで、前記第２の基準部材を所定位置に移動させることを特徴とする。
【００８５】
上記構成によれば、ワーク位置決めテーブルを直線摺動手段により第２の基準部材を直線摺動可能に支持しておく簡単な構成とすることができると共に、加工主軸に装着される移動ツールによる該第２の基準部材の高精度な位置決め移動が可能となる。従って、ワーク位置決めテーブルの構造が一層簡略化され、軽量化される。
【００８６】
本発明のワーク位置決めテーブルは、複数の位置決め部を有するワークを前記各位置決め部に対応する複数の固定部により位置決めするための旋回機構を備え、前記旋回機構は、枠体の内側に軸受により回転自在に支持され、前記ワークが載置される面に第１の固定部を有する第１旋回部と、前記枠体の内側に軸受により回転自在に支持され、前記ワークが載置される面に第２の固定部を有する第２旋回部と、前記第１旋回部を回転駆動する第１駆動源と、前記第２旋回部を回転駆動する第２駆動源と、前記第１旋回部を固定する第１ブレーキと、前記第２旋回部を固定する第２ブレーキとを備えることを特徴とする。
【００８７】
このような構成によれば、前記第１の固定部と前記第２の固定部とを容易に移動させることができると共に、前記第１ブレーキ及び前記第２ブレーキにより、前記第１旋回部及び前記第２旋回部を固定することができる。このため、機械加工時の切削抵抗が大きな工作機械においても、各種形状を有するワークの位置決めが可能となり、さらに、機械加工中にもワークを確実に保持することが可能となる。
【００８８】
また、前記第１旋回部及び（又は）前記第２旋回部を回転させて、前記第１の固定部及び（又は）前記第２の固定部を旋回移動させることによって、前記第１の固定部と前記第２の固定部の距離又は位置を変更してワークの位置決めを行うように構成すると、一層容易にワークの位置決めを行うことが可能となる。
【００８９】
また、本発明のワーク位置決めテーブルは、複数の位置決め部を有するワークを前記各位置決め部に対応する複数の固定部により位置決めするための旋回機構を備え、前記旋回機構は、枠体の内側に軸受により回転自在に支持され、前記ワークが載置される面に第１の固定部を有する外側旋回部と、前記外側旋回部の内側に軸受により回転自在に支持され、前記ワークが載置される面に第２の固定部を有する内側旋回部と、前記外側旋回部を回転駆動する第１駆動源と、前記内側旋回部を回転駆動する第２駆動源と、前記外側旋回部を固定する第１ブレーキと、前記内側旋回部を固定する第２ブレーキとを備えることを特徴とする。
【００９０】
このような構成によれば、前記第１の固定部と前記第２の固定部とを容易に移動させることができると共に、前記第１ブレーキ及び前記第２ブレーキにより、前記外側旋回部及び前記内側旋回部を固定することができる。このため、機械加工時の切削抵抗が大きな工作機械においても、各種形状を有するワークの位置決めが可能となり、さらに、機械加工中にもワークを確実に保持することが可能となる。
【００９１】
また、前記外側旋回部及び（又は）前記内側旋回部を回転させて、前記第１の固定部及び（又は）前記第２の固定部を旋回移動させることによって、前記第１の固定部と前記第２の固定部の距離又は位置を変更してワークの位置決めを行うように構成すると、一層容易にワークの位置決めを行うことが可能となる。
【００９２】
また、前記旋回機構が複数備えられてなり、前記各旋回機構における各外側旋回部及び（又は）各内側旋回部を回転させて、前記各第１の固定部及び（又は）前記各第２の固定部を旋回移動させることによって、前記各第１の固定部と前記各第２の固定部の距離又は位置を変更すると共に、前記各第１の固定部及び（又は）前記各第２の固定部のうちの２以上の固定部の距離又は位置を選択的に変更する制御手段を備えていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】第１の実施の形態に係る工作機械の斜視図である。
【図２】第１の実施の形態に係る工作機械の正面図である。
【図３】第１の実施の形態に係る工作機械の側面図である。
【図４】支持体の断面側面図である。
【図５】コラム、回転マガジン及びその周辺部の拡大斜視図である。
【図６】工具交換をする際の加工主軸、保持アーム及びアンクランプブロックの側面図である。
【図７】テンション機構の模式図である。
【図８】加工主軸の座標を示すための工作機械の模式正面図である。
【図９】変形例に係る工作機械の斜視図である。
【図１０】移動ツールの斜視図である。
【図１１】テーブルの斜視図である。
【図１２】テーブルの平面図である。
【図１３】図１２中の線ＸＩＩＩ−ＸＩＩＩにおける側面断面図である。
【図１４】テーブルにおける制動部の一部省略平面図である。
【図１５】移動ツールを用いて前記テーブルに設けられるノックピンを旋回移動する様子を説明するための平面図である。
【図１６】移動ツールがノックピンに係合している状態を説明するための側面図である。
【図１７】第２の実施の形態に係る工作機械の一部断面斜視図である。
【図１８】第２の実施の形態に係る工作機械の正面図である。
【図１９】第２の実施の形態に係る工作機械の側面図である。
【図２０】工具交換をする際の加工主軸、保持アーム及びアンクランプブロックの一部断面斜視図である。
【図２１】図２１Ａは、回転アームの回転中心軸と回転マガジンの回転軸が同一鉛直面上に配置されている機構のモデル図であり、図２１Ｂは、回転アームの回転中心軸と回転マガジンの回転軸が同一鉛直面上でない位置に配置されている機構のモデル図である。
【図２２】工具受渡機構の模式平面図である。
【図２３】刃具長検査機構の側面図である。
【図２４】コントローラのブロック構成図である。
【図２５】加工主軸の座標を示すための工作機械の模式正面図である。
【図２６】第２の実施の形態に係る制御方法の手順を示すフローチャートである。
【図２７】保持アームに工具を装着する様子を示す斜視図である。
【図２８】コントローラのブロック構成図である。
【図２９】正面視で左右の各回転アームの動作範囲を示す模式図である。
【図３０】第２の実施の形態に係る工作機械の動作の一部の手順を示すフローチャートである。
【図３１】左右の回転アーム及び加工主軸の厚みの範囲が重複している場合を示す模式平面図である。
【図３２】正面視で左右の各回転アームの動作範囲と、一方の回転アームが反時計方向に回転しながら移動する動作経路を示す模式図である。
【図３３】正面視で左右の各回転アームの動作範囲と、一方の回転アームが時計方向に回転しながら移動する動作経路を示す模式図である。
【図３４】左右の回転アーム及び加工主軸の厚みの範囲が重複していない場合を示す模式平面図である。
【図３５】第１工作機械と第２工作機械の間に単一の回転マガジンが設けられている工作機械の正面図である。
【図３６】ワーク移動装置の拡大断面斜視図である。
【図３７】ワーク押圧固定装置の概略構成図である。
【図３８】コントローラのブロック構成図である。
【図３９】２台の工作機械が放射状に配置された工作機械の模式平面図である。
【図４０】２台の工作機械が平行且つオフセットして、逆向きに配置されている工作機械の模式平面図である。
【図４１】４つの副回転機構を備えるワーク移動装置が設けられた工作機械の模式平面図である。
【図４２】第３の実施形態に係るワーク位置決めテーブルを搭載する工作機械の一部切欠斜視図である。
【図４３】第３の実施形態に係るワーク位置決めテーブルを搭載する工作機械の平面図である。
【図４４】第３の実施形態に係るワーク位置決めテーブルを搭載する工作機械の正面図である。
【図４５】ワークの斜視図である。
【図４６】第３の実施形態に係るワーク位置決めテーブルを搭載する工作機械に備えられる工具交換ユニットの動作説明図である。
【図４７】第３の実施形態に係るワーク位置決めテーブルの側面断面図である。
【図４８】第３の実施形態に係るワーク位置決めテーブルにおける駆動部の一部省略平面図である。
【図４９】第３の実施形態の第１の変形例に係るワーク位置決めテーブルの斜視図である。
【図５０】第３の実施形態の第１の変形例に係るワーク位置決めテーブルの平面図である。
【図５１】図５０中の線ＬＩ−ＬＩにおける側面断面図である。
【図５２】第３の実施形態の第２の変形例に係るワーク位置決めテーブルの斜視図である。
【図５３】第３の実施形態の第２の変形例に係るテーブルの平面図である。
【図５４】第４の実施形態に係る工作機械の一部切欠斜視図である。
【図５５】第４の実施形態に係る工作機械の平面図である。
【図５６】第４の実施形態における移動ツールの斜視図である。
【図５７】移動ツールがノックピンに係合している状態を説明するための側面図である。
【図５８】第３の実施形態の第１の変形例に係るワーク位置決めテーブルから駆動系を省略した構成を示す側面断面図である。
【図５９】第４の実施形態の変形例において用いられるテーブルの平面図である。
【図６０】図５９中の線ＬＸ−ＬＸにおける断面図である。
【図６１】第５の実施形態に係るワーク位置決めテーブルを搭載する工作機械の一部切欠斜視図である。
【図６２】第５の実施形態に係るワーク位置決めテーブルを搭載する工作機械の平面図である。
【図６３】第５の実施形態に係るワーク位置決めテーブルを搭載する工作機械の正面図である。
【図６４】第５の実施形態に係る工作機械におけるテーブルの斜視図である。
【図６５】第５の実施形態に係る工作機械におけるテーブルの平面図である。
【図６６】図６５中の線ＬＸＶＩ−ＬＸＶＩにおける縦断面図である。
【図６７】図６６中の線ＬＸＶＩＩ−ＬＸＶＩＩにおける一部省略縦断面図である。
【図６８】第５の実施形態に係る工作機械によりワークを加工する手順を説明するためのフローチャートである。
【図６９】第５の実施形態に係る工作機械におけるテーブル上にワークを位置決めした状態を説明するための一部省略縦断面図である。
【図７０】図７０Ａは、テーブル上にワークを位置決めした状態を説明するための平面図であり、図７０Ｂは、図７０Ａの状態からテーブル面を旋回させて、ワークを所望の加工姿勢にした状態を説明するための平面図である。
【図７１】第５の実施形態の第１変形例に係るワーク位置決めテーブルの縦断面図である。
【図７２】第５の実施形態の第１変形例における回転ツールを説明するための一部省略斜視図である。
【図７３】第５の実施形態の第２変形例に係るワーク位置決めテーブルの縦断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００９４】
以下、本発明の実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。【００９５】
図１〜図３は、第１の実施形態に係る工作機械の斜視図、正面図及び側面図である。図１〜図３に示すように、第１の実施の形態に係る工作機械１０は、ワークＷに対してドリル加工、中ぐり加工及びタップ加工等を行うものであって、正面視（図２参照）で狭幅に構成されている。以下、工作機械１０の向きを特定するために、図２における左右方向をＸ方向、高さ方向をＹ方向とし、Ｘ方向及びＹ方向に直交する奥行きの方向をＺ方向（図３参照）とする。Ｘ方向及びＹ方向は、水平面内の所定の一方向であって、直交している。【００９６】
工作機械１０は、床に固定された定盤１３をベースに構成されている。定盤１３の下面には、工作機械１０を水平に載置するためのレベリング脚１３ａが複数螺着され、通常少なくとも定盤１３の４隅に備えられている。工作機械１０を十分に水平に載置できる床面に設置する場合にはレベリング脚１３ａは不要である。定盤１３はＸ方向に狭幅で、Ｙ方向に低い形状である。定盤１３には、固定台１４及びフレーム１５が取り付けられている。固定台１４は、ワークＷを加工面が後方（矢印Ｚ２方向）を指向するように固定するためのものであって、定盤１３における上面の正面側（矢印Ｚ１側）の近傍に設けられている。【００９７】
フレーム１５は、後述する回転マガジン（自動工具交換機構）８０（及び８０ａ，８０ｂ）を支持するためのものであって、定盤１３の矢印Ｚ方向の両端から上方に延在する４本の支柱１５ａと、これらの支柱１５ａを介して支えられたプレート１５ｂとを有する。【００９８】
工作機械１０は、コントローラ１２と、定盤１３の上面に設けられたＺ方向に延在する一対のＺレール１６と、該Ｚレール１６に案内されてＺ方向にスライドするコラム（Ｚテーブル）１８と、該コラム１８の正面においてＹ方向に延在する一対のＹレール２０と、該Ｙレール２０に案内されてＹ方向にスライドする支持体２２とを有する。コラム１８は、定盤１３の後方に設けられたＺモータ２４の作用下にボールねじ機構２６を介してＺ方向に移動をする。支持体２２は、定盤１３の内部でコラム１８の下部に配置されたＹモータ２８の作用下にボールねじ機構３０を介してＹ方向に往復移動をする。Ｙモータ２８はコラム１８の上部に配置されていてもよい。支持体２２或いはコラム１８を直線往復動させる手段としてボールねじ機構３０、２６以外にも、例えば、リニアモータを用いた直線往復移動機構を使用してもよい。Ｙ方向に移動する量が大きい場合には、リニアモータを使用することは好適である。すなわち、ボールねじ機構を用いた直線往復移動機構を用いた場合、移動を高速化するにはボールねじのリードピッチの間隔を大きくすればよいが、その際位置検出のためのエンコーダの分解能が低下することになり、位置決め精度が低下する。また、ボールねじ機構のバックラッシュや捩れも生じやすく、精度が比較的悪い。一方、リニアモータにはこのような現象がない。またサーボモータのＺモータ２４の代わりに、リニアモータ移動手段を使用した場合、高速度ホーニング加工をすることができる。【００９９】
コラム１８は、定盤１３の後方に設けられたＺモータ２４の作用下にボールねじ機構２０２６を介してＺ方向に移動をする。支持体２２は、定盤１３の内部に配置されたＹモータ２８の作用下にボールねじ機構３０を介してＹ方向に往復移動をする。ボールねじ機構の例を示したが、リニアモータ機構をボールねじ機構の代わりに使用してもよい。これにより、移動が更に高速且つ高精度となる。コラム１８及びＹレール２０は、Ｙ方向に適度に長い形状であって、支持体２２を比較的長距離移動させることができる。【０１００】
図４に示すように、支持体２２は、Ｚ１方向に向いたワークＷに臨む鉛直平面内において回転する回転アーム３２と、該回転アーム３２を回転させるアームモータ（アーム駆動源）３４と、回転アーム３２の遠心方向端部近傍に設けられ、回転アーム３２に対して回転自在に支承されてＺ１方向を指向する加工主軸３６と、該加工主軸３６を回転させるスピンドルモータ（主軸駆動源）３８とを有する。アームモータ３４は、例えば、ダイレクトモータである。加工主軸３６はスピンドルユニットを構成している。【０１０１】
支持体２２は、枠体４０をベースに構成されており、該枠体４０の内部にアームモータ３４が設けられている。アームモータ３４は、枠体４０に固定されたステータ３４ａと、該ステータ３４ａの内側に設けられた中空のロータ３４ｂとを有する。【０１０２】
回転アーム３２は、ロータ３４ｂの矢印Ｚ１方向端部に固定されており、アームモータ３４の作用下に回転する。なお、図４からも明らかなように、回転アーム３２はエンドレスに回転が可能であるが、最低限１回転（３６０°）の回転が可能であればよい。加工主軸３６は、回転アーム３２の回転中心Ｃから距離Ｒだけ離れた箇所に設けられている。回転アーム３２において、加工主軸３６が設けられている側と反対側（図４における上側）にはバランサ４２が設けられている。バランサ４２は、クーラント等の液体が入った液体タンクであり、加工主軸３６に取り付けられる工具に応じて、内部の液量を変化させてバランスをとることができる。バランサ４２は金属製の錘であってもよい。該バランサ４２が設けられている箇所以外の回転アーム３２の内部は中空構造となっている。回転アーム３２は、支持体２２と比較すると相当に軽量であり、回転させたときにも支持体２２や工作機械１０に対する安定性を損なうことがない。支持体２２に対する回転アーム３２の角度は、角度センサ４１によって計測されコントローラ１２に供給される。回転中心Ｃから回転アーム３２の外側端部までの長さをＬとする。【０１０３】
スピンドルモータ３８は矢印Ｚ２方向に突出しており、アームモータ３４と同軸となるように、支持体２２における枠体４０の後面に対して固定されている。スピンドルモータ３８とアームモータ３４は同軸上に配置されていることから、支持体２２をコンパクトなユニットとして構成することができる。すなわち、加工主軸３６の軸線上にスピンドルモータ３８が存在せず、回転アーム３２の中心に近い箇所にスピンドルモータ３８があると、前記のバランサ４２の質量及び大きさが小さくてすみ、支持体２２を全体的にコンパクトにすることができる。したがって、スピンドルモータ３８の軸を回転アーム３２の軸とが同軸上にあることが好ましい。【０１０４】
また、図４に示すように、回転アーム３２と、該回転アーム３２をＺ方向に前後に挟んで加工主軸３６及びスピンドルモータ３８とを、支持体２２に対してＺ方向に重量的にバランスよく配置される。したがって、支持体２２の全体の重心がＹレール２０の配置鉛直面やボールねじ機構３０と略同一平面位置になり、支持体２２のＹ方向にスムーズに往復移動することができ、好適である。【０１０５】
シャフト（動力伝達部）４４は、ロータ３４ｂの中空部を貫通して設けられ、一端がスピンドルモータ３８の回転軸に固定され、他端は、枠体４０から突出して回転アーム３２の矢印Ｚ１側の側板まで達している。シャフト４４は、回転アーム３２の矢印Ｚ１側端部、矢印Ｚ２側端部及び枠体４０の矢印Ｚ２側端部の３箇所で、順にベアリング４５ａ、４５ｂ及び４５ｃによって軸支されている。【０１０６】
