(57)【要約】【課題】  工作機械の回転主軸に取り付けられた工具の予期せぬ衝突を未然に防ぐ。【解決手段】  回転主軸に取り付けられた工具の先端位置を測定する測定手段に近づく方向に工具を前進させる。その測定手段で工具の先端位置を検出した際には、工具の前進移動を停止させる。この停止させたときの工具位置を算出して、工具の長さを演算する。演算した工具長と記憶した工具の工具長と比較し、その比較結果から、主軸に取り付けられた工具の種別が正規のものであるか否か判定する。【選択図】図６
2007015090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数種類の工具を交代で回転主軸に取り付けて、該工具とベースに載置されるワークとの間で、数値制御部からの移動指令により相対移動させて上記ワークを所望形状に加工するにあたり、上記回転主軸に取り付けた工具の先端位置を所定の測定手段で測定した測定値でもって、該工具の種別を検出する工具種別検出方法において、
該測定手段方向に工具を前進させて、所定の測定手段で工具の先端位置を検出した際には、工具の前進移動を停止させる工具停止工程と、
該停止時の工具位置を算出して、工具長を演算する演算工程と、
演算した工具長と記憶した工具の工具長と比較する比較工程と、
該比較結果から、主軸に取り付けられた工具の種別を判定する判定工程とを有することを特徴とする工具種別検出方法。
【請求項２】
請求項１記載の工具種別検出方法において、
上記所定の測定手段で工具の先端位置を検出して工具の前進移動を停止させる工程において、停止直前の位置まで該工具を高速で前進させる高速前進工程と、その後、刃先位置を測定できる低速で該工具を前進させる低速前進工程からなることを特徴とする工具種別検出方法。
【請求項３】
請求項１記載の工具種別検出方法において、
上記複数種類の工具の刃先位置を測定できる前進速度及びその測定開始位置を予め記憶しておき、
上記工具の中で一番長い工具長の工具の測定開始位置まで高速で工具を移動させる高速前進工程と、一番長い工具長の工具の測定領域では工具先端位置を測定できる低速で前進させる低速前進工程と、該測定領域を通過すると、次の長さの工具長に対応する測定開始位置まで中速で工具を移動させる中速前進工程とからなることを特徴とする工具種別検出方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１つに記載の工具種別検出方法において、
上記判定工程では、各工具のオフセット量も合わせて、測定した工具を判定することを特徴とする工具種別検出方法。
【請求項５】
複数種類の工具を交代で回転主軸に取り付けて、該工具とベースに載置されるワークとの間で、数値制御部からの移動指令により相対移動させて上記ワークを所望形状に加工するＮＣ工作機械において、主軸に取り付けられる工具の種別を測定する工具種別測定装置であって、
上記ベースに取り付けられて、主軸に取り付けられた工具の刃先位置を検出する第１刃先位置検出手段と、
上記第１刃先位置検出手段と主軸に取り付けられた工具との間の位置で、上記第１刃先位置検出手段の直前に設置された第２刃先位置検出手段と、
工具の種類、長さ等の工具データを予め記憶しておく工具データ記憶手段と、
主軸を上記第１刃先位置検出手段及び上記第２刃先位置検出手段方向に前進させる前進手段と、
上記前進速度を、上記第２刃先位置検出手段までは高速で工具を前進させ、その位置から上記第１刃先位置検出手段までは低速で前進させるように主軸の前進速度を制御する速度制御手段と、
上記第１刃先位置検出手段で工具の先端位置を検出した際に、工具の前進移動を停止させる工具停止手段と、
該停止時の工具位置を算出して、工具長を演算する演算手段と、
演算した工具長と記憶した工具の工具長と比較する比較手段と、
該比較結果から、主軸に取り付けられた工具の種別を判定する判定手段とを有することを特徴とするＮＣ工作機械の工具種別測定装置。
【請求項６】
複数種類の工具を交代で回転主軸に取り付けて、該工具とベースに載置されるワークとの間で、数値制御部からの移動指令により相対移動させて上記ワークを所望形状に加工するＮＣ工作機械において、主軸に取り付けられる工具の種別を測定する工具種別測定装置であって、
上記ベースに取り付けられて、主軸に取り付けられた工具の刃先位置を検出する刃先位置検出手段と、