プーリ機構４６は、ベアリング４５ａとベアリング４５ｂとの間でシャフト４４に固定された駆動プーリ４６ａと、加工主軸３６の矢印Ｚ２方向端部に固定された従動プーリ４６ｂと、これらの駆動プーリ４６ａと従動プーリ４６ｂとの間に張架されたベルト４６ｃとを有する。プーリ機構４６を用いた動力伝達機構は回転アーム３２を軽量化できて好適である。【０１０７】
また、動力伝達機構としては、プーリ機構４６以外にも、例えば駆動プーリ４６ａをギアへ置換するとともに、従動プーリ４６ｂをピニオンに置換し、サイレントチェーンを利用した駆動伝達機構を用いてもよい。この場合、ギアとピニオンとの間を複数のギア等を介して駆動力を伝達してもよい。これ以外の動力伝達機構を用いてもよいことはもちろんである。【０１０８】
プーリ機構４６は、回転アーム３２内の中空部に設けられており、テンション機構１００（図７参照）によってベルト４６ｃの張り調整がなされている。このような構造により、スピンドルモータ３８の回転は、シャフト４４及びプーリ機構４６を介して加工主軸３６に伝達される。【０１０９】
加工主軸３６は、回転アーム３２と一体的に設けられた主軸カバー４８内に収納されており、矢印Ｚ１方向の先端部には工具Ｔが装着されるツールヘッド５０が設けられている。また、矢印Ｚ２方向端部には、ツールヘッド５０に対する工具Ｔのクランプ状態を解除して、工具Ｔを離脱可能にするアンクランプレバー５２が設けられている。アンクランプレバー５２は、回転中心Ｃから見て外向きにやや突出する形状であり、後述するアンクランプブロック７８によって回転中心Ｃの方向に押圧されることにより操作され、工具Ｔをアンクランプすることができる。また、アンクランプレバー５２は、アンクランプブロック７８が離れることにより図示しない弾性体によって元の位置に戻され、ツールヘッド５０内の工具Ｔをクランプすることができる。【０１１０】
回転アーム３２の背面側（矢印Ｚ２側）にはねじ６０によって板ばね等からなるディスク６２を挟持して回転アーム３２を所定位置にて固定する固定装置６４を設けている。【０１１１】
この固定装置６４はディスク６２の背面側と当接する受け座６６とこの受け座６６との間でディスク６２を挟持する押圧片６８とからなり、押圧片６８は皿ばね７０によって挟持方向に付勢されるロッド７２先端部に設けられ、皿ばね７０に抗してロッド７２を前方に押すことでディスク６２の挟持状態を解除し、回転アーム３２の回転が可能となる。【０１１２】
なお、第１の実施形態ではディスク６２を板ばねにて構成したため、ディスク６２を挟持することで回転アーム３２が倒れることなく確実に回転が阻止される。【０１１３】
図５に示すように、工作機械１０におけるコラム１８の上部の矢印Ｚ１側の面には、前記のアンクランプレバー５２を押圧するためのアンクランプブロック７８が設けられている。したがって、回転アーム３２を上方に指向させた状態で、支持体２２を上昇させることにより、アンクランプブロック７８によってアンクランプレバー５２を操作してツールヘッド５０内の工具Ｔをアンクランプすることができる。【０１１４】
フレーム１５におけるプレート１５ｂの上面には、加工主軸３６に着脱自在な複数の工具Ｔを格納した回転マガジン８０が設けられている。回転マガジン８０は、矢印Ｚ方向に延在する回転軸８２と、該回転軸８２を駆動するマガジンモータ８３と、回転軸８２を中心として正面視（図２参照）で略２７０°の範囲で放射状に設けられた保持アーム８４とを有する。各保持アーム８４の先端には工具Ｔを保持するＣ字状のグリップが設けられている。グリップは弾性体であって、Ｃ字の開口部から工具Ｔを押し込むことにより弾性的に拡開して工具Ｔが挿入可能となり、挿入された後には閉じて工具Ｔを挟持・保持することができる。また、保持された工具Ｔは、Ｃ字の開口部から引き抜きが可能である。保持アーム８４の数は、例えば１６本程度とするとよい。【０１１５】
回転マガジン８０は、通常、保持アーム８４のない略９０°の部分が下向きとなっており、全体がプレート１５ｂよりも上方にあり、コラム１８及び支持体２２の動作の支障とならない。ツールヘッド５０の工具Ｔを交換する際には、回転マガジン８０を回転させて、プレート１５ｂの端から所定の保持アーム８４を下方に指向させる（図５参照）。【０１１６】
具体的には、工具Ｔを保持していない空の保持アーム８４を下方に指向させておき、コラム１８のＺ方向位置を調整した後に、支持体２２を上昇させる。これにより、図６に示すように、工具Ｔが保持アーム８４に保持されるとともに、アンクランプレバー５２がアンクランプブロック７８に当接して操作され、工具Ｔはツールヘッド５０に対してアンクランプされる。したがって、コラム１８を矢印Ｚ２方向に後退されることにより、工具Ｔはツールヘッド５０から抜き取られる。【０１１７】
次いで、回転マガジン８０を回転させて、これから使用する予定の工具Ｔが保持されている保持アーム８４を下方に指向させ、コラム１８を矢印Ｚ１方向に進出させる。これにより目的の工具Ｔがツールヘッド５０に挿入されるので、支持体２２を下降させることにより、アンクランプレバー５２がアンクランプブロック７８から離間して工具Ｔをクランプすることができる。この後、回転マガジン８０を回転させて、全ての保持アーム８４がプレート１５ｂよりも上方に配置されるように設定する。【０１１８】
このように、回転マガジン８０と加工主軸３６との間では、途中で工具Ｔを受け渡すために介在する機構はなく、コラム１８、支持体２２及び回転アーム３２の動作作用下に工具Ｔの着脱操作を直接的に行うことができる。これにより、専用の着脱機構等が不要であることから簡便構造となり、しかも工具の脱着に要する時間が短縮される。【０１１９】
図７に示すように、テンション機構１００は、駆動プーリ４６ａと従動プーリ４６ｂとの間に設けられたポール１０２と、該ポール１０２を回転自在に保持するブラケット１０４とを有する。テンション機構１００は、さらに、ポール１０２の一端に順ねじで螺合する第１回転支持体１０６ａと、該第１回転支持体１０６ａに軸支され、ベルト４６ｃの一方を張る第１テンションプーリ１０８ａと、ポール１０２の他端に逆ねじで螺合する第２回転支持体１０６ｂと、該第２回転支持体１０６ｂに軸支され、ベルト４６ｃの他方を張る第２テンションプーリ１０８ｂとを有する。ポール１０２におけるブラケット１０４に支持された箇所にはローレットが切ってある。【０１２０】
このようなテンション機構１００によれば、ポール１０２を順方向に回転させることにより、第１回転支持体１０６ａ及び第２回転支持体１０６ｂの双方が外方に突出して、ベルト４６ｃの張力を高めることができる。また、ポール１０２を逆方向に回転させることにより、第１回転支持体１０６ａ及び第２回転支持体１０６ｂの双方が内方に縮退して、ベルト４６ｃの張力を弛めることができる。このように、テンション機構１００では、単一の操作で、しかも左右のバランスを保ちながらベルト４６ｃの張力調整が可能であり、左右の張力を安定化させることができる。したがって、回転アーム３２の軽量化という観点からプーリ機構４６を利用しているが、前記の張力調整機構（テンション機構１００）を備えたので、回転アーム３２を軽量化することができ、張力の安定化によりベルトの長寿命化が図られ、スピンドルモータ３８の駆動力を加工主軸３６に確実に伝達することができる。【０１２１】
Ｚモータ２４、Ｙモータ２８、アームモータ３４、スピンドルモータ３８及びマガジンモータ８３は、図示しないコントローラの作用下に回転する。コラム１８、支持体２２、回転アーム３２、回転マガジン８０の位置は図示しないセンサによって検知され、コントローラに供給される。コントローラは、これらの信号を参照しながらコラム１８、支持体２２、回転アーム３２及び回転マガジン８０が所定の位置となるように高精度に制御する。【０１２２】
このように構成される工作機械１０によれば、加工主軸３６の水平位置の位置Ｘは、アームモータ３４の回転作用下に回転アーム３２の向きによって変化し、例えば、図８に示すように、水平方向を０°とした角度θに対して、Ｘ＝Ｒ・ｃｏｓθとして表される。また、加工主軸３６の鉛直方向の位置Ｙは、回転アーム３２の向きと支持体２２の高さＹ０によって変化し、Ｙ＝Ｙ０＋Ｒ・ｓｉｎθとして表される。したがって、回転アーム３２と支持体２２の動作によって、固定台１４に固定されたワークＷに対して所望の位置に加工主軸３６を配置させることができ、加工主軸３６の位置決めがなされた後には、スピンドルモータ３８によって加工主軸３６を回転させながら、コラム１８を矢印Ｚ１方向に進出させることによって、工具ＴをワークＷに対して当接させ、ドリル、中ぐり及びタップ等の切削加工、並びにホーニング等の研削加工をすることができる。【０１２３】
また、第２の実施形態に係る工作機械１０によれば、鉛直面内で動作するのは鉛直方向にスライド移動する支持体２２と、回転アーム３２の２軸であり、横方向に移動する軸がないことから、幅狭の非常にコンパクトな構成となり、スペース効率の向上を図ることができる。工作機械１０は、正面視の幅が小さいことから、隣接する他の工作機械へのワークの搬送が容易であって、しかも操作性が向上する。【０１２４】
また、支持体２２は鉛直方向にスライド移動するのであって、設置部を基準として左右に振れるモーメント力を発生させることはない。さらに、回転アーム３２は軽量であることから回転をさせても安定性を損なうことがない。したがって、工作機械１０を軽量に構成することができ、しかも高い安定性が得られる。【０１２５】
このように工作機械１０は安定性が高いことから、矢印Ｙ１方向に高く構成することができ、支持体２２の移動範囲を広く設定することができる。具体的に、支持体２２の高さＹ０を工作機械１０の正面視の設置面幅Ｄ、及び回転中心Ｃから加工主軸３６までの距離Ｒ（図４参照）を基準として好適な範囲を説明する。ここで、工作機械１０の正面視の設置面幅Ｄとは、図２に示すように、レベリング脚１３ａが設けられている場合には、最左のレベリング脚１３ａの軸中心から最右のレベリング脚１３ａの軸中心までの幅Ｄ１であり、レベリング脚１３ａがない場合においては、定盤１３が床に接地する最大の幅Ｄ２である。【０１２６】
先ず、０．３Ｄ≦Ｒ≦０．５Ｄのときには接地面幅Ｄを基準とし、支持体２２の高さＹ０は、Ｙ０＝０．６６Ｄ〜１０．０Ｄに設定するとよい。また、Ｒ＞０．５Ｗのときは距離Ｒを基準として、Ｙ０＝１．７Ｒ〜２０．０Ｒに設定するとよい。高さＹ０をこのような範囲に設定すると、加工可能な範囲が広くなって好適である。ここで、上限値が設定されているのは、ワークＷが過度に高い形状であると、固定台１４による固定が困難となり、加工中にワークＷが撓むことがあるためである。【０１２７】
また、工作機械１０では、回転マガジン８０の回転軸８２と回転アーム３２の回転中心Ｃは同一鉛直面上に配置されていることから、回転マガジン８０に工具Ｔを格納、或いは加工主軸３６に工具Ｔを装着する際に、回転アーム３２は必ず鉛直方向に上向き（つまり角度が０°）であることから安定してＹ方向に移動することができ、故に工作機械１０を狭幅に構成することができる。この際、回転アーム３２は鉛直方向を基準として±７°の範囲内であれば安定して移動が可能であり、この範囲内に回転マガジン８０の回転軸８２があれば好適である。【０１２８】
上記の例では、スピンドルモータ３８とアームモータ３４とは同軸状に配置されているが、同軸状でなくても、両回転軸が同一鉛直面上となるように配置すると、工作機械１０を狭幅に構成することができる。【０１２９】
次に、工作機械１０の変形例に係る工作機械２００について図９〜図１６を参照しながら説明する。図９に示すように、工作機械２００は、工作機械１０における固定台１４をテーブル２０２に置きかえ、該テーブル２０２を加工主軸３６に装着される移動ツール（固定部移動部材）２０４によって操作するものである。工作機械２００におけるテーブル２０２以外の部分は工作機械１０と同様の構成であることから、同符号を付してその詳細な説明を省略する。【０１３０】
図１０に示すように、移動ツール２０４は、装着部２０４ａを介して加工主軸３６の装着穴３６ｂに着脱自在に取り付けられるように構成されており、後述するテーブル２０２のノックピン（固定部）２６２、２６４と係合する孔部２０４ｂが形成される係合部２０４ｃを備える。移動ツール２０４の係合部２０４ｃは、工具ホルダ２０６に挿入・合体して一体化され、図示しない位置決め部材で、係合部２０４ｃと工具ホルダ２０６は位置決めされている。工具ホルダ２０６は、汎用部材であり市販化されている。【０１３１】
また、工具ホルダ２０６の装着部２０４ａには、移動ツール２０４を加工主軸３６に取り付ける際に、孔部２０４ｂがノックピン２６２等の方向（下側）を指向するように位置決めするキー部２０４ｄが設けられる。すなわち、キー部２０４ｄが、加工主軸３６に設けられるキー溝３６ａに係合することにより、係合部２０４ｃが下側を指向する。【０１３２】
図１１及び図１２に示すように、テーブル２０２は、ワークＷの位置決め部としての２つの孔部（位置決め基準部）Ｗａに挿入され、ワークＷの位置決めを行うための固定部としてのノックピン２６２、２６４が配設される旋回部２６６と、該旋回部２６６の下部に取り付けられ、前記旋回部２６６における後述する外側旋回部２６８及び内側旋回部２７０の回転動作を制動するための制動部２７２とを備える。【０１３３】
図１３に示すように、旋回部２６６は、最も外側に設けられる円筒形状の枠体２７４と、該枠体２７４の内側に同軸状に軸受２７６により回転自在に軸支され、上面（ワークＷを載置する面）にノックピン２６２（第１の固定部）が突設される外側旋回部２６８（第１旋回部）と、該外側旋回部２６８の内側に同軸状に軸受２７８により回転自在に軸支され、上面（ワークＷを載置する面）にノックピン２６４（第２の固定部）が突設される内側旋回部２７０（第２旋回部）とを備える。【０１３４】
軸受２７６、２７８の上部には夫々シール２８０、２８２が配設される。これらのシール２８０、２８２は、枠体２７４、外側旋回部２６８及び内側旋回部２７０におけるノックピン２６２、２６４によりワークＷが固定されるテーブル２０２の一端面において、ワークＷからの切削屑や切削油等が、枠体２７４と外側旋回部２６８との間隙や外側旋回部２６８と内側旋回部２７０との間隙から入り込み、これにより軸受２７６、２７８等に不具合が生じることを防止する目的で配設される。【０１３５】
なお、ノックピン２６２、２６４は、夫々外側旋回部２６８及び内側旋回部２７０に対して、着脱自在に構成される。このため、ワークＷの孔部Ｗａの形状や大きさに応じて、様々な種類のノックピン２６２、２６４を用いることができる。【０１３６】
一方、制動部２７２は、有底円筒形状で上記枠体２７４と係合部２８４にて着脱自在に係合される基部２８６を有し、該基部２８６の内側には、図１３及び図１４に示すように、外側旋回部２６８の円環状のロータ３００に対してパッド３０２を押し当てることによる摩擦により、外側旋回部２６８を固定又は停止させる一対の第１ブレーキ３０４（ブレーキ）と、内側旋回部２７０の円環状のロータ３０６に対してパッド３０８を押し当てることによる摩擦により、内側旋回部２７０を固定又は停止させる一対の第２ブレーキ３１０（ブレーキ）とが備えられる。【０１３７】
第１ブレーキ３０４は、所定のコントローラの作用下、シリンダ機構３１２におけるロッド３１２ａの伸縮による押圧動作により、パッド３０２をロータ３００に押圧して外側旋回部２６８の回転を停止又は固定する。また、第２ブレーキ３１０は、コントローラの作用下、シリンダ機構３１４のロッド３１４ａ、３１４ｂの伸縮による押圧動作により、パッド３０８をロータ３０６に押圧することにより内側旋回部２７０の回転を停止又は固定する。【０１３８】
すなわち、詳細は後述するが、コントローラの作用下、移動ツール２０４により、ノックピン２６２が外側旋回部２６８を介して旋回移動されることにより、当該ノックピン２６２が所望の位置に移動すると、第１ブレーキ３０４により固定される。同様に、移動ツール２０４により、ノックピン２６４が内側旋回部２７０を介して旋回移動されることにより、当該ノックピン２６４が所望の位置に移動すると、第２ブレーキ３１０により固定される。【０１３９】
このため、テーブル２０２では、コントローラの作用下、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向に移動自在且つ回転自在に支持される加工主軸３６に取り付けられる移動ツール２０４により、ワークＷの孔部Ｗａの位置やワークＷを所望の姿勢に位置決めする際、ノックピン２６２、２６４を容易に所望の位置に移動させることができる。従って、各種形状のワークを容易に所望の姿勢に位置決めすることが可能となる。【０１４０】
また、主軸ヘッドユニットを利用してノックピン２６２，２６４を移動させることにより、ワークＷの位置決めを高精度且つ確実に行うことができる。さらに、テーブル２０２は移動ツール２０４によって受動的に動作するため、ノックピン２６２，２６４を駆動するための駆動源を削減することができ、構造を簡略化及び軽量化することができる。【０１４１】
なお、上記のように、テーブル２０２は、旋回部２６６と制動部２７２とが係合部２８４にて着脱自在に構成される。このため、旋回部２６６と制動部２７２とを分離して、制動部品を持たず簡略且つ軽量な旋回部２６６を、ワークＷを位置決め固定するパレットとして用い、このパレットである旋回部２６６を複数用意して、制動部２７２に対して必要に応じて交換することにより、ワークＷの交換をするようにしてもよい。その際には、図示しないロック機構により外側旋回部２６８と内側旋回部２７０とを相対回転不能にロックしてもよい。【０１４２】
また、図１４に示すように、第１ブレーキ３０４及び第２ブレーキ３１０は、共にテーブル２０２の回転軸方向平行にロータ３００、３０６面を有し、第１ブレーキ３０４及び第２ブレーキ３１０のパッド３０２、３０８が半径方向から夫々の該ロータ３００、３０６に当接するので、夫々の第１ブレーキ３０４及び第２ブレーキ３１０のシリンダ機構３１２、３１４がその作用下にないときには、干渉することなく容易に制動部２７２から旋回部２６６を取り外すことができる。【０１４３】
また、テーブル２０２における基部２８６の底部中心には、係合孔３１６が形成されている。係合孔３１６は、図示しないテーブル駆動モータに旋回自在に係合される。テーブル駆動モータによりテーブル２０２を回転することにより、ワークＷをテーブル２０２に位置決めした状態で、当該ワークＷの姿勢を容易に変更することが可能となる。【０１４４】
次に、基本的には以上のように構成される工作機械２００により、ワークＷの加工を行う場合の制御方法について説明する。【０１４５】
先ず、加工主軸３６に移動ツール２０４をセットする。この場合、移動ツール２０４は、係合部２０４ｃ（孔部２０４ｂ）が下向きになるように、キー部２０４ｄを介して加工主軸３６にセットされる（図１６参照）。また、スピンドルモータ３８は、回転アーム３２が回転するときに、加工主軸３６の向きに応じて係合部２０４ｃ（孔部２０４ｂ）が下向きに維持されるように回転する。【０１４６】
コントローラの作用下、加工主軸３６におけるＺモータ２４、Ｙモータ２８及びアームモータ３４の駆動により、移動ツール２０４がセットされている加工主軸３６が、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向に移動する。そして、移動ツール２０４は、図１５中の二点差線で示す位置（始点）にあるノックピン２６２に、係合部２０４ｃを介して係合した状態（図１５中の二点差線）で停止する（図１６参照）。なお、ノックピン２６２の位置（始点）は、エンコーダ３１５ａにより求めることができる。【０１４７】
次に、図１５及び図１６に示すように、移動ツール２０４は、ノックピン２６２と係合した状態のまま、加工主軸３６により、テーブル２０２の中心点Ｏを中心とした円弧軌跡を描いて矢印Ｃ１方向（Ｘ軸及びＺ軸方向）に移動され、図１５中の実線で示す位置にて停止する。このため、移動ツール２０４によりノックピン２６２は、外側旋回部２６８を介して矢印Ａ方向（Ｘ軸及びＺ軸方向）に旋回移動して、図１５中の点線で示す位置（終点）に移動する。この移動後、第１ブレーキ３０４により、外側旋回部２６８が確実に停止（固定）される。なお、前記終点の検出は、エンコーダ３１５ａにより行うとよい。【０１４８】
ノックピン２６４も上記ノックピン２６２の場合と同様に、エンコーダ３１５ｂにより求められる始点、すなわち、図１５中の二点差線で示す位置から、移動ツール２０４の作用により、矢印Ｂ方向（Ｘ軸及びＺ軸方向）に旋回移動して、実線で示す位置（終点）に移動する。この移動後、内側旋回部２７０は第２ブレーキ３１０により、確実に停止（固定）される。なお、前記終点の検出は、エンコーダ３１５ｂにより行うとよい。【０１４９】
これにより、ノックピン２６２、２６４が夫々実線で示す位置（終点）、すなわち、ノックピン２６２の中心とノックピン２６４の中心との距離（位置）が、ワークＷを所望の姿勢に位置決めできる距離（位置）に固定される。つまり、ワークＷが所定の姿勢に位置決めされるように、孔部Ｗａの位置に対応したノックピン２６２、２６４の位置が前記終点となる。【０１５０】
次に、ノックピン２６２、２６４に、ワークＷが孔部Ｗａを介して位置決めされ、ワークＷは所望の加工姿勢でテーブル２０２上にセットされる。【０１５１】
次に、所定の手段により、移動ツール２０４を工具Ｔに交換し、ワークＷに対して加工を行う。このとき、外側旋回部２６８及び内側旋回部２７０は、夫々第１ブレーキ３０４及び第２ブレーキ３１０により確実に固定されているため、ワークＷの加工時に、切削抵抗等の荷重によりノックピン２６２、２６４がずれ等を生じることを防止できる。また、ワークＷの上面を所定の押圧固定手段により固定してもよい。【０１５２】
その後、必要に応じて、ワークＷがテーブル２０２上に位置決めされた状態のまま、テーブル駆動モータによりテーブル２０２を回転して、ワークＷは次の加工箇所が加工可能な姿勢に移動され、上記と同様に、ワークに対して所定の加工が行われる。【０１５３】
以上のように、工作機械２００によれば、ワークＷの孔部Ｗａに対応する位置やワークＷを所望の姿勢に位置決めする位置に、移動ツール２０４を用いてノックピン２６２、２６４を直接的且つ簡便に移動させることができる。このため、各種形状のワークを容易に所望の姿勢に位置決めした状態で、ワークＷに対して加工を行うことが可能となる。また、ノックピン２６２、２６４の移動手段を別個に設ける必要がなく、工作機械２００をコンパクトに構成することができる。【０１５４】
また、上記のような移動ツール２０４の移動制御は、工作機械２００の加工主軸３６により制御されるため、ＮＣ軸により、高精度にノックピン２６２、２６４の位置決めを行うことが可能となる。【０１５５】
以下、本発明に係る工作機械について実施の形態を挙げ、添付の図１７〜図２７を参照しながら説明する。【０１５６】
図１７〜図１９は、第２の実施形態に係る工作機械１０１０の斜視図、正面図及び側面図である。図１７〜図１９に示すように、工作機械１０１０は、ワークＷに対してドリル加工、中ぐり加工及びホーニング加工等を行うものであって、正面視（図１８参照）で幅狭に構成されている。【０１５７】
工作機械１０１０は、正面視向かって左側の第１工作機械１１ａと右側の第２工作機械１１ｂと、これらの第１工作機械１１ａ及び第２工作機械１１ｂを統合的・協調的に制御するコントローラ１２とを有する。第１工作機械１１ａと第２工作機械１１ｂは隣接して平行に設けられており、定盤１３、ワーク移動装置１０１４及びフレーム１５は共用となっている。もちろん、これらの定盤１３、ワーク移動装置１０１４及びフレーム１５は、第１工作機械１１ａ及び第２工作機械１１ｂに専用のものを用いても良い。第１工作機械１１ａと第２工作機械１１ｂは同構造であり、以下第１工作機械１１ａを代表的に説明する。【０１５８】
第１工作機械１１ａは、床に固定された定盤１３をベースに構成されている。定盤１３はＸ方向に幅狭で、Ｙ方向に低い形状である。定盤１３には、ワーク移動装置１０１４及びフレーム１５が取り付けられている。ワーク移動装置１０１４は、ワークＷを加工面が後方（矢印Ｚ２方向）を指向するように固定するためのものであって、定盤１３における上面の正面側（矢印Ｚ１側）の近傍に設けられている。ワーク移動装置１０１４の上方にはワーク押圧固定装置１０１７ａ、１０１７ｂ（図１９参照）が設けられている。【０１５９】
なお、支持体２２、回転アーム３２等を視認できるように図１７、図１８、図２０及び図２５ではワーク押圧固定装置１０１７ａ、１０１７ｂを省略して図示している。【０１６０】
ワーク移動装置１０１４及びワーク押圧固定装置１０１７ａ、１０１７ｂの詳細については後述する。【０１６１】
フレーム１５は、後述する回転マガジン（自動工具交換機構、メインストッカ）８０ａ、８０ｂ、サブストッカ１１００ａ、１１００ｂ及び工具長検査装置１１０１ａ、１１０１ｂを支持するためのものであって、定盤１３の矢印Ｚ方向の両端から上方に延在する４本の支柱１５ａと、これらの支柱１５ａを介して支えられたプレート１５ｂとを有する。【０１６２】
第１工作機械１１ａは、定盤１３の上面に設けられたＺ方向に延在する一対のＺレール１６と、該Ｚレール１６に案内されてＺ方向にスライドするコラム１８と、該コラム１８の正面においてＹ方向に延在する一対のＹレール２０と、該Ｙレール２０に案内されてＹ方向にスライドする支持体２２とを有する。Ｚレール１６上におけるコラム１８のＺ方向の位置はＺ位置センサ１６ａによって検出され、Ｙレール２０上における支持体２２のＹ方向の位置はＹ位置センサ２０ａによって検出され、それぞれコントローラ１２に供給される。【０１６３】
なお、コラム１８のＺ方向移動手段にボールねじ機構を使用する場合は、Ｚ位置センサは、通常Ｚモータ２４に備わるエンコーダがその機能を有し、基準位置からのボールねじ機構の回転角度を検出している。【０１６４】
他方、コラム１８のＺ方向移動手段にリニアモータ機構を使用する場合には、Ｚ位置センサは通常固定側のＺレール１６側にリニアスケールを備えるとともに、移動するコラム１８側に検出ヘッドを備え、基準位置からの変位としての位置を検出する。Ｙレール２０上における支持体２２のＹ方向の位置はＹ位置センサ２０ａによって検出される。【０１６５】
なお、支持体２２のＹ方向移動手段にボールねじ機構を使用する場合は、Ｙ位置センサは、通常Ｙモータ２８に備わるエンコーダがその機構を有し、基準位置からボールねじ機構の回転角度を検出する。【０１６６】
他方、支持体２２のＹ方向移動手段にリニアモータ機構を使用する場合には、Ｙ位置センサは通常固定側のＹレール２０側にリニアスケールを備えるとともに、移動する支持体２２側に検出ヘッドを備え、基準位置からの変位としての位置を検出する。それぞれの位置センサ１６ａ、２０ａによって検出された位置信号は、コントローラ１２に伝達される。【０１６７】
図２０に示すように、フレーム１５におけるプレート１５ｂの上面やや左側には、第１工作機械１１ａに対応し、加工主軸３６に着脱自在な複数の工具Ｔを格納した回転マガジン８０ａが設けられている。なお、フレーム１５におけるプレート１５ｂの上面やや右側には、第２工作機械１１ｂに対応し、回転マガジン８０ａと同機構の回転マガジン８０ｂが設けられている。以下、回転マガジン８０ａを例に説明する。【０１６８】
回転マガジン８０ａ及び８０ｂは、前記の回転マガジン８０と同構造であることから、詳細な説明は省略する。【０１６９】
なお、図１８から明らかなように、回転マガジン８０ａは第１工作機械１１ａの上部に設けられており、設置面積を拡げることなく多数の工具Ｔを格納しておくことができる。また、回転アーム３２の回転中心軸と、回転マガジン８０ａの回転軸８２は同一鉛直面上に配置されていると、回転アーム３２の昇降にともなって発生する力のベクトルは回転マガジン８０ａの方向に向き、モーメントが発生することがない。これについて図２１Ａ及び図２１Ｂのモデルで検討する。図２１Ａ及び図２１Ｂの質量点Ｍ１は回転マガジン８０ａの重心点を示し、質量点Ｍ２は支持体２２の重心点を示し、これらの質量点Ｍ１とＭ２とを接続する摩擦ダンパＤは、回転マガジン８０ａと支持体２２との間のレール２０やフレーム１５等の接続部の等価機構である。なお、質量点Ｍ２は、回転アーム３２の角度によって変動するが、該回転アーム３２の質量は支持体２２の質量と比較して小さいことから変動幅も小さく、このモデルでは省略できる。【０１７０】
図２１Ａのように、質量点Ｍ１と質量点Ｍ２が、同一鉛直面上に配置されていると、質量点Ｍ２は支持体２２を示すことからレール２０に沿って鉛直方向に動作することになり、その移動を示すベクトルＶは質量点Ｍ１の方向を指向する。つまり、ベクトルＶは摩擦ダンパＤを伸縮させる力のみを発生させ、モーメントの発生はなく、モデルを回転させる力は発生しない。【０１７１】
これに対して、図２１Ｂのように、質量点Ｍ１と質量点Ｍ２が、同一鉛直面上ではない位置に配置されていると、質量点Ｍ２の移動を示すベクトルＶは、鉛直向きであることには変わりないため、摩擦ダンパＤを伸縮させる力Ｆ１と、モデルを回転させるモーメントＭ＝Ｆ２・ａが発生する。ここで、力Ｆ２は、ベクトルＶが示す力の、摩擦ダンパＤの延在方向と直交する方向の分力であり、パラメータａはその時点における摩擦ダンパＤの長さである。【０１７２】
つまり、これらのモデルから、回転アーム３２の回転中心軸と、回転マガジン８０ａの回転軸８２は同一鉛直面上でないと、第１工作機械１１ａを回転させるモーメントＭが発生して揺れが生じ得るが、回転アーム３２の回転中心軸と、回転マガジン８０ａの回転軸８２が同一鉛直面に配置されていると、モーメント及び揺れが生じることがなく、安定性が高いことが理解されよう。【０１７３】
次に、サブストッカ１１００ａ及び１１００ｂについて説明する。図１７に示すように、フレーム１５の左側面には、第１工作機械１１ａに対応し加工主軸３６に着脱自在な複数の工具Ｔを格納したサブストッカ１１００ａが設けられている。同様に、フレーム１５の右側面には、第２工作機械１１ｂに対応しサブストッカ１１００ａと左右対称機構のサブストッカ１１００ｂが設けられている。サブストッカ１１００ａとサブストッカ１１００ｂは左右対称に設けられておりバランスがよい。以下、サブストッカ１１００ａを例に説明する。【０１７４】
サブストッカ１１００ａは、チェーンやタイミングベルト等の循環回転手段１１０２と、該循環回転手段１１０２を４隅で支持するプーリやスプロケット等の案内輪１１０４と、循環回転手段１１０２に設けられた複数本（例えば４０本）の保持アーム１１０６と、該保持アーム１１０６に保持された工具Ｔを加工主軸３６に対して着脱する工具受渡機構１１０８（図２２参照）と、案内輪１１０４を間欠的に駆動して保持アーム１１０６のいずれか１つを工具受渡機構１１０８に配置させるモータ（インデックス機構）１１０９とを有する。サブストッカ１１００ａは、側面視（図１９参照）で、側壁に沿ってＺ方向に長い形状である。また、正面視（図１８参照）ではＸ方向の幅は非常に短く、実質的には保持する工具Ｔの長さがＸ方向の幅となっている。保持アーム１１０６は、前記の保持アーム１０８４と同機構であって、工具Ｔが矢印Ｘ方向に突出する向きに保持することができる。【０１７５】
図２２に示すように、工具受渡機構１１０８は、サブストッカ１１００ａの矢印Ｚ１方向端部近傍に設けられており、符号を付さない架台にブラケット１１０３に揺動可能に支承されたシリンダ１１１０と、該シリンダ１１１０のロッド１１１０ａの先端に設けられたチャック１１１１とを有する。工具受渡機構１１０８はサブストッカ１１００ａの矢印Ｚ１方向端部に配置された保持アーム１１０６の一部をチャック１１１１で把持し、ロッド１１１０ａを伸縮させることによって保持アーム１１０６及び工具Ｔを９０°回転させることができる。これにより、保持アーム１１０６は矢印Ｘ方向を指向し、工具Ｔは矢印Ｚ方向を指向することになる。この状態で加工主軸３６を矢印Ｚ１方向に進出させることにより工具Ｔを装着することができる。また、逆の動作により加工主軸３６から工具Ｔを抜き取り、保持アーム１１０６に戻すことができる。【０１７６】
このような工具受渡機構１１０８を含むサブストッカ１１００ａでは、長尺な工具軸方向を一方向に備えているので、多数の工具Ｔを格納しておくことができて好適である。また、簡便な工具受渡機構で、工具軸方向を変更して矢印Ｚ１方向に指向できるので、一層多数の工具を取り扱うことができ、サブストッカ１１００ａの設置位置の自由度が向上する。【０１７７】
回転マガジン８０ａとサブストッカ１１００ａは、共に工具Ｔを格納しておくことができるが、用途に応じて使い分けるようにしてもよい。例えば、一週間の作業で必要な工具Ｔをサブストッカ１１００ａに格納しておき、そのうち１日の作業で必要な工具Ｔを回転マガジン８０ａに格納させてもよい。この場合、回転マガジン８０ａとサブストッカ１１００ａとの間の工具Ｔの受け渡しは、工具受渡機構１１０８及び加工主軸３６を介して行うことができ、例えば、作業のない夜間に受け渡しを自動的に完了させておくとよい。【０１７８】
次に、工具長検査装置１１０１ａ及び１１０１ｂについて説明する。プレート１５ｂの左側下面には、第１工作機械１１ａに対応し、加工主軸３６に装着された工具Ｔの長さを検査する工具長検査装置１１０１ａが設けられている。なお、プレート１５ｂの右側下面には、第２工作機械１１ｂに対応し、工具長検査装置１１０１ａと同機構の工具長検査装置１１０１ｂが設けられている。以下、工具長検査装置１１０１ａを例に説明する。【０１７９】
図２３に示すように、工具長検査装置１１０１ａは、Ｚ方向に延在するボールねじ１２０２と、該ボールねじ１２０２の一端に接続されたモータ１２０４と、ボールねじ１２０２の他端に設けられた軸受体１２０６と、ボールねじ１２０２に螺合しながらモータ１２０４の回転作用下にＺ方向に進退するナット体１２０８と、該ナット体１２０８をＺ方向に案内するレール１２１０と、ナット体１２０８に接続されて下方を指向する非接触センサ１２１２とを有する。レール１２１０には図示しないリニア変位センサが設けられており、非接触センサ１２１２のＺ方向位置を検出してコントローラ１２に供給する。【０１８０】
非接触センサ１２１２は第１工作機械１１ａのコラム１８、支持体２２及び回転アーム３２が所定の基準計測位置に移動したときに、加工主軸３６に装着された工具Ｔの上方近傍となる位置に配置可能である。基準計測位置は、例えば、加工主軸３６の先端が軸受体１２０６の端面とＺ方向位置が一致し、支持体２２が最上位位置で、且つ、回転アーム３２が、正面視で左斜め４５°となる位置に設定しておくとよい。また、非接触センサ１２１２は、回転アーム３２の動作範囲外にあり、回転アーム３２、加工主軸３６及び工具Ｔに対する干渉のおそれがない。【０１８１】
コントローラ１２では、リニア変位センサの信号を参照しながら非接触センサ１２１２を所定の位置に移動させることができ、該位置において非接触センサ１２１２の直下に工具Ｔが存在するか否かを検査する。【０１８２】
また、コントローラ１２は、工程に応じて加工主軸３６に装着されている工具Ｔの基準長さＴＬを記録しており、非接触センサ１２１２が該基準長さＴＬよりもＺ１方向に微小変位αだけ移動した位置１２２０ａで工具Ｔを検出せず、且つ、該基準長さＴＬよりもＺ２方向に微小変位αだけ移動した位置１２２０ｂで工具Ｔを検出したときに工具Ｔが正常長さであることを認識できる。非接触センサ１２１２が、位置１２２０ａで工具Ｔを検出し、又は位置１２２０ｂで工具Ｔを検出できなかった場合には、間違った別の工具Ｔが装着されているか、又は、折損していると判断できる。【０１８３】