工具の種類、長さ等の工具データを予め記憶しておく工具データ記憶手段と、
主軸を上記刃先位置検出手段方向に前進させる前進手段と、
該前進手段で各工具を前進させた際に、各工具の刃先を測定できる測定開始位置を、各工具長に応じて記憶する測定開始位置記憶手段と、
上記前進速度を、一番長い工具長の測定開始位置までは高速で工具を前進させ、その位置から測定可能な低速で前進させ、測定領域を通過すると次の工具長の測定開始位置まで中速で前進させるように主軸の前進速度を制御する速度制御手段と、
上記刃先位置検出手段で工具の先端位置を検出した際に、工具の前進移動を停止させる工具停止手段と、
該停止時の工具位置を算出して、工具長を演算する演算手段と、
演算した工具長と記憶した工具の工具長と比較する比較手段と、
該比較結果から、主軸に取り付けられた工具の種別を判定する判定手段とを有することを特徴とするＮＣ工作機械の工具種別測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工具の先端位置を検出する技術分野に属する。本発明は、複数の工具を交換して加工を行うマシニングセンタなどのコンピュータ数値制御工作機械（ＣＮＣマシン）に特に好適である。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば、マシニングセンタなどのコンピュータ数値制御工作機械（ＣＮＣマシン）のトラブルとして主軸衝突がある。その原因としては、マシニングセンタのプログラムが要求するツールと異なるツールを作業者が誤ってマガジンに収納したり、プログラムにおいてツールの軸長を誤って入力（例えば、１００ｍｍを１０ｍｍと入力）してしまう作業ミスが挙げられる。
【０００３】
これに対し、主軸にツールを装着した後で、マガジンに収納された複数のツールを、ツール交換手段が、プログラムの進行に従って指定された順に主軸に交換して装着し、それら各ツールによって順次ワークを加工するマシニングセンターにおいて、上記プログラムで指定したツールを上記ツール交換手段が上記主軸に装着する前に、そのツールの軸長を測定して、測定したツールの実際の軸長とプログラムに設定されたツールの軸長とが一致したか否かを判別するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１では、マガジンに間違ったツールが収納されていたり、プログラムにおけるツールの軸長の設定が間違っていた等の作業ミスを見つけることができ、問題のツールが加工に使われる前に対処することができる。即ち、作業ミスに起因したツールの予期せぬ衝突を未然に防ぐことができる。
【特許文献１】特開２００５−４０９２９号公報（段落［００１３］、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１では、待機位置のツールの軸長を測定するための軸長測定装置がマガジンに設けられている。この軸長測定装置は、モータを駆動し、ボールネジ機構に備えた直動出力部を、待機位置に配されたツールの軸方向に直動させて、ツールの先端に接離させる構造になっている。また、直動出力部がツールの先端に突き当たったことを検出し、その時の直動出力部の現在位置を検出している。そして、直動出力部がツールに突き当たったときの位置からツールの軸長を演算するようになっている。
【０００５】
そのために、上記した特許文献１では、マガジンの待機位置にあるツールの軸長を測定する軸長測定装置をツール方向に移動させるモータや直動出力部等が必要であり、余分な設備を必要とする。その上、ツールが主軸に正規に装着されたかどうかを検出することができない不具合を有する。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、主軸にツールを装着した状態で、主軸を移動させてツールの軸長を測定するものであって、ツールの予期せぬ衝突を未然に防ぐことが可能なコンピュータ数値制御工作機械の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明は、
複数種類の工具を交代で回転主軸に取り付けて、該工具とベースに載置されるワークとの間で、数値制御部からの移動指令により相対移動させて上記ワークを所望形状に加工するにあたり、上記回転主軸に取り付けた工具の先端位置を所定の測定手段で測定した測定値でもって、該工具の種別を検出する工具種別検出方法において、