工具Ｔの長さを検査する手段としては、工具長検査装置１１０１ａの作用下に、非接触センサ１２１２を基準長さＴＬに対して±αの範囲でＺ方向に移動しながらリアルタイムに計測を行い、工具Ｔの一層精確な長さを調べるようにしてもよい。また、１つの非接触センサ１２１２で工具Ｔの長さＴＬを検査するためには、これらの非接触センサ１２１２と工具ＴがＺ方向に相対的に移動をすればよいことから、非接触センサ１２１２をプレート１５ｂの下面に固定しておき、Ｚモータ２４及びボールねじ機構１０２６の作用下にコラム１８を動かすようにしてもよい。コラム１８がＺ方向に移動することにより加工主軸３６及び工具Ｔも一体的にＺ方向に移動をすることから、非接触センサ１２１２に対して相対移動をして、工具Ｔの長さＴＬを検査することができる。【０１８４】
図２４に示すように、コントローラ１２は、第１工作機械１１ａ及び第２工作機械１１ｂを制御する第１工作機械制御部１３００ａ及び第２工作機械制御部１３００ｂと、ワーク移動装置１０１４を制御するワーク保持制御部１３０２と、回転マガジン８０ａ及び８０ｂを制御するマガジン制御部１３０４と、サブストッカ１１００ａ及び１１００ｂを制御するサブストッカ制御部１３０６と、ワーク押圧固定装置１０１７ａ及び１０１７ｂを制御する押圧制御部１３０８と、工具長検査装置１１０１ａ及び１１０１ｂを制御して工具Ｔが正常であるか否かを判断する工具判断部１３１０と、該工具判断部１３１０が工具Ｔの異常を検出したときに所定の警報を出力する警報部１３１２とを有する。【０１８５】
このように構成される第１工作機械１１ａによれば、前記工作機械１０（図８参照）と同様に、加工主軸３６の水平位置の位置Ｘは、アームモータ３４の回転作用下に回転アーム３２の向きによって変化し、例えば、図２５に示すように、水平方向を０°とした角度θに対して、Ｘ＝Ｒ・ｃｏｓθとして表される。また、加工主軸３６の鉛直方向の位置Ｙは、回転アーム３２の向きと支持体２２の高さＹ０によって変化し、Ｙ＝Ｙ０＋Ｒ・ｓｉｎθとして表される。【０１８６】
第１工作機械１１ａを例に挙げて説明をしたが、第２工作機械１１ｂについては第１工作機械１１ａと同構造であることから詳細な説明を省略する。【０１８７】
次に、このように構成される工作機械１０１０を用いて行う制御方法であって、サブストッカ１１００ａから加工主軸３６に供給された工具Ｔを回転マガジン８０ａに移す際、工具長検査装置１１０１ａにより工具Ｔの長さＴＬを計測し、該長さＴＬが予め記録された長さと異なるときに所定の警告を出力する方法について図２６を参照しながら説明する。【０１８８】
この手順は、所定の第１ワークＷ１を連続的に所定数又は所定時間に加工をした後に、別の第２ワークＷ２の加工のための準備として行うものであり、例えば、昼休み前や夜間操業の直前に行う。【０１８９】
これにより、作業員が昼休み時間又は夜間で不在の場合でも、システムを稼働することができ、１日当たりの稼働率を向上させることができる。【０１９０】
また、工具寿命に関して、所定の加工数に達した工具Ｔをサブストッカに移してスペア工具を回転マガジンに自動供給できるように、サブストッカの保持アーム１１０６はナンバリングされている。回転マガジンの保持アーム１０８４はナンバリングされ、その番号あるいは符号に対応したメモリがマガジン制御部１３０４及びサブストッカ制御部１３０６に備えられ、各保持アームに格納された工具Ｔの固有番号と、その工具Ｔの累積加工回数あるいは累積加工時間がメモリに記憶される。所定の加工回数、加工時間を超えると、スペア工具が加工主軸３６を介してサブストッカ１１００ａから回転マガジンに供給される。所定の加工回数、加工時間を超えた工具Ｔは、前述と逆の動作を実施し、加工主軸３６を介して回転マガジンからサブストッカ１１００ａに戻る。サブストッカ１１００ａには保持アーム１１０６に対応する図示しないランプが設けられており、所定の加工回数、加工時間を超え、戻った工具Ｔに対応して前記ランプは、例えば赤や黄色に発光して、交換が必要であることを作業員に認識させる。【０１９１】
また、前述のとおり、同じ仕様の工具Ｔを備えてあれば、仮に後述の長さＴＬが異常であったときには、回転マガジンあるいはサブストッカ１１００ａに備えられていた同じ仕様の工具Ｔでリトライすることができ、システムの停止を防止する。【０１９２】
以下の手順は、第１工作機械１１ａを例にして説明するが、第２工作機械１１ｂについても同様である。【０１９３】
先ず、図２６のステップＳ１において、その時点で回転マガジン８０ａに格納されている工具Ｔを抜き取って加工主軸３６に装着する（図６参照）。ここで、加工主軸３６に装着する工具Ｔは、それまでの第１ワークＷ１の加工を行うものであって、次の第２ワークＷ２の加工には用いないものである。以下、この工具Ｔを、工具Ｔ１と呼ぶ。【０１９４】
ステップＳ２において、コラム１８、支持体２２及び回転アーム３２を所定の交換位置まで移動させ、工具受渡機構１１０８を介して工具Ｔ１をサブストッカ１１００ａの所定の保持アーム１１０６に装着する。これにより、回転マガジン８０ａに装着されていた所定の工具Ｔ１がサブストッカ１１００ａに移されたことになる。【０１９５】
ステップＳ３において、予定された数の工具Ｔ１を全てサブストッカ１１００ａに移し終えたか否かを確認する。予定数の全ての工具Ｔ１を移し終えているときにはステップＳ４へ移り、未終了であればステップＳ１へ戻る。【０１９６】
ステップＳ４において、サブストッカ１１００ａにおける所定の保持アーム１１０６に、次の第２ワークＷ２の加工に用いる工具Ｔ（以下、工具Ｔ２という。）を装着する。この装着処理は作業者によって行われ、図２７に示すように、工具Ｔ２に示されたコード１４００と、保持アーム１１０６に表示された識別用のコード１４０２が一致することを確認して装着する。コード１４０２は第２ワークＷ２の加工に先だって回転マガジン８０ａの正しい位置に装着するように識別のために設けられているものである。【０１９７】
工具Ｔ２を装着する保持アーム１１０６は工具Ｔ１がない空き状態であり、又はその時点で装着されている工具Ｔ１に交換して工具Ｔ２を装着する。対応する保持アーム１１０６が工具Ｔ１にも対応している場合には、第１ワークＷ１用の識別用としてコード１４０４を表記しておく。【０１９８】
なお、このステップＳ４工具Ｔ２の装着処理は、前記のステップＳ１の以前で第１工作機械１１ａが第１ワークＷ１に対する加工を行っている際に同時並行的に行ってもよい。【０１９９】
全ての工具Ｔ２をサブストッカ１１００ａに装着した後、作業者はコントローラ１２に対して所定の入力操作を行い、該コントローラ１２はこの入力に基づいてステップＳ５へ移る。【０２００】
ステップＳ５において、コラム１８、支持体２２及び回転アーム３２を所定の交換位置まで移動させ、サブストッカ１１００ａの所定の保持アーム１１０６に装着されている工具Ｔ２を工具受渡機構１１０８を介して加工主軸３６に装着する。【０２０１】
ステップＳ６において、コラム１８、支持体２２及び回転アーム３２を前記の基準計測位置まで移動させ、工具長検査装置１１０１ａによって工具Ｔ２の長さＴＬを検査する。このとき、複数の工具Ｔ２はそれぞれ長さＴＬが異なることから、工具長検査装置１１０１ａは、工具判断部１３１０に記録されて供給される各工具Ｔ２の長さＴＬを基準として、図２３に示すように、微小変位αだけＺ１方向及びＺ２方向に非接触センサ１２１２を移動させて検査を行う。【０２０２】
ステップＳ７において、工具判断部１３１０は工具長検査装置１１０１ａによる検査結果が正常か異常かの判断を行う。つまり、位置１２２０ａ（図２３参照）では非接触センサ１２１２により工具Ｔ２が検出されて、且つ位置１２２０ｂでは検出されなかったときには正常であり、それ以外のときには異常であると判断する。正常であればステップＳ１０へ移り、異常であればステップＳ８へ移る。【０２０３】
ステップＳ８において、工具判断部１３１０は警報部１３１２を介して警報処理を行う。つまり、この場合には工具Ｔ２が誤装着又は欠損しているおそれがあることから、作業員に対して確認及び交換の催促を行うためである。警報処理とは、例えば、音響出力、画像出力、ランプ点灯、及び外部コンピュータへの通報等が挙げられる。また、このとき第１工作機械１１ａは一時停止する。また、前述のスペア工具を供給する方法で一時停止を回避して稼働率を向上させるようにしてもよい。【０２０４】
ステップＳ９において、警報を認知した作業者により、工具Ｔ２の確認が行われ、誤装着又は欠損等がある場合には所定の正しい工具Ｔ２に移し替えが行われる。工具Ｔ２の確認・交換をした後、作業者はコントローラ１２に対して所定の入力操作を行い、該コントローラ１２はこの入力に基づいてステップＳ１０へ移る。【０２０５】
ステップＳ１０において、加工主軸３６に装着されている工具Ｔ２を回転マガジン８０ａにおける所定の保持アーム１０８４に装着する。これにより、サブストッカ１１００ａに装着されていた所定の工具Ｔ２がコード１４００及び１４０２に基づいて回転マガジン８０ａにおける対応する保持アーム１０８４に移されたことになる。【０２０６】
ステップＳ１１において、予定された数の工具Ｔ２を全て回転マガジン８０ａに移し終えたか否かを確認する。予定数の工具Ｔ２を移し終えているときには図２６に示す処理を終了し、第２ワークＷ２の加工工程に移り、未終了であればステップＳ５へ戻る。【０２０７】
この後の第２ワークＷ２の加工工程では、第１ワークＷ１の加工工程と同様に、加工箇所及び加工シーケンスに応じて回転マガジン８０ａから対応する工具Ｔ２を加工主軸３６に装着し、コラム１８、支持体２２及び回転アーム３２を動かして加工位置に合わせ、スピンドルモータ３８の回転作用下に工具Ｔ２を回転させて、コラム１８をさらにＺ１方向に移動させることにより加工が行われる。【０２０８】
このように、工作機械１０１０を用いた制御方法では、サブストッカ１１００ａから回転マガジン８０ａに工具Ｔ２を移す際に工具長ＴＬを非接触センサ１２１２によって自動的に確認することにより、加工を行う前に誤装着や折損等の異常を見つけることができる。したがって、第２ワークＷ２に対して間違った工具で加工を行ったり、又は加工ができないという事態を防止することができる。【０２０９】
また、この制御方法では、第２ワークＷ２の加工を開始する以前に、加工に必要な全ての工具Ｔ２について工具長ＴＬの検査をして正常であることを確認できていることから、第２ワークＷ２の加工開始時及び加工途中に、工具Ｔ２の異常に基づく加工停止をする必要がなく、第１工作機械１１ａの稼働率及び生産効率の向上を図ることができる。【０２１０】
図２４でも示したコントローラ１２の構成を、別の観点から、図２８を参照しながら再度説明する。【０２１１】
図２８に示すように、コントローラ１２は、Ｚ位置センサ１６ａ、Ｙ位置センサ２０ａ及び角度センサ４１の信号に基づいて回転アーム３２ａ及び回転アーム３２ｂの位置を求めるアーム位置判断部２１２０ａ及びアーム位置判断部２１２０ｂと、第１工作機械１１ａ及び第２工作機械１１ｂの動作を制御する第１工作機械制御部１３００ａ及び第２工作機械制御部１３００ｂとを有する。アーム位置判断部２１２０ａで求められた回転アーム３２ａの位置情報は第１工作機械制御部１３００ａに伝達され、アーム位置判断部２１２０ｂで求められた回転アーム３２ｂの位置情報は第２工作機械制御部１３００ｂに伝達される。第１工作機械制御部１３００ａ及び第２工作機械制御部１３００ｂは、対応する第１工作機械１１ａ及び第２工作機械１１ｂのＺモータ２４、Ｙモータ２８、アームモータ３４及びスピンドルモータ３８を駆動制御する。【０２１２】
なお、図２８の矢印が第２工作機械制御部１３００ｂからＺモータ２４、Ｙモータ２８、アームモータ３４及びスピンドルモータ３８に伸びて、すなわち第１工作機械制御部１３００ａから信号等を発して、Ｚモータ２４、Ｙモータ２８、アームモータ３４及びスピンドルモータ３８を制御する。この制御方法としては、公知の電流制御、電圧制御、周波数制御等の方法を用いることができる。その際、各モータ２４、２８、３４及び３８の電流値、電圧値、周波数等をフィードバックさせる制御、すなわち各モータ２４、２８、３４及び３８から得られる信号が第１工作機械制御部１３００ａに至り、その信号値を反映させて、更に各モータ２４、２８、３４及び３８の駆動制御をしてもよいことはもちろんである。【０２１３】
第１工作機械制御部１３００ａ、第２工作機械制御部１３００ｂ、ワーク保持制御部１３０２及びマガジン制御部１３０４は相互に接続されており、協調動作を行う。特に、第１工作機械制御部１３００ａと第２工作機械制御部１３００ｂは、回転アーム３２ａ及び３２ｂのＺ方向の変位が等しい場合で、一方の回転アームを動かす場合に他方の回転アームの位置を確認し相互干渉が発生するときには、一方の回転アームの動作を停止し、又は、１つ先のシーケンスの動作を先行して行わせるように作用する。【０２１４】
次に、コントローラ１２の作用下に回転アーム３２ａと回転アーム３２ｂとの干渉を防止する動作について図２９〜図３４を参照しながら説明する。【０２１５】
図２９に示すように、Ｚ方向からみた正面視で回転アーム３２ａの動作範囲２１３０ａと、回転アーム３２ｂの動作範囲２１３０ｂは、ハッチングで示す部分が重複しており、回転アーム３２ａ及び３２ｂのＺ方向の変位が等しい場合にはこの部分で相互干渉が発生しうる。このような干渉は、第１工作機械１１ａの回転中心Ｃと第２工作機械１１ｂの回転中心Ｃとの水平幅方向の距離Ｘｃが、各回転アーム３２ａ及び３２ｂの合計長さ２Ｌより短い場合（各回転アームの長さは異なっていてもよい。）に発生しうる。図２９における回転アーム３２ａが符号２１４０ａの位置であって、回転アーム３２ｂが符号２１４２の位置であるときに、各回転アームの先端がハッチング範囲内で干渉することが理解されるであろう。このため、コントローラ１２では、以下のようにして回転アーム３２ａと回転アーム３２ｂとの相互干渉を防止する。【０２１６】
先ず、図３０のステップＳ１０１において、回転アーム３２ａの位置の区分を調べる。すなわち、図２９に示すように、左側の回転アーム３２ａの動作範囲２１３０ａを、支持体２２のＹ方向の移動範囲の中心点Ｏａを基準とし、上側頂点を０°として時計回りに９０°までをエリアＡａ、９０°〜１８０°までをエリアＢａ、１８０°〜２７０°までをエリアＣａ、２７０°〜３６０°（＝０°）までをエリアＤａとして予め設定しておき、アーム位置判断部２１２０ａから得られるデータに基づいて回転アーム３２ａがどのエリアに存在するか判断を行う。【０２１７】
例えば、支持体２２ａが中心点Ｏａよりも上方（矢印Ｙ１側）の場合は、回転アーム３２ａの角度が０°〜１８０°の範囲であればエリアＡａであり、２７０°〜３６０°の範囲であればエリアＤａとする。また、支持体２２ａが中心点Ｏａよりも下方（矢印Ｙ２側）の場合は、回転アーム３２ａの角度が９０°〜１８０°の範囲であればエリアＢａであり、１８０°〜２７０°の範囲であればエリアＣａとする。つまり、図２９において、符号２１４０ａで示す位置は、エリアＡａとなり、符号２１４０ｂで示す位置はエリアＣａとなる。【０２１８】
なお、回転アーム３２ａがとる位置は必ずしも単一のエリアに設定しなければならない訳ではなく、例えば、符号２１４０ｃで示す位置のように、支持体２２ａが中心点Ｏａより僅かに上方であって、回転アーム３２ａが１２０°程度であるときには、回転アーム３２ａの加工主軸３６はエリアＢａに入っているが、回転アーム３２ａの一部はエリアＡａに入っている。このような場合には、エリアＡａ及びエリアＢａの双方を回転アーム３２ａの位置であると設定してもよい。【０２１９】
ステップＳ１０２において、回転アーム３２ｂの位置の区分を調べる。すなわち、図２９に示すように、右側の回転アーム３２ｂの動作範囲２１３０ｂを、支持体２２のＹ方向の移動範囲の中心点Ｏｂを基準とし、上側頂点を０°として時計回りに９０°までをエリアＤｂとして、９０°〜１８０°までをエリアＣｂとして、１８０°〜２７０°までをエリアＢｂとして、２７０°〜３６０°（＝０°）までをエリアＡｂとして予め設定しておき、アーム位置判断部２１２０ｂから得られるデータに基づいて回転アーム３２ｂがどのエリアに存在するか判断を行う。図２９から明らかなように、動作範囲２１３０ａのエリアと動作範囲２１３０ｂのエリアは左右対称になっている。また、回転アーム３２ａと回転アーム３２ｂの干渉が発生しうるのはエリアＡａとエリアＡｂ、又はエリアＢａとエリアＢｂである。回転アーム３２ｂのエリアの設定は、ステップＳ１０１における回転アーム３２ａのエリアの設定と同様であることから詳細な説明を省略する。【０２２０】
ステップＳ１０３において、回転アーム３２ａ又は回転アーム３２ｂの動作を行うタイミングまで待機する。回転アーム３２ａ及び回転アーム３２ｂはワークＷに対する複数の加工を行い、１つの加工が終わると別の位置の加工又は同じ位置における異なる工具Ｔでの加工を行うことになる。【０２２１】
例えば、回転アーム３２ｂは以下のようなシーケンスでワークＷの加工を行っているものとする。【０２２２】
第１シーケンス：第１穴２１５０ａの中ぐり加工、第２シーケンス：第２穴２１５０ｂの中ぐり加工、第３シーケンス：第３穴２１５０ｃの中ぐり加工、第４シーケンス：工具Ｔの交換、第５シーケンス：第１穴２１５０ａのホーニング加工、第６シーケンス：第２穴２１５０ｂのホーニング加工、第７シーケンス：第３穴２１５０ｃのホーニング加工（各穴の位置は図２９参照）。【０２２３】
また、回転アーム３２ａについても複数のシーケンスに基づく加工を行い、回転アーム３２ａ又は３２ｂの少なくとも一方が次のシーケンスに移るタイミングまでステップＳ１０３において待機をする。【０２２４】
ステップＳ１０４において、次のシーケンスで行う加工位置のエリアを確認する。例えば回転アーム３２ｂが第１のシーケンスから第２シーケンスに移る場合であれば、第２穴２１５０ｂの位置を確認し、図２９から明らかなようにエリアＡｂであることが認識される。【０２２５】
また、第４シーケンスのように工具Ｔの交換を行う場合には、工具Ｔの交換位置２１６０（例えば、矢印Ｙ１方向で頂点の０°位置）を加工位置と擬制し、エリアＤｂとして扱えばよい。【０２２６】
ステップＳ１０５において、コントローラ１２は、回転アーム３２ａのＺ方向位置と回転アーム３２ｂのＺ方向位置とを比較し、双方のＺ方向位置が等しい場合にはステップＳ１０６へ移り、異なる場合にはステップＳ１１１へ移る。この場合、Ｚ方向位置が等しいとは厳密に一致する場合のみでなく、例えば、図３１に示すように、回転アーム３２及び加工主軸３６の合計の厚みＤｚの範囲が、第１工作機械１１ａと第２工作機械１１ｂで重複している場合を含む。【０２２７】
ステップＳ１０６において、回転アーム３２ａと回転アーム３２ｂとの干渉確認を行う。この干渉確認は、これから動作させる一方の回転アームの移動先のエリアと、動作が継続中である他方の回転アームの現在のエリアとを比較することにより行い、両エリアがエリアＡａとエリアＡｂである場合、又はエリアＢａとエリアＢｂである場合には干渉が発生しうると判断し、ステップＳ１１０へ移る。これ以外の場合には、ステップＳ１０７へ移る。【０２２８】
例えば、図２９に示すように、回転アーム３２ａが符号２１４０ａの位置でエリアＡａに存在する場合で、回転アーム３２ｂが第１シーケスから第２シーケンスに移るときには第２穴２１５０ｂの加工を行おうとすることからエリアＡｂに移ることになり、干渉が発生しうるからステップＳ１１０へ移る。【０２２９】
ステップＳ１０７において、動作が継続中である他方の回転アームの現在のエリアを確認し、エリアＣａ、Ｃｂ、Ｄａ又はＤｂである場合にはどのような経路を通っても干渉が発生しえない場合でありステップＳ１０８へ移る。一方、他方の回転アームの現在のエリアがエリアＡａ、Ａｂ、Ｂａ又はＢｂである場合には、途中の動作経路の如何によっては干渉が発生しうる場合でありステップＳ１０９へ移る。【０２３０】
ステップＳ１０８において、動作を行う一方の回転アームの現在の位置と、移動先の位置とを比較して、最短時間となる経路を設定して移動を行う。例えば、図３２に示すように、回転アーム３２ａがエリアＤａに存在する場合で、回転アーム３２ｂがエリアＤｂの第１穴２１５０ａからエリアＢｂの第３穴２１５０ｃに移ろうとするときには、支持体２２ｂのＹ方向の動作速度と回転アーム３２ｂの回転速度とを勘案し、最短時間で到達可能な経路を設定し移動する。この場合、符号２１５２ａで示す位置から支持体２２ｂを下方に移動させるとともに回転アーム３２ｂを反時計方向に回転させて符号２１５２ｂで示す位置に移動させればよい。これにより、回転アーム３２ｂは矢印２１５４で示す経路を通ることになる。【０２３１】
一方、ステップＳ１０９（移動途中で干渉を起こし得る場合）においては、動作を行う一方の回転アームの現在の位置と、移動先の位置とを比較して、移動を行う他方の回転アームが相手方の回転アームが存在するエリアを通過しない経路を設定して移動を行う。例えば、図３３に示すように、回転アーム３２ａがエリアＡａに存在する場合で、回転アーム３２ｂがエリアＤｂの第１穴２１５０ａからエリアＢｂの第３穴２１５０ｃに移ろうとするときには、符号２１５２ａで示す位置から支持体２２ｂを下方に移動させるとともに回転アーム３２ｂを時計方向に回転させて符号２１５２ｂで示す位置に移動させればよい。これにより、回転アーム３２ｂは矢印２１５６で示す経路を通ることになる。【０２３２】
相手方の存在する回転アームのエリアを通過しない経路の設定は、例えば、以下のようにして求めることができる。すなわち、回転アーム３２ｂを移動させようとする場合、移動元と移動先が同じエリア内である場合には、特に制限することなく最短時間の経路を設定し、異なるエリアに移動する場合には、回転アーム３２ｂが２７０°（つまり、相手方に最も進入する角度）の位置を通過することのない向きに回転させればよい。つまり、第１穴２１５０ａから第２穴２１５０ｂに移る場合には回転アーム３２ｂを時計方向に回転させ、その反対の場合には反時計方向に回転させる。また、回転アーム３２ａの動作については、異なるエリアに移動させる場合には回転アーム３２ａが９０°の位置を通過することのない向きに回転させればよい。【０２３３】
また、ステップＳ１１０（移動先で干渉を起こし得る場合）においては、干渉を起こし得る次のシーケンスを飛ばし、１つ先のシーケンスを先行して実行することとし、ステップＳ１０４へ戻り、さらなる干渉チェックを行う。この場合、次に行う予定であったシーケンスはその次回に順序替えをすることとする。例えば、第１シーケンスから第２シーケンスに移る際に移動先で干渉を起こし得ると判断された場合には、第３シーケンスに移り、第２シーケンスは第３シーケンスの次に行うように順序替えを行う。【０２３４】
また、第３シーケンスを行った後に第２シーケンスを行おうとした場合にも該第２シーケンスが移動先で干渉を起こし得るときには、該第２シーケンスは、工具交換の第４シーケンスを飛ばして第５シーケンスの後に挿入する。このとき、第５シーケンスではホーニング用の工具が装着されていることから、第５シーケンスと挿入された第２シーケンスとの間に、工具を中ぐり用に戻すサブシーケンスを設けるとともに、挿入された第２シーケンスと第６シーケンスとの間に工具をホーニング用に交換するサブシーケンスを設けるとよい。【０２３５】
さらに、工具交換の回数を低減するために、一連のホーニング加工の最後である第６シーケンスの後に中ぐり加工の第２シーケンスを挿入してもよい。【０２３６】
さらにまた、移動先で干渉を起こし得る場合には、相手方の回転アームが別のエリアに移るまで移動を行おうとする側の回転アームの動作を停止し、待機するようにしてもよい。【０２３７】
また、ステップＳ１１１（Ｚ方向位置が異なる場合）においては、これから移動を行おうとする回転アーム３２がワークＷに近い側であるか否かを確認する。ワークＷに近い側（つまり、矢印Ｚ１方向に進出している側）の回転アーム３２の移動を行う場合には干渉のおそれがないことから、動作を非制限とする。【０２３８】
一方、ワークＷから遠い側（つまり、矢印Ｚ２方向に後退している側）の回転アーム３２は相手方のコラム１８や支持体２２に対して干渉しうることから、内側に向く動作を制限する（ステップＳ１１２）。【０２３９】
例えば、図３４に示すように、回転アーム３２ａの方が回転アーム３２ｂよりもワークＷに近い側であるときには、回転アーム３２ａの動作範囲２１３０ａは回転アーム３２ｂの動作範囲２１３０ｂと重ならなず、回転アーム３２ａは干渉のおそれがないことが分かる。これに対して、回転アーム３２ｂの動作範囲２１３０ｂはコラム１８ａ及び支持体２２ａ等と重なることから干渉のおそれがあり、動作の制限を行う必要があることが理解されよう。【０２４０】
ここで動作の制限とは、次のシーケンスがエリアＡａ、Ｂａ、Ａｂ又はＢｂである場合に、前記のステップＳ１１０における処理と同様に、該シーケンスを次回以降に順序替えを行い、ステップＳ１０４へ戻りさらなる干渉チェックを行う。また、移動を行おうとする側の回転アームが相手方よりも矢印Ｚ１方向に進出する移動するまで待機してもよい。【０２４１】
さらに、相手方よりも矢印Ｚ１方向に進出していて回転アーム動作が非制限となっている側を矢印Ｚ２方向に後退させる場合には、相手方のコラム１８又は支持体２２との干渉を回避するために外側のエリアに移動させておく。【０２４２】
なお、ワークＷから遠い側の回転アーム３２は、相手方のコラム１８や支持体２２の矢印Ｘ方向の幅が十分に狭く、干渉が発生し得ない場合（例えば、図３４のコラム１８’のように幅狭である場合）には、動作の制限をする必要はない。この場合には、前記のステップＳ１０５において双方のＺ方向位置が等しい場合に所定の動作制限等を行い、Ｚ方向位置が不等である場合には双方を非制限としてもよい。【０２４３】
上述したように、工作機械１０１０によれば、第１工作機械１１ａと第２工作機械１１ｂとを統合的・協調的に制御し、各回転アーム３２ａ及び３２ｂの位置を確認しながら、相互干渉が発生する場合には、一方の回転アームの動作を停止し、又は、１つ先シーケンスの動作を先行して行わせることにより、干渉を回避することができる。また、設置面積が小さくなり、工作機械１０１０をコンパクトに構成しスペース効率を向上させることができる。さらに、コントローラ１２は、各回転アーム３２の動作範囲２１３０ａ、２１３０ｂを複数のエリアに区分けし、各回転アームの位置及び干渉の有無をエリア単位で判断しているため、処理が簡便である。【０２４４】
なお、上記の例では、第１工作機械１１ａと第２工作機械１１ｂの双方に専用の回転マガジン８０ａ、８０ｂが設けられているものとして説明をしたが、例えば、図３５に示すように、Ｚ方向からみた正面視で、第１工作機械１１ａの回転中心Ｃと第２工作機械１１ｂの回転中心Ｃとの水平幅方向の距離Ｘｃの範囲内に１つの回転マガジン８０の回転軸８２が配置されるように設けてもよい。これにより、回転マガジン８０をバランスよく配置可能であるとともに、単一の回転マガジン８０を第１工作機械１１ａと第２工作機械１１ｂで共用可能となる。【０２４５】
さらに、上記の例では、第１工作機械１１ａと第２工作機械１１ｂの双方が個別ワークＷを加工するものとして説明をしたが、例えば、図２５に示すように、正面視で正面視で動作範囲２１３０ａと動作範囲２１３０ｂにわたる１つの大きなワークＷを加工するようにしてもよい。【０２４６】
以下、本発明に係る工作機械について実施の形態を挙げ、添付の図１７〜図４１を参照しながら説明する。【０２４７】
次に、工作機械１０１０のワーク移動装置１０１４について説明する。【０２４８】
図１７〜図１９に示すように、ワーク移動装置１０１４は、１２０°毎に間欠回転しながら２つのワークＷを第１工作機械１１ａ及び第２工作機械１１ｂに対向するように固定するものであって、加工面が後方（矢印Ｚ２方向）を指向するように回転動作する。ワーク移動装置１０１４は、定盤１３の上面の正面側（矢印Ｚ１側）の近傍に設けられている。ワークＷは、ワーク移動装置１０１４の回転により矢印Ｚ１側の位置２１５４ｃで搬入され、平面視時計回りで間欠回転し、第１工作機械１１ａ及び第２工作機械１１ｂで加工された後、再び位置２１５４ｃに戻り搬出される。【０２４９】
図３６に示すように、ワーク移動装置１０１４は、水平面で回転可能なターンテーブル１１５０と、該ターンテーブル１１５０上に設けられ、水平面で回転してワークＷの加工面を加工主軸３６に対向する向きに設定する３つの副回転機構３１５２と、該副回転機構３１５２のうちの１つを第１工作機械１１ａの加工主軸３６と対向する第１保持位置３１５４ａとし、副回転機構３１５２のうちの他の１つを第２工作機械１１ｂの加工主軸３６と対向する第２保持位置３１５４ｂとなるようにターンテーブル１１５０を間欠回転させる主回転機構３１５６とを有する。ターンテーブル１１５０は矩形板が三方に放射状に延在する形状であって、各矩形板の間には上方に延在する隔離板３１５１が設けられている。【０２５０】
主回転機構３１５６はターンテーブル１１５０を１２０°毎に、平面視で時計方向に間欠回転しながら２つのワークＷを第１工作機械１１ａ及び第２工作機械１１ｂに対するように固定する。主回転機構３１５６にはターンテーブル１１５０の角度を検出してコントローラ１２に供給するメイン角度センサ３１６０が設けられている。【０２５１】
３つの副回転機構３１５２は、それぞれワークＷを位置決めする保持具としてのピン３１５８有しており、ターンテーブル１１５０上で等間隔（１２０°）に配置されている。この副回転機構３１５２は、第１保持位置３１５４ａ及び第２保持位置３１５４ｂにあるときに、ワークＷの加工面が後方（矢印Ｚ２方向）を指向するように回転動作する。各副回転機構３１５２には、回転角度を検出してコントローラ１２に供給する副角度センサ３１６２が設けられている。また、副回転機構３１５２は、矢印Ｚ１方向の第３保持位置３１５４ｃにあるとき、ピン３１５８からワークＷを開放可能とし、加工済みのワークＷを搬出し、未加工のワークＷを搬入する。【０２５２】
次に、ワーク押圧固定装置１０１７ａ及び１０１７ｂについて図３７を参照しながら説明する。ワーク押圧固定装置１０１７ａはワーク移動装置１０１４の第１保持位置３１５４ａに設けられたワークＷを加工時に上から押圧して固定するために固定板３１７０を昇降させるものである。ワーク押圧固定装置１０１７ｂはワーク押圧固定装置１０１７ａと同構造であって、第２保持位置３１５４ｂに対応して設けられている。以下、ワーク押圧固定装置１０１７ａを例に説明する。【０２５３】
図３７に示すように、ワーク押圧固定装置１０１７ａは、ワーク移動装置１０１４の第１保持位置３１５４ａに設けられたワークＷを加工時に上から押圧して固定するために固定板３１７０を昇降させるものである。【０２５４】
ワーク押圧固定装置１０１７ａは、ワークＷの上面に当接・押圧する固定板３１７０と、該固定板３１７０を大きい力で短ストローク昇降させるシリンダ３１７２と、該シリンダ３１７２を速く長ストローク昇降させるボールねじ機構３１７４と、固定板３１７０の上限位置を検出するアッパーリミットスイッチ３１７６と、下限位置を検出するロアーリミットスイッチ３１７８と、シリンダ３１７２のチューブ３１７２ａを固定・開放するロック機構３１８０とを有する。【０２５５】
ボールねじ機構３１７４はサーボモータ３１７４ａと、該サーボモータ３１７４ａによって回転するボールねじ３１７４ｂと、該ボールねじ３１７４ｂに螺合して昇降するナット部３１７４ｃとを有し、ナット部３１７４ｃがシリンダ３１７２のチューブ３１７２ａと固定されている。ロック機構３１８０は、例えば、水平面で回転するアーム３１８０ａを備え、固定板３１７０が下降してロアーリミットスイッチ３１７８を操作したときにアーム３１８０ａを回転させて、シリンダ３１７２の一部を押さえる位置に移動させるとよい。【０２５６】
ワーク押圧固定装置１０１７ａは、仮想線で示すように、初期状態においては固定板３１７０が上昇した状態となっており、第１保持位置３１５４ａ及び（又は）第２保持位置３１５４ｂにワークＷが搬入されて位置決めされた後に、ボールねじ機構３１７４の作用下にシリンダ３１７２及び固定板３１７０を下降させ、固定板３１７０がロアーリミットスイッチ３１７８を操作することを検出して下降を停止させる。このとき、サーボモータ３１７４ａに懸かる負荷はシリンダ３１７２や固定板３１７０の重量程度であり、小電流で高速な動作が可能である。【０２５７】
次に、ロック機構３１８０によってシリンダ３１７２を固定するとともにサーボモータ３１７４ａの通電を停止する。【０２５８】
さらに、シリンダ３１７２の作用下に固定板３１７０を下降させてワークＷに当接・押圧する。このとき、シリンダ３１７２は十分に下降していることから、固定板３１７０を下降させるストロークは小さくて足りる。また、シリンダ３１７２は大径型であって十分に大きい力を発生させ、ワークＷを確実に押圧して固定することができる。この後、固定板３１７０で固定したままワークＷの加工を第１工作機械１１ａ及び第２工作機械１１ｂによって行う。【０２５９】
加工が終了した後、ロック機構３１８０を操作してシリンダ３１７２を開放する。さらに、ボールねじ機構３１７４の作用下にシリンダ３１７２を上昇させるとともに、該シリンダ３１７２の作用下に固定板３１７０を上昇させ、固定板３１７０がアッパーリミットスイッチ３１７６を操作することを検出して上昇を停止させる。【０２６０】
このようなワーク押圧固定装置１０１７ａ（及び１０１７ｂ）では固定板３１７０の早送りをサーボモータ３１７４ａで十分に速く行ってサイクルタイムの短縮が図られ、しかもワークＷの押圧をシリンダ３１７２によって固定板３１７０を十分強く押圧することができる。サーボモータ３１７４ａはワークＷを押圧することには用いられないため、焼き付きの恐れがなく、小型で足りる。シリンダ３１７２は短ストロークで用いられることから、短尺型で足りる。【０２６１】
図３８に示すように、工作機械１０１０におけるコントローラ１２は、第１工作機械１１ａ及び第２工作機械１１ｂを制御する第１工作機械制御部１３００ａ及び第２工作機械制御部１３００ｂと、ワーク移動装置１０１４を制御するワーク保持制御部１３０２と、回転マガジン８０ａ及び８０ｂを制御するマガジン制御部１３０４と、サブストッカ１１００ａ及び１１００ｂを制御するサブストッカ制御部１３０６と、ワーク押圧固定装置１０１７ａ及び１０１７ｂを制御する押圧制御部１３０８とを有する。ワーク保持制御部１３０２は、主回転機構３１５６を制御する主回転制御部１３０２ａと、３つの副回転機構３１５２を制御する副回転制御部１３０２ｂ〜１３０２ｄとを有する。【０２６２】
第１工作機械制御部１３００ａ、第２工作機械制御部１３００ｂ、ワーク保持制御部１３０２、マガジン制御部１３０４、サブストッカ制御部１３０６及び押圧制御部１３０８は相互に接続されて情報の授受を行い、協調動作をする。【０２６３】
工作機械１０１０では、以下のようにワークＷの加工が行われる。【０２６４】
先ず、ワーク移動装置１０１４の第３の位置にある加工済みのワークＷを取り除き、未加工のワークＷを載置する。このとき、ピン３１５８で位置決めをすることにより規定向きとなるようにしておく。【０２６５】