該測定手段方向に工具を前進させて、所定の測定手段で工具の先端位置を検出した際には、工具の前進移動を停止させる工具停止工程と、
該停止時の工具位置を算出して、工具長を演算する演算工程と、
演算した工具長と記憶した工具の工具長と比較する比較工程と、
該比較結果から、主軸に取り付けられた工具の種別を判定する判定工程とを有することを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１記載の工具種別検出方法において、上記所定の測定手段で工具の先端位置を検出して工具の前進移動を停止させる工程において、停止直前の位置まで該工具を高速で前進させる高速前進工程と、その後、刃先位置を測定できる低速で該工具を前進させる低速前進工程からなることを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１記載の工具種別検出方法において、上記複数種類の工具の刃先位置を測定できる前進速度及びその測定開始位置を予め記憶しておき、
上記工具の中で一番長い工具長の工具の測定開始位置まで高速で工具を移動させる高速前進工程と、一番長い工具長の工具の測定領域では工具先端位置を測定できる低速で前進させる低速前進工程と、該測定領域を通過すると、次の長さの工具長に対応する測定開始位置まで中速で工具を移動させる中速前進工程とからなることを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の工具種別検出方法において、上記判定工程では、各工具のオフセット量も合わせて、測定した工具を判定することを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明は、複数種類の工具を交代で回転主軸に取り付けて、該工具とベースに載置されるワークとの間で、数値制御部からの移動指令により相対移動させて上記ワークを所望形状に加工するＮＣ工作機械において、主軸に取り付けられる工具の種別を測定する工具種別測定装置であって、
上記ベースに取り付けられて、主軸に取り付けられた工具の刃先位置を検出する第１刃先位置検出手段と、
上記第１刃先位置検出手段と主軸に取り付けられた工具との間の位置で、上記第１刃先位置検出手段の直前に設置された第２刃先位置検出手段と、
工具の種類、長さ等の工具データを予め記憶しておく工具データ記憶手段と、
主軸を上記第１刃先位置検出手段及び上記第２刃先位置検出手段方向に前進させる前進手段と、
上記前進速度を、上記第２刃先位置検出手段までは高速で工具を前進させ、その位置から上記第１刃先位置検出手段までは低速で前進させるように主軸の前進速度を制御する速度制御手段と、
上記第１刃先位置検出手段で工具の先端位置を検出した際に、工具の前進移動を停止させる工具停止手段と、
該停止時の工具位置を算出して、工具長を演算する演算手段と、
演算した工具長と記憶した工具の工具長と比較する比較手段と、
該比較結果から、主軸に取り付けられた工具の種別を判定する判定手段とを有することを特徴とする。
【００１２】
請求項６の発明は、複数種類の工具を交代で回転主軸に取り付けて、該工具とベースに載置されるワークとの間で、数値制御部からの移動指令により相対移動させて上記ワークを所望形状に加工するＮＣ工作機械において、主軸に取り付けられる工具の種別を測定する工具種別測定装置であって、
上記ベースに取り付けられて、主軸に取り付けられた工具の刃先位置を検出する刃先位置検出手段と、
工具の種類、長さ等の工具データを予め記憶しておく工具データ記憶手段と、
主軸を上記刃先位置検出手段方向に前進させる前進手段と、
該前進手段で各工具を前進させた際に、各工具の刃先を測定できる測定開始位置を、各工具長に応じて記憶する測定開始位置記憶手段と、
上記前進速度を、一番長い工具長の測定開始位置までは高速で工具を前進させ、その位置から測定可能な低速で前進させ、測定領域を通過すると次の工具長の測定開始位置まで中速で前進させるように主軸の前進速度を制御する速度制御手段と、
上記刃先位置検出手段で工具の先端位置を検出した際に、工具の前進移動を停止させる工具停止手段と、
該停止時の工具位置を算出して、工具長を演算する演算手段と、