次に、コントローラ１２の作用下に、ワーク移動装置１０１４は平面視時計方向に１２０°回転し、未加工のワークＷを第１保持位置３１５４ａに移動する。このとき、第１保持位置３１５４ａにそれまで存在していたワークＷは第２保持位置３１５４ｂに移動する。第２保持位置３１５４ｂに移動したワークＷは第１段階の加工が終了している。また、第２保持位置３１５４ｂにそれまで存在していたワークＷは第３保持位置３１５４ｃに移動する。第３保持位置３１５４ｃに移動したワークＷは工作機械１０１０における加工の全工程（２つの工程）が終了している。【０２６６】
また、第１保持位置３１５４ａ及び第２保持位置３１５４ｂの副回転機構３１５２は、各ワークＷの加工面が第１工作機械１１ａ及び第２工作機械１１ｂの加工主軸３６の方向を指向するようにターンテーブル１１５０を基準に回転する。【０２６７】
さらに、ワーク押圧固定装置１０１７ａ、１０１７ｂの作用下にワークＷの上面を押圧して固定した後、第１工作機械１１ａ及び第２工作機械１１ｂにより第１段階及び第２段階の加工をワークＷに施す。【０２６８】
この後、ワーク押圧固定装置１０１７ａ、１０１７ｂによるワークＷの押圧を開放し、ワーク移動装置１０１４は平面視時計方向に１２０°回転する。【０２６９】
このように、ワーク移動装置１０１４は単純な間欠運動を繰り返すことによりワークＷの移動を行うことができる。また、第１保持位置３１５４ａ及び第２保持位置３１５４ｂが第１工作機械１１ａ及び第２工作機械１１ｂと対向する位置に配置されていればよいから、ターンテーブル１１５０の外径は、第１工作機械１１ａ及び第２工作機械１１ｂの左右両端部からあまりはみ出ることがなく、幅狭に設定可能である。さらに、主回転機構３１５６はターンテーブル１１５０の下方に設けられていることから、ワーク移動装置１０１４を幅狭に設定することができる。【０２７０】
上述したように、工作機械１０１０によれば、ターンテーブル１１５０を主回転機構３１５６によって間欠回転させるとともに、副回転機構３１５２によってワークＷを所定の向きに設定することにより、コンパクトな構成で工作機械間のワーク搬送効率の向上を図ることができる。【０２７１】
また、ワーク移動装置１０１４は、単純な回転運動で第１工作機械１１ａと第２工作機械１１ｂ間のワークＷの搬送及び加工のための位置決めを行うことができ、サイクルタイムの短縮を図ることができ、しかも搬送手順が簡便である。【０２７２】
第１工作機械１１ａと第２工作機械１１ｂの各コラム１８は、平行に配置されていることから、工作機械１０１０の横幅を狭く設定することができる。【０２７３】
なお、第１工作機械１１ａと第２工作機械１１ｂとは、必ずしも隣接して平行配置している必要はなく、例えば、図３９に示すように、ワーク移動装置１０１４を中心として放射状に延在する向きに設定されていてもよい。この場合、第１工作機械１１ａと第２工作機械１１ｂでワークＷに対して同じ面を加工するのであれば、ワークＷの加工面を外方に向けておけばよく、副回転機構３１５２が不要となって簡便である。【０２７４】
また、図４０に示すように、第１工作機械１１ａと第２工作機械１１ｂとを平行且つオフセットして、逆向きに配置してもよい。この場合、サブストッカ１１００ａを内向きに配置することにより、工作機械１０１０の幅Ｘｄが狭くなり好適である。【０２７５】
さらに、図４１に示すように、ワーク移動装置１０１４には等間隔（９０°）に４つの副回転機構３１５２を設けてもよい。この場合、第１工作機械１１ａと第２工作機械１１ｂに対面する第２保持位置３３２０ｂ及び第３保持位置３３２０ｃではワークＷの加工を行い、第１保持位置３３２０ａでは未加工のワークＷの搬入を行い、第４保持位置３３２０ｄでは加工済みのワークＷの搬出を行うことができる。つまり、ワークＷの搬入と搬出を同時並行的に行うことができ、効率的である。【０２７６】
以下、本発明に係るワーク位置決めテーブルについて、このワーク位置決めテーブルが搭載される工作機械との関係での実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。【０２７７】
図４２は、第３の実施形態に係るワーク位置決めテーブルであるテーブル４０１０を搭載する工作機械４０１２の一部切欠斜視図であり、図４３は、工作機械４０１２の平面図であり、図４４は、工作機械４０１２の正面図である。該工作機械４０１２は、いわゆる数値制御工作機械（ＮＣ工作機械）であり、工具Ｔの高精度な位置決めが可能である。【０２７８】
工作機械４０１２は基台４０１４を備え、該基台４０１４上には、ワーク位置決めテーブルとしてのテーブル４０１０と、主軸ユニット４０１６を水平２方向（矢印Ｚ軸方向と、該Ｚ軸方向と直角な矢印Ｘ軸方向）及び鉛直方向（矢印Ｙ軸方向）の３次元方向の所定位置に移動可能且つ回転可能に軸支する主軸ヘッドユニット４０１８と、工具交換ユニット４０２０とが配設される。なお、テーブル４０１０上には、工作機械４０１２にて加工されるワークＷ（図４５参照）が位置決め固定される。ワークＷとしては、鋳物のシリンダブロックやシリンダヘッド等が挙げられ、エンジンの型式に応じて各種形状のものが固定される。【０２７９】
また、工作機械４０１２の近傍には、当該工作機械４０１２の各可動部等の駆動やワークＷの加工工程等の制御を行う制御手段としてのコントローラ４０２３が配置される。【０２８０】
主軸ヘッドユニット４０１８には、第１駆動モータ４０２４と図示しないボールねじ手段を介して、基台４０１４上で水平方向（Ｚ軸方向）に進退自在に配設される可動コラム４０２６と、第２駆動モータ４０３０と図示しないボールねじ手段を介して、可動コラム４０２６の前面４０２６ａに鉛直方向（Ｙ軸方向）を指向して設けられる一対のガイドレール４０２８に係合してＹ軸方向に昇降自在に支持される昇降テーブル４０３２と、第３駆動モータ４０３４とボールねじ手段４０３６を介して、昇降テーブル４０３２の前面４０３２ａに水平方向（Ｘ軸方向）を指向して設けられる一対のガイドレール４０３８に係合してＸ軸方向に変位自在に支持される可動テーブル４０４０とが備えられる。【０２８１】
また、可動テーブル４０４０の前面４０４０ａには、主軸ユニット４０１６がテーブル４０１０方向を指向して突設されている。該主軸ユニット４０１６の主軸４０４６の先端部には、工具ホルダ４０４２を介して工具Ｔが着脱自在に取り付けられる。主軸４０４６は、主軸駆動モータ４０４７により回転自在な状態で可動テーブル４０４０に支持されている。なお、第１駆動モータ４０２４、第２駆動モータ４０３０、第３駆動モータ４０３４及び主軸駆動モータ４０４７は、例えば、サーボモータにより構成される。【０２８２】
このように、主軸ヘッドユニット４０１８は、基台４０１４上にてＺ軸方向に進退自在に配設される可動コラム４０２６と、該可動コラム４０２６の前面４０２６ａにＹ軸方向に昇降自在に支持される昇降テーブル４０３２と、該昇降テーブル４０３２の前面４０３２ａにＸ軸方向に変位自在に支持される可動テーブル４０４０を備えている。【０２８３】
このため、可動テーブル４０４０の前面４０４０ａに突設される主軸ユニット４０１６の主軸４０４６、及び、該主軸４０４６先端部に取り付けられる工具Ｔは、コントローラ４０２３の作用下、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向に移動自在且つ回転自在に支持されていることになる。また、上記のように、工作機械４０１２はＮＣ工作機械であるため、主軸ユニット４０１６の移動は高精度に制御される。【０２８４】
図４３、図４４及び図４６に示すように、工具交換ユニット４０２０は、支持台４０４８に取り付けられるアーム駆動モータ４０５０と、該アーム駆動モータ４０５０に一端部が固着されて旋回駆動される旋回アーム４０５２とを有する。旋回アーム４０５２のアーム駆動モータ４０５０近傍に、円弧状のガイド溝４０５４が設けられている。支持台４０４８には、ガイド溝４０５４にスライド可能に係合するガイドピン４０５６が設けられている。【０２８５】
そして、旋回アーム４０５２は、ガイド溝４０５４とガイドピン４０５６との案内作用下に、揺動角度範囲が、図４６中、実線の位置から二点鎖線の位置に規制される。なお、アーム駆動モータ４０５０は、上記第１駆動モータ４０２４等と同様に、例えば、サーボモータにより構成される。【０２８６】
また、旋回アーム４０５２のアーム駆動モータ４０５０側とは反対側である他端側には、主軸ユニット４０１６における工具ホルダ４０４２に着脱自在に取り付けられる工具Ｔを、当該工具ホルダ４０４２より取り外すと共に、新たな工具（例えば、工具Ｔｂ）を工具ホルダ４０４２に供給するための把持手段４０５８が複数個、工作機械４０１２では４個設けられる。【０２８７】
これら把持手段４０５８は、夫々一対の爪部材４０６０ａ、４０６０ｂを有し、該爪部材４０６０ａ、４０６０ｂの開閉動作により工具ホルダ４０４２が把持自在とされ、工具Ｔや後述する移動ツール５０４４やの交換作業が行われる。すなわち、工作機械４０１２では、コントローラ４０２３の作用下に、主軸ヘッドユニット４０１８により主軸ユニット４０１６が所定の工具交換位置に移動されると共に、旋回アーム４０５２が図４６中の実線で示す角度に旋回されると、把持手段４０５８の開閉動作と主軸ユニット４０１６のＸ軸方向への移動とにより、工具交換作業が行われる。【０２８８】
テーブル４０１０については、図１１及び図１２に示すテーブル２０２と同構造である箇所にな同符号を付して、その詳細な説明を省略する。【０２８９】
以下、本発明に係る工作機械の制御方法について、この制御方法を実施する工作機械との関係で好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。【０２９０】
図５４は、本発明の第４の実施形態に係る工作機械５０１２の一部切欠斜視図であり、図５５は、工作機械５０１２の平面図である。該工作機械５０１２は、いわゆる数値制御工作機械（ＮＣ工作機械）であり、工具Ｔの高精度な位置決めが可能である。工作機械５０１２は、前記の工作機械４０１２に対して、テーブル４０１０を前記のテーブル２０２に置き換えるとともに、移動ツール５０４４を設けたものである。【０２９１】
このため、可動テーブル４０４０の前面４０４０ａに突設される主軸ユニット４０１６の主軸４０４６、及び、該主軸４０４６先端部に取り付けられる移動ツール５０４４は、コントローラ４０２３の作用下、主軸ヘッドユニット４０１８の駆動源として機能する第１駆動モータ４０２４、第２駆動モータ４０３０、第３駆動モータ４０３４及び主軸駆動モータ４０４７を介して、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向に移動自在且つ回転自在に支持されていることになる。また、上記のように、工作機械５０１２はＮＣ工作機械であるため、主軸ユニット４０１６の移動は高精度に制御される。【０２９２】
図５６に示すように、移動ツール５０４４は、前記の移動ツール２０４（図１０参照）と基本的に同構造であり、先端部５０４５の長さだけ工作機械５０１２に対応する長さに対応するように異なる寸法となっている。【０２９３】
移動ツール５０４４は、装着部２０４ａを介して主軸４０４６の装着穴４０４６ｂに着脱自在に取り付けられるように構成されており、テーブル２０２のノックピン２６２、２６４と係合する孔部２０４ｂが形成される係合部２０４ｃを備える。移動ツール５０４４の係合部２０４ｃは、工具ホルダ２０６に挿入・合体して一体化され、図示しない位置決め部材で、係合部２０４ｃと工具ホルダ２０６は位置決めされている。【０２９４】
第４の実施形態に係る工作機械５０１２では、コントローラ４０２３の作用下、移動ツール５０４４により、ノックピン２６２が外側旋回部２６８を介して旋回移動されることにより、当該ノックピン２６２が所望の位置に移動すると、第１ブレーキ３０４により固定される。同様に、移動ツール５０４４により、ノックピン２６４が内側旋回部２７０を介して旋回移動されることにより、当該ノックピン２６４が所望の位置に移動すると、第２ブレーキ３１０により固定される。【０２９５】
図５５及び図５６に示すように移動ツール５０４４は、係合部２０４ｃ（孔部２０４ｂ）が下向きになるように、キー部２０４ｄを介して主軸４０４６にセットされる。また、その後、主軸駆動モータ４０４７は停止させておき、係合部２０４ｃ（孔部２０４ｂ）を下向きに維持するものとする。【０２９６】
工作機械５０１２では移動ツール５０４４を用い、前記の工作機械１０における移動ツール２０４を用いるのと同様に、ワークＷの孔Ｗａに合わせてテーブル２０２のノックピン２６２及び２６４を適切な位置に移動させることができる。【０２９７】
また、工具交換ユニット４０２０の旋回アーム４０５２が旋回して、図４６にて実線で示す角度に固定される。また、このとき、主軸ヘッドユニット４０１８における第１駆動モータ４０２４、第２駆動モータ４０３０及び第３駆動モータ４０３４の駆動により、主軸ユニット４０１６が、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向に移動され、所定の工具交換位置にて停止する。【０２９８】
そして、旋回アーム４０５２における所定の把持手段４０５８の開閉動作と、主軸ユニット４０１６のＸ軸方向等への移動とによって、移動ツール５０４４がワークＷの加工に要する工具Ｔへと交換される。【０２９９】
再び主軸ヘッドユニット４０１８により、主軸ユニット４０１６が、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向に移動され、ワークＷに対する加工位置へ工具Ｔが近接したところで停止される。【０３００】
次いで、主軸駆動モータ４０４７により工具Ｔが回転駆動すると共に、主軸ヘッドユニット４０１８により、当該工具ＴがＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向へと移動しながら、ワークＷに所定の加工を行う。このとき、外側旋回部２６８及び内側旋回部２７０は、夫々第１ブレーキ３０４及び第２ブレーキ３１０により確実に固定されているため、ワークＷの加工時に、切削抵抗等の荷重によりノックピン２６２、２６４がずれ等を生じることを防止できる。【０３０１】
その後、必要に応じて、ワークＷがテーブル２０２上に位置決めされた状態のまま、テーブル駆動モータ４１１８によりテーブル２０２を回転して、ワークＷは次の加工箇所が加工可能な姿勢に移動され、上記と同様に、ワークに対して所定の加工が行われる。【０３０２】
以上のように、第４の実施形態に係る工作機械５０１２によれば、ワークＷの孔部Ｗａに対応する位置やワークＷを所望の姿勢に位置決めする位置に、移動ツール５０４４を用いてノックピン２６２、２６４を直接的且つ容易に移動させることができる。このため、各種形状のワークを容易に所望の姿勢に位置決めした状態で、ワークＷに対して加工を行うことが可能となる。【０３０３】
また、上記のような移動ツール５０４４の移動制御は、工作機械５０１２の主軸ヘッドユニット４０１８により制御されるため、ＮＣ軸により、高精度にノックピン２６２、２６４の位置決めを行うことが可能となる。【０３０４】
また、外側旋回部２６８及び内側旋回部２７０は、上記のような略円筒形状を有して、軸受２７６、２７８を介して配設されると共に、上記ワークＷの加工中には、第１ブレーキ３０４及び第２ブレーキ３１０により確実に固定されている。このため、ワークＷの加工時に、切削抵抗等の荷重によりノックピン２６２、２６４がずれ等を生じることが防止できると共に、工作機械５０１２にはないがギア駆動で旋回させる例の場合、バックラッシ等を抑制することができる。なお、工作機械５０１２では、回転するテーブル２０２を用い、軸受２７６、２７８を用いているため、ワークＷの加工時の切削抵抗等によるラジアル荷重等にも、図５９に示すようなリニアスライド形状に比して十分に耐えることができる。【０３０５】
また、軸受２７６、２７８は、シール２８０、２８２により、ワークＷの切削屑や切削油から確実にシールされている。このため、テーブル２０２の耐久性が大幅に向上する。【０３０６】
さらに、上記移動ツール５０４４を用いることにより、テーブル２０２には、ノックピン２６２、２６４を旋回移動させるための駆動系、例えば、外側旋回部２６８及び内側旋回部２７０を回転駆動するための駆動系が不要であるため、テーブル２０２の構造が簡略化（軽量化）される。【０３０７】
なお、上記では、ノックピン２６２、２６４を位置決めする際には、ノックピン２６２、２６４を共に旋回させるものとしたが、ノックピン２６２又はノックピン２６４の一方のみを旋回移動させることによってもワークＷの位置決めを行うことは当然可能である。【０３０８】
また、移動ツール５０４４を用いたノックピン２６２、２６４の位置決めは、例えば図４９〜図５１に示すテーブル４１２２や、図５２及び図５３に示すテーブル４１３６等に適用してもよい。【０３０９】
この場合、ノックピン２６２、２６４を旋回移動させるための駆動系、例えば、外側旋回部２６８及び内側旋回部２７０を回転駆動するための駆動系（つまり図４７の外側旋回部駆動モータ４０９２及び内側旋回部駆動モータ４０９８等）が不要であるため、テーブル４１２２及び４１３６の構造が簡略化（軽量化）される。【０３１０】
テーブル４１２２（図４９〜図５１参照）に対して、移動ツール５０４４を用いたノックピン２６２、２６４の位置決めをする場合で、駆動系を省略した構成を図５８に示す。【０３１１】
次に、第４の実施形態における変形例であるテーブル５１５４につき、図５９及び図６０を参照して説明する。【０３１２】
テーブル５１５４においては、前記のテーブル２０２と比べて、外側旋回部２６８及び内側旋回部２７０の替わりに、第１スライド機構５１５０及び第２スライド機構５１５２を有するテーブル５１５４を備える点が相違する。【０３１３】
テーブル５１５４は、枠体５１５６を有し、該枠体５１５６には、図５９に示すように、溝部５１５８、５１６０が直交する方向で形成される。【０３１４】
第１スライド機構５１５０は、ノックピン５１６２を有するスライド部材５１６４を備え、該スライド部材５１６４のノックピン５１６２側とは反対側の端部が、図６０に示すように、溝部５１５８内に係合する。同様に、第２スライド機構５１５２は、ノックピン５１６６を有するスライド部材５１６８を備え、該スライド部材５１６８のノックピン５１６６側とは反対側の端部が、上記第１スライド機構の場合と同様に、溝部５１６０内に係合する。【０３１５】
このため、スライド部材５１６４、５１６８は、夫々溝部５１５８、５１６０内を進退自在である。【０３１６】
さらに、第１スライド機構５１５０には、スライド部材５１６４における前記端部に形成される移動子５１７０に対してパッド５１７４を押し当てることによる摩擦により、該スライド部材５１６４の進退を停止又は固定する一対のブレーキ５１７６が設けられる。同様に、第２スライド機構５１５２には、スライド部材５１６８における前記端部に形成される移動子５１７８に対してパッド５１８０を押し当てることによる摩擦により、該スライド部材５１６８の進退を停止又は固定する一対のブレーキ５１８２が設けられる。テーブル５１５４における枠体５１５６の底部中心には、係合孔５１８８が形成されている。【０３１７】
ブレーキ５１７６、５１８２は、コントローラ４０２３の作用下、シリンダ機構５１８４、５１８６におけるロッド５１８４ａ、５１８６ａの伸縮による押圧動作により、パッド５１７４、５１８０を移動子５１７０、５１７８に押圧することにより、スライド部材５１６４、５１６８を停止又は固定する。【０３１８】
以上のように、テーブル５１５４は、第１スライド機構５１５０及び第２スライド機構５１５２を備えるため、工作機械５０１２における移動ツール５０４４により、容易にノックピン５１６２、５１６６を進退移動させることができる。また、ブレーキ５１７６、５１８２により、スライド部材５１６４、５１６８を所定の位置に確実に停止（固定）することが可能となる。これにより、各種形状のワークを容易に所望の姿勢に位置決めした状態で、ワークＷ等に対して所望の加工を行うことが可能となる。【０３１９】
また、テーブル５１５４では、ワークの位置決めに用いる固定部として、第１スライド機構５１５０及び第２スライド機構５１５２におけるノックピン５１６２、５１６６を使用する。このため、テーブル５１５４の構造が簡略化され、工作機械５０１２の使用条件やワークの種類等によっては有効となる。【０３２０】
なお、本発明は上記実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは当然可能である。【０３２１】
例えば、上記テーブル２０２、５１５４にて位置決めされるワークとしては、上記各実施形態に示したワークＷ、５１３２、５１３４には当然限定されず、多様な形状のワークの位置決め及び加工が可能である。また、これらワークＷ、５１３２、５１３４の位置決め方法としては、上記各実施形態で説明したように、各ワークＷ、５１３２、５１３４に孔部Ｗａ、５１３２ａ、５１３４ａを設けて、ノックピン２６２、２６４、５１６２、５１６６と係合させる替わりに、各ワークＷ、５１３２、５１３４に突起部（ピン）を夫々設けて、ノックピン２６２、２６４、５１６２、５１６６の替わりに、各テーブル２０２、５１５４に夫々凹状の孔部を形成することによって、位置決めをするようにしてもよい。この場合には、移動ツール５０４４の先端部を各テーブル２０２、５１５４に夫々形成される前記凹状の孔部と係合する形状とすればよい。【０３２２】
さらに、移動ツール５０４４は、ワークＷ等を位置決めするための固定部を移動可能であればよいものである。【０３２３】
また、上記各実施形態における工作機械５０１２に用いられる主軸ヘッドユニット４０１８及び工具交換ユニット４０２０等は、これらに限定されるものではないのは当然である。また、主軸ユニット４０１６の主軸４０４６の３次元方向への移動は、上記Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸系による直交座標系の機構に限らず、回転軸を含む極座標系の機構等により制御するようにしてもよい。【０３２４】
さらに、上記各テーブル２０２、５１５４は、ノックピン２６２、２６４、５１６２、５１６６を旋回且つ停止（固定）可能な構成を有していればよく、上記各実施形態に記載の構成に限定されるものではない。【０３２５】
なお、テーブル４１２２では、外側旋回部２６８及び内側旋回部２７０の組み合わせを２組備えるものとしたが、３組以上を組み合わせるように構成しても当然よい。同様に、テーブル５４５４では、第１スライド機構５１５０及び第２スライド機構５１５２を複数備えるように構成してもよい。【０３２６】
以下、本発明に係るワーク位置決めテーブルについて、このワーク位置決めテーブルが搭載される工作機械との関係で好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。【０３２７】
図６１は、本発明の第５の実施形態に係るワーク位置決めテーブルであるテーブル６０１０を搭載する工作機械６０１２の一部切欠斜視図であり、図６２は、前記工作機械６０１２の平面図であり、図６３は、該工作機械６０１２の正面図である。前記工作機械６０１２は、いわゆる数値制御工作機械（ＮＣ工作機械）であり、主軸４０４６（加工主軸）の高精度な位置決めが可能である。工作機械６０１２は、前記の工作機械４０１２に対して、テーブル４０１０を前記のテーブル６０１０に置き換えたものである。【０３２８】
図６１〜図６３に示すように、載置台６０２１は、ワークＷの底面（載置台６０２１上に当接する面）の形状に対応して、該ワークＷを確実に載置するために設けられ、テーブル面６０１０ａ上に着脱自在に固定される４つの脚部６０２１ａに載置板６０２１ｂが取り付けられた構造である。また、載置台６０２１では、ワークＷの底面に形成される図示しない凹部に対応する６つの凸部６０２１ｃが載置板６０２１ｂ上に設けられている。【０３２９】
さらに、載置台６０２１には、湾形状の孔部である２つの逃げ部６０２１ｄ、６０２１ｅが形成されている。逃げ部６０２１ｄは固定ピン６０６２を避けるようにして設けられている。また、逃げ部６０２１ｅからは可動ピン６０６４が臨んでいる（図６４及び図６５参照）。前記可動ピン６０６４が臨む逃げ部６０２１ｅは、該可動ピン６０６４が所定範囲移動できるような長尺形状である。【０３３０】
図６４〜図６６に示すように、テーブル６０１０は、テーブル面６０１０ａを有する旋回部６０６６と、該旋回部６０６６の下部に取り付けられ、前記旋回部６０６６を旋回（回転）駆動する駆動部６０６８（回転手段）とを備える。駆動部６０６８の底面は、直接又は図示しない部材を介して工作機械６０１２の基台４０１４上に固定されている。【０３３１】
旋回部６０６６は、テーブル面６０１０ａを有する段付き円柱形状であり、その底面中心には、後述する駆動部６０６８の旋回部駆動モータ６０６９の駆動軸６０６９ａと係合する係合孔６０７０が設けられる。また、テーブル面６０１０ａ上には、ワークＷの位置決め部である２つの基準孔Ｗａ、Ｗｂ（第１及び第２の基準部。図４５参照）と係合し、該ワークＷの位置決めを行うためのノックピンである固定ピン６０６２（第１の基準部材）及び可動ピン６０６４（第２の基準部材）が配設される。【０３３２】
さらに、旋回部６０６６のテーブル面６０１０ａ上には、可動ピン６０６４を直線移動させるための直線移動手段６０７２が配設される。【０３３３】
ここで、第５の実施形態における直線移動手段６０７２について、図６４〜図６６を参照して詳細に説明する。直線移動手段６０７２は、上記のように、可動ピン６０６４を直線移動させるための移動手段であり、テーブル面６０１０ａの中心を通る軸線上に直線状に延在して配置されている。【０３３４】
図６６に示すように、直線移動手段６０７２は、可動ピン６０６４が上部に突設される可動部材６０７４（移動部）と、該可動部材６０７４の孔部６０７４ａを貫通するねじ部６０７８ａを有するボールねじ６０７８（回転部）とを備える。可動部材６０７４は、その下部に連結されるスライダ６０８０を介してリニアガイド６０８２に支持されることで（図６７参照）、図６６の矢印Ａ方向に直線移動自在である。また、可動部材６０７４の孔部６０７４ａと、該孔部６０７４ａを貫通するねじ部６０７８ａとの間には、ねじ部６０７８ａと螺合可能なナット部材６０８４（移動部）が介装されると共に、可動部材６０７４とナット部材６０８４とは弾性体６０８５を介して連結されている。該弾性体６０８５は、弾性材料であればよく、例えば、ゴム、皿ばね又はスプリング等を用いることができる。【０３３５】
さらに、直線移動手段６０７２には、前記ボールねじ６０７８の一端（図６６の矢印Ａ２方向）を軸支する軸受６０８６を内装する支持部材６０８８と、該ボールねじ６０７８の他端（矢印Ａ１方向）に対して、図示しない駆動軸を介して連結される回転駆動モータ６０９０とが備えられる。また、回転駆動モータ６０９０の矢印Ａ１方向には、該回転駆動モータ６０９０と多少離間した位置でボールねじ６０７８を軸支する軸受６０９２を内装する支持部材６０９４が設けられる。【０３３６】
なお、テーブル面６０１０ａ上において、前記支持部材６０８８の矢印Ａ１方向には、固定ピン６０６２が上部に突設された固定部材６０９６が並設されている。そして、図６８に示すように、載置台６０２１の高さは、固定部材６０９６や可動部材６０７４よりも高く、且つ、固定ピン６０６２及び可動ピン６０６４よりも低く設定されている。【０３３７】
従って、直線移動手段６０７２では、回転駆動モータ６０９０の回転駆動力によりボールねじ６０７８を回転させることで、ねじ部６０７８ａと螺合しているナット部材６０８４と共に可動部材６０７４が直線移動する。このため、可動ピン６０６４を直線移動させることができ、該可動ピン６０６４と固定ピン６０６２との間の距離Ｌ（図６５参照）を所定の距離に変更可能である。この際、可動部材６０７４の移動距離は、例えば、可動部材６０７４方向を指向する光センサ６０９８（第１の検知手段）を支持部材６０８８に隣接配置することにより検知するとよい。また、リニアガイド６０８２上を摺動するスライダ６０８０に、図示しないリニアエンコーダのヘッドを取り付け、図示しないリニアガイド側、すなわちテーブル面６０１０ａに、リニアエンコーダのリボンスケールを取り付けて、可動部材６０７４の移動距離を検知してもよい。【０３３８】
このとき、上記のように、載置台６０２１には逃げ部６０２１ｅが設けられているので、可動ピン６０６４は、ワークＷを位置決めするために十分な範囲（図６６の矢印Ａ方向）を移動することができる。【０３３９】
さらに、上記のように、可動部材６０７４はナット部材６０８４に対して弾性体６０８５を介して固定されている。このため、可動部材６０７４（可動ピン６０６４）が所定の位置にて固定されている状態、すなわち、ねじ部６０７８ａとナット部材６０８４とが所定の位置にて螺合して固定されている状態において、可動部材６０７４（可動ピン６０６４）は弾性体６０８５により弾性支持されているため、軸方向（図６６の矢印Ａ方向）に多少移動（微動）可能である。このような弾性体６０８５の作用による可動部材６０７４（可動ピン６０６４）の可動範囲（移動幅）は、ボールねじ６０７８のねじ部６０７８ａとナット部材６０８４との螺合部分でのガタツキよりも大きくするように設定すると、十分な移動量を有して可動部材６０７４（可動ピン６０６４）が弾性支持される。【０３４０】
なお、可動ピン６０６４が突設された可動部材６０７４は、軸方向（移動方向）には上記のように弾性体６０８５により多少の移動が許容されて弾性支持されるが、テーブル面６０１０ａの旋回方向（前記軸方向と直交する方向。図７１Ａ参照）には、前記弾性体６０８５の弾性支持はなく、高い剛性を有して支持されている。従って、テーブル６０１０では、上記可動ピン６０６４の軸方向への弾性支持によりピッチ誤差等を吸収しながら容易にワークＷを位置決めでき、さらに、該位置決めは高精度に行われることになる。【０３４１】
一方、駆動部６０６８は略有底円筒形状からなり、旋回部６０６６と係合部６１００にて着脱自在に係合される基部６１０２を有し、上記のように、その底面にて基台４０１４に固定されている。【０３４２】
そして、駆動部６０６８は、基部６１０２の内周面に配設される軸受６１０４（軸支手段）により旋回部６０６６を回転自在に軸支すると共に、基部６１０２の内側中心部には、係合孔６０７０に対して駆動軸６０６９ａにより係合し、旋回部６０６６を旋回（回転）駆動する旋回部駆動モータ６０６９が配設されている。なお、駆動軸６０６９ａの周面にはエンコーダ６１０８（第２の検知手段）が配設され、該駆動軸６０６９ａの回転位置や回転量を検知可能である。【０３４３】
また、軸受６１０４の上部にはシール部材６１０６が設設される。該シール部材６１０６により、ワークＷが加工された際の切削屑や切削油等が係合部６１００の隙間から入り込むことが防止され、軸受６１０４等の不具合を防止できる。さらに、基部６１０２は有底円筒形状であるため、上記シール部材６１０６の作用と合わせて、エンコーダ６１０８に切削屑や切削液等が混入されることがなく、該エンコーダ６１０８の誤動作等も防止できる。【０３４４】
以上から、テーブル６０１０では、コントローラ４０２３の制御下に、直線移動手段６０７２を構成する回転駆動モータ６０９０が駆動され、ボールねじ６０７８が回転駆動されることにより、可動ピン６０６４が図６６の矢印Ａ方向の所定位置に移動する。これにより、固定ピン６０６２と可動ピン６０６４と間の距離Ｌ（図６５参照）を、位置決めするワークＷの２つの基準孔Ｗａ、Ｗｂのピッチと一致させることができ、ワークＷを位置決めした状態で載置台６０２１上に載置することができる（図６９、図７０Ａ及び図７０Ｂ参照）。また、コントローラ４０２３の制御下に、駆動部６０６８の旋回部駆動モータ６０６９により旋回部６０６６が旋回されることにより、テーブル面６０１０ａも旋回され、ワークＷを所望の姿勢で工具Ｔａに対向させることができる。【０３４５】
このように、テーブル６０１０では、ワークＷの基準孔Ｗａ、Ｗｂの位置（ピッチ）に対応して、固定ピン６０６２と可動ピン６０６４との間を所望の距離に変更することで、ワークＷを容易に位置決めして載置台６０２１上に載置することができる。さらに、旋回部６０６６により、テーブル面６０１０ａ上で位置決めされて載置されているワークＷを容易に所望の姿勢に回転移動させることができる。従って、テーブル６０１０を用いることで、上記従来の構成のように複雑な構成を用いることなく、直線移動手段６０７２と回転手段である駆動部６０６８とからなる簡単な構成で、各種形状のワークを容易に所望の姿勢に位置決めすることが可能となる。【０３４６】
なお、上記のように、テーブル６０１０は旋回部６０６６と駆動部６０６８とが係合部６１００にて容易に着脱自在である。このため、旋回部６０６６と駆動部６０６８とを分離して、駆動部品等を持たず一層簡素且つ軽量な旋回部６０６６は、ワークＷを位置決め固定して搬送するワーク搬送パレットとして使用することもできる。また、このパレットである旋回部６０６６を複数用意して、駆動部６０６８に対して必要に応じて交換することでワークＷの交換をするようにしてもよい。【０３４７】
次に、基本的には以上のように構成されるテーブル６０１０を備える工作機械６０１２により、ワークＷの被加工面６１１０（図４５、図７０Ａ参照）の加工を行う場合の動作の一例について、図６８のフローチャートに基づいて説明する。【０３４８】
先ず、ステップＳ２０１において、コントローラ４０２３の制御下に、直線移動手段６０７２の回転駆動モータ６０９０を駆動させてボールねじ６０７８を回転駆動することにより、可動ピン６０６４を直線移動させる。そして、可動ピン６０６４と固定ピン６０６２との間の距離Ｌ（図６５参照）が所定位置、すなわち、ワークＷの基準孔Ｗａ、Ｗｂのピッチに一致したところで、回転駆動モータ６０９０の回転を停止する。【０３４９】
これにより、可動ピン６０６４と固定ピン６０６２が、ワークＷの基準孔Ｗａ、Ｗｂの位置に対応して、該ワークＷを位置決めできる位置で固定される。この際、可動ピン６０６４の位置や移動量は、光センサ６０９８により検知される。なお、前記可動ピン６０６４の位置検知は、光センサ６０９８を用いる方法に限らず、例えば、回転駆動モータ６０９０の図示しない駆動軸にエンコーダを配設して検知することも可能である。また、上記の図示しないリニアエンコーダを配設して検知することも可能である。【０３５０】
次に、ステップＳ６０１０において、図６８に示すように、可動ピン６０６４及び固定ピン６０６２にワークＷの基準孔Ｗａ、Ｗｂを係合させ、該ワークＷを位置決めした状態で、載置台６０２１上に載置する。【０３５１】
ところで、第５の実施形態に係るテーブル６０１０では、上記のように、可動ピン６０６４が突設された可動部材６０７４は、軸方向には弾性体６０８５により柔軟に移動自在に弾性支持されると共に、テーブル面６０１０ａの旋回方向（前記軸方向と直交する方向）には高い剛性を有して支持されている。【０３５２】
このため、テーブル６０１０では、ワークＷの基準孔Ｗａ、Ｗｂに対して固定ピン６０６２及び可動ピン６０６４を係合させる際、可動ピン６０６４が軸方向に柔軟に移動することになる。従って、基準孔Ｗａと基準孔Ｗｂとの間や固定ピン６０６２と可動ピン６０６４との間のピッチ誤差を、前記可動ピン６０６４の柔軟な移動により吸収しながらワークＷの位置決めを行うことができる。また、ワークＷの導入時の姿勢誤差（例えば、ワークＷが多少斜めになっている場合等）がある場合であっても、可動ピン６０６４が柔軟に移動することにより係合不良（位置決め不良）等の発生を防止することができる。このため、ワークＷの前記位置決め不良に起因して工作機械６０１２の全体の動作が停止されてしまうような事態を回避することができる。【０３５３】
さらに、テーブル６０１０では、上記のように、可動部材６０７４がテーブル面６０１０ａの旋回方向に高い剛性を有して支持されている。従って、テーブル６０１０では、前記可動ピン６０６４の旋回方向への高い剛性支持と、固定ピン６０６２による確実な支持とにより、上記可動ピン６０６４の軸方向への弾性支持によりピッチ誤差等を吸収しながらも、ワークＷの位置決めは高精度に行うことができる。【０３５４】
ところで、上記ステップＳ６０１０により、テーブル面６０１０ａ上で位置決めされて載置されたワークＷは、例えば、図７０Ａに示すような姿勢となっており、被加工面６１１０と主軸４０４６に装着される工具Ｔａとが対向していない。従って、この状態のままでは、前記被加工面６１１０の加工を適切に行うことが困難である。【０３５５】
そこで、次に、ステップＳ２０３において、コントローラ４０２３の制御下に、テーブル６０１０の駆動部６０６８の旋回部駆動モータ６０６９を駆動させて、テーブル面６０１０ａ（旋回部６０６６）を旋回駆動する。つまり、テーブル面６０１０ａ上に位置決め固定されているワークＷを旋回させる（図７０Ａの矢印Ｂ方向）。【０３５６】
そして、図７０Ｂに示すように、ワークＷが所望の加工姿勢、すなわち、被加工面６１１０が主軸４０４６（工具Ｔａ）に対向する姿勢とされた位置で旋回部駆動モータ６０６９を停止させる。これにより、ワークＷが所望の加工姿勢で位置決めされることになる。この際、ワークＷ（旋回部６０６６）の回転位置や回転量の検知は、駆動部６０６８に内装されるエンコーダ６１０８により行われる。なお、このようなワークＷの回転位置や回転量の検知はエンコーダ６１０８による方法以外にも、例えば、テーブル６０１０の回転量を検知するセンサ等を該テーブル６０１０に近接配置して検知することもできる。【０３５７】
次いで、ステップＳ２０４において、今回の加工に際して、主軸４０４６に装着されている工具Ｔａでそのまま加工を行うことが可能であると判断された場合には、次に、ステップＳ２０６が行われる。一方、工具交換が必要であると判断された場合には、次に、下記ステップＳ２０５が実行される。【０３５８】
すなわち、上記ステップＳ２０４において工具交換が必要であると判断されると、ステップＳ２０５が実行されることになり、先ず、工具交換ユニット４０２０の旋回アーム４０５２が旋回して、図４６にて実線で示す角度に固定される。このとき、主軸ヘッドユニット４０１８における第１駆動モータ４０２４、第２駆動モータ４０３０及び第３駆動モータ４０３４の駆動により、主軸ユニット４０１６が、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向に移動され、所定の工具交換位置にて停止する。【０３５９】
そして、旋回アーム４０５２における所定の把持手段４０５８の開閉動作と、主軸ユニット４０１６のＸ軸方向等への移動とにより、ワークＷの加工に要する工具、例えば、工具Ｔｂが工具ホルダ４０４２を介して主軸４０４６に取り付けられる。【０３６０】
再び主軸ヘッドユニット４０１８により、主軸ユニット４０１６が、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向に移動され、ワークＷに対する加工位置へ工具Ｔｂが近接したところで停止される。【０３６１】
そして、ステップＳ２０６において、主軸駆動モータ４０４７により工具Ｔｂ（４０４４ａ）が回転駆動されると共に、主軸ヘッドユニット４０１８により、当該工具Ｔｂ（４０４４ａ）がＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向へと移動しながら、ワークＷに所定の加工を行う。【０３６２】
その後、必要に応じて、ワークＷがテーブル６０１０上に位置決めされた状態のまま、旋回部駆動モータ６０６９によりテーブル面６０１０ａを回転させると、ワークＷは次の加工箇所が加工可能な姿勢に容易に移動され所定の加工が行われることになる。【０３６３】
以上のように、第５の実施形態におけるテーブル６０１０及びこのテーブル６０１０を備える工作機械６０１２では、コントローラ４０２３により位置決め制御する軸が、直線移動手段６０７２における直線軸（Ａ軸）と、旋回部６０６６の旋回軸（Ｂ軸）の２軸とからなる簡略な構成である。このため、テーブル６０１０の構造を簡略化且つ軽量化しながら、各種形状のワークを所望の姿勢に位置決めすることができる。また、コントローラ４０２３では、ワークＷを所望の姿勢に位置決めする際の主要な制御が、前記２軸の位置制御のみである。このため、工作機械６０１２では、該コントローラ４０２３の制御負荷が大幅に低減することになる。【０３６４】
なお、第５の実施形態において、固定ピン６０６２及び可動ピン６０６４が、夫々固定部材６０９６及び可動部材６０７４に対して着脱自在に取り付けられていると、ワークＷの基準孔Ｗａ、Ｗｂの形状や大きさに応じて、様々な種類の固定ピン６０６２及び可動ピン６０６４を用いることができるため好適である。【０３６５】
次に、第５の実施形態における第１変形例につき、図７１及び図７２を参照して説明する。なお、図７１及び図７２において、図６１〜図７０に示される参照符号と同一の参照符号は、同一又は同様な構成を示し、このため同一又は同様な機能及び効果を奏するものとして、詳細な説明を省略し、以下同様とする。【０３６６】
第５の実施形態の第１変形例に係るテーブル６１１２（ワーク位置決めテーブル）は、上記テーブル６０１０と比べて、直線移動手段６０７２の替わりに直線移動手段６１１４を備える点が相違する。【０３６７】
図７１に示すように、直線移動手段６１１４は、直線移動手段６０７２における回転駆動モータ６０９０が省略されると共に、該回転駆動モータ６０９０が配設されていた部分のボールねじ６０７８の端部には、ヘッド部６０７８ｂが設けられる。従って、テーブル６１１２において可動ピン６０６４を移動させる際には、例えば、ヘッド部６０７８ｂに係合する所定の工具を用い、手動でボールねじ６０７８を回転させればよい。【０３６８】
なお、直線移動手段６１１４では、前記ヘッド部６０７８ｂに係合可能な形状を有する回転ツール６１１６を工作機械６０１２の主軸４０４６に装着し、主軸駆動モータ４０４７により該回転ツール６１１６を回転駆動させることで、可動ピン６０６４の移動を自動化することも可能である。図７２は、このような回転ツール６１１６の一部省略斜視図を示している。【０３６９】
図７２に示すように、回転ツール６１１６は、工具ホルダ４０４２の装着部４０４２ａを介して主軸４０４６の装着穴４０４６ａに着脱自在に取り付けられるように構成されており、ボールねじ６０７８のヘッド部６０７８ｂと係合する孔部６１１６ａが形成される係合部６１１６ｂを備える。回転ツール６１１６の係合部６１１６ｂは、工具ホルダ４０４２に挿入・合体して一体化され、図示しない位置決め部材により係合部６１１６ｂと工具ホルダ４０４２とが位置決めされている。【０３７０】
そして、回転ツール６１１６を用いてボールねじ６０７８を回転駆動する際には、コントローラ４０２３の制御下に、先ず、上記の実施形態におけるステップＳ２０５にて説明したような工具交換作業により、回転ツール６１１６を主軸４０４６に工具ホルダ４０４２を介して装着する。【０３７１】
次いで、主軸４０４６を移動させることにより、回転ツール６１１６の軸方向とボールねじ６０７８の軸方向とを一致させる（図７１参照）。そして、ボールねじ６０７８のヘッド部６０７８ｂに係合部６１１６ｂを係合させた後、主軸駆動モータ４０４７により回転ツール６１１６を回転させることでボールねじ６０７８を回転駆動させて、可動ピン６０６４の移動（位置決め）を行う。【０３７２】
以上のように、テーブル６１１２では、直線移動手段６１１４が回転駆動モータ６０９０を持たないことにより、該直線移動手段６１１４の構成を一層簡略化できる。従って、テーブル６０１０と比べて一層簡略化且つ軽量化させることができる。【０３７３】
次に、第５の実施形態の第２変形例につき、図７３及び図５６を参照して説明する。【０３７４】
第５の実施形態の第２変形例に係るテーブル６１１８（ワーク位置決めテーブル）は、上記テーブル６０１０と比べて、直線移動手段６０７２の替わりに直線摺動手段６１２０を備える点が相違する。【０３７５】
図７３に示すように、直線摺動手段６１２０は、直線移動手段６０７２におけるボールねじ６０７８の替わりにガイド棒６１２２を備え、ナット部材６０８４の替わりに前記ガイド棒６１２２が摺動自在に貫通する摺動部材６１２４を備える。【０３７６】
前記ガイド棒６１２２は丸棒形状からなり、両端が支持部材６１２６、６１２８により固定支持されている。従って、可動部材６０７４（可動ピン６０６４）は、摺動部材６１２４、スライダ６０８０及びリニアガイド６０８２により、矢印Ａ方向に摺動自在である。【０３７７】
さらに、直線摺動手段６１２０の摺動部材６１２４には、該摺動部材６１２４をガイド棒６１２２に対してロック可能なブレーキ手段６１３０が連結される。ブレーキ手段６１３０としては、摺動部材６１２４をガイド棒６１２２に対してロック可能な構成であればよく、例えば、図示しないシリンダとシリンダロッドとの伸縮動作により、図示しないブレーキパッドをガイド棒６１２２に対して押圧固定するような構成でもよい。【０３７８】
テーブル６１１８では、ガイド棒６１２２に対して摺動自在且つロック自在に構成される可動ピン６０６４（可動部材６０７４）を、該可動ピン６０６４に係合可能に構成され且つ主軸４０４６に装着される移動ツール５０４４（図５６参照）により直接移動させる。【０３７９】
そして、移動ツール５０４４を用いて可動ピン６０６４を移動させる際には、コントローラ４０２３の制御下に、先ず、上記の実施形態におけるステップＳ２０５にて説明したような工具交換作業により、移動ツール５０４４を主軸４０４６に工具ホルダ４０４２を介して装着する。【０３８０】
次いで、主軸４０４６を移動させることにより、移動ツール５０４４の孔部５０４４ａの軸方向と可動ピン６０６４の軸方向とを一致させる（図７３参照）。そして、孔部５０４４ａと可動ピン６０６４とを係合させた後、主軸ユニット４０１６を図７３の矢印Ａ方向に移動させることで可動ピン６０６４を移動させて、可動ピン６０６４の移動（位置決め）を行う。なお、可動ピン６０６４が所定の位置に移動させられると、コントローラ４０２３により、ブレーキ手段６１３０が駆動され、可動ピン６０６４の位置が確実に固定される。【０３８１】
以上のように、テーブル６１１８では、直線摺動手段６１２０が回転駆動モータ６０９０や軸受６０８６、６０９２等を持たないことにより、該直線摺動手段６１２０の構成を一層簡略化できる。従って、テーブル６０１０と比べて一層簡略化且つ軽量化させることができる。【０３８２】
例えば、上記テーブル６０１０、６１１２、６１１８にて位置決めされるワークとしては、ワークＷには当然限定されず、多様な形状のワークの位置決め及び加工が可能である。また、ワークＷの位置決め方法としては、上記実施形態で説明したように、ワークＷに基準孔Ｗａ、Ｗｂを設けて、固定ピン６０６２及び可動ピン６０６４と係合させる替わりに、ワークＷに突起部（ピン）を設けて、テーブル６０１０、６１１２、６１１８に凹状の孔部を形成することによって、位置決めをするようにしてもよい。【０３８３】
また、回転ツール６１１６は、ボールねじ６０７８を回転可能であればよく、同様に、移動ツール５０４４は、可動ピン６０６４を移動可能であればよい。【０３８４】
さらに、上記実施形態における工作機械６０１２に用いられる主軸ヘッドユニット４０１８及び工具交換ユニット４０２０等は、これらに限定されるものではないのは当然である。また、主軸ユニット４０１６の主軸４０４６の３次元方向への移動は、上記Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸系による直交座標系の機構に限らず、回転軸を含む極座標系の機構等により制御するようにしてもよい。【０３８５】
さらにまた、テーブル６０１０、６１１２、６１１８における駆動部６０６８は旋回部６０６６を旋回可能であればよく、例えば、基部６１０２を設けず、基台４０１４上に直接旋回部駆動モータ６０６９を配置するような構成でもよい。
【図１】
2007102435.tif 000003
【図２】
2007102435.tif 000004
【図３】
2007102435.tif 000005
【図４】
2007102435.tif 000006
【図５】
2007102435.tif 000007
【図６】
2007102435.tif 000008
【図７】
2007102435.tif 000009
【図８】
2007102435.tif 000010
【図９】
2007102435.tif 000011
【図１０】
2007102435.tif 000012
【図１１】
2007102435.tif 000013
【図１２】
2007102435.tif 000014
【図１３】
2007102435.tif 000015
【図１４】
2007102435.tif 000016
【図１５】
2007102435.tif 000017
【図１６】
2007102435.tif 000018
【図１７】
2007102435.tif 000019
【図１８】
2007102435.tif 000020
【図１９】
2007102435.tif 000021
【図２０】
2007102435.tif 000022
【図２１】
2007102435.tif 000023
【図２２】
2007102435.tif 000024
【図２３】
2007102435.tif 000025
【図２４】
2007102435.tif 000026
【図２５】
2007102435.tif 000027
【図２６】
2007102435.tif 000028
【図２７】
2007102435.tif 000029
【図２８】
2007102435.tif 000030
【図２９】
2007102435.tif 000031
【図３０】
2007102435.tif 000032
【図３１】
2007102435.tif 000033
【図３２】
2007102435.tif 000034
【図３３】
2007102435.tif 000035
【図３４】
2007102435.tif 000036
【図３５】
2007102435.tif 000037
【図３６】
2007102435.tif 000038
【図３７】
2007102435.tif 000039
【図３８】
2007102435.tif 000040
【図３９】
2007102435.tif 000041
【図４０】
2007102435.tif 000042
【図４１】
2007102435.tif 000043
【図４２】
2007102435.tif 000044
【図４３】
2007102435.tif 000045
【図４４】
2007102435.tif 000046
【図４５】
2007102435.tif 000047
【図４６】
2007102435.tif 000048
【図４７】
2007102435.tif 000049
【図４８】
2007102435.tif 000050
【図４９】
2007102435.tif 000051
【図５０】
2007102435.tif 000052
【図５１】
2007102435.tif 000053
【図５２】
2007102435.tif 000054
【図５３】
2007102435.tif 000055
【図５４】
2007102435.tif 000056
【図５５】
2007102435.tif 000057
【図５６】
2007102435.tif 000058
【図５７】
2007102435.tif 000059
【図５８】
2007102435.tif 000060
【図５９】
2007102435.tif 000061
【図６０】
2007102435.tif 000062
【図６１】
2007102435.tif 000063
【図６２】
2007102435.tif 000064
【図６３】
2007102435.tif 000065
【図６４】
2007102435.tif 000066
【図６５】
2007102435.tif 000067
【図６６】
2007102435.tif 000068
【図６７】
2007102435.tif 000069
【図６８】
2007102435.tif 000070
【図６９】
2007102435.tif 000071
【図７０】
2007102435.tif 000072
【図７１】
2007102435.tif 000073
【図７２】
2007102435.tif 000074
【図７３】
2007102435.tif 000075
【国際調査報告】
2007102435.tif 000076
2007102435.tif 000077
2007102435.tif 000078
2007102435.tif 000079