演算した工具長と記憶した工具の工具長と比較する比較手段と、
該比較結果から、主軸に取り付けられた工具の種別を判定する判定手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によると、主軸に間違ったツールが取り付けられていたり、取り付け不良等の作業ミスを見つけることができ、問題の工具が加工に使われる前に対処することができる。即ち、作業ミスに起因した工具の予期せぬ衝突を未然に防ぐことができる。又、未加工、加工精度不良等の不良ワークが流出されることも防止できる。
【００１４】
請求項２の発明によると、工具の種別（工具長）を測定する測定時間を無駄なくスピードアップでき、且つ確実に工具長を測定できる。
【００１５】
請求項３の発明によると、簡単な構成で各種工具長の工具を確実に，且つ効率良くスピードアップして測定できる。
【００１６】
請求項４の発明では主軸に取り付けた工具の種別を確実に判別できるとともに、オフセット量も考慮されるので、工具の種別及びセッティング不良を確実に判別できる。
【００１７】
請求項５発明によると、作業ミスに起因した工具の予期せぬ衝突を未然に防ぐことができるとともに、工具の種別（工具長）を測定する測定時間を無駄なくスピードアップでき、且つ確実に工具長を測定できる。
【００１８】
請求項６の発明によると、作業ミスに起因した工具の予期せぬ衝突を未然に防ぐことができるとともに、簡単な構成で各種工具長の工具を確実に，且つ効率良くスピードアップして測定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（実施形態１）
以下、本発明の実施形態１を図１〜図６に基づいて説明する。
【００２０】
図１に示すように、前面側を加工室２０とした工作機械５０のベース１１にコラム１２が固設され、このコラム１２の前面に第一サドル１８ａが上下方向に移動可能に案内されるようにして支持され、また第一サドル１８ａの前面に第二サドル１８ｂが左右方向に移動可能に案内されるようにして支持されると共に、第二サドル１８ｂに主軸ヘッド１３が前後方向（図２において紙面の左右方向）に移動可能に案内されるようにして支持されている。主軸ヘッド１３には主軸１４が回転可能に支持され、その先端にはドリル等の工具１５が着脱可能に装着されている。工作機械５０は、周知の数値制御部（図示せず）を備えており、この数値制御部からの移動指令により主軸１４が移動するようになっている。そして、主軸１４が上記加工室２０内の図示しないテーブル上のワークに対応配置された状態で、その主軸１４が回転されながらワークに向かって移動されて、工具１５によりワークに対して穿孔等の所定の加工が施されるようになっている。
【００２１】
コラム１２上のフレーム１６には、工具マガジン１７が水平軸線を中心に回転可能に支持され、その外周には工具１５を把持するための複数の工具把持部１７ａが所定ピッチで設けられている。コラム１２上のフレーム１６には、工具マガジン１７が水平軸線を中心に回転可能に支持され、その外周には工具１５を把持するための複数の工具把持部１７ａが所定ピッチで設けられている。そして、工具交換時には、工具マガジン１７が割り出し回転されて、選択された空の工具把持部１７ａが主軸１４に対応する。主軸１４は、第一サドル１８ａの上昇にて工具マガジン１７の工具把持最下部まで上昇して、工具把持部１７ａへ工具を収納する。次いで、主軸１４の工具を緩めて、主軸１４から工具１５を外し、主軸１４が自身の軸線に沿って後退移動されることにより、工具１５が空の工具把持部１７ａに把持される。次いで、工具マガジン１７が割り出し回転されて、選択された工具１５を有する工具把持部１７ａに対応する。そして、主軸１４が自身の軸線に沿って前進移動する。次いで、工具把持部１７ａの工具を締めることにより、次の工具１５が工具把持部１７ａから主軸１４に移し換えられる。このようにして、主軸１４と工具把持部１７ａとの間で工具１５が脱着交換される。
【００２２】
上記工作機械５０は、主軸１４に装着した工具１５が摩耗、折損その他の理由により、引き続きの使用が不適切となったことを検知すると、その工具１５を主軸１４から取り外して、新品工具と取り替えるようになっている。この工具１５の取り替え構造について説明する。図１に示すように、工作機械５０の一側には、工具払出し装置３０が形成されている。この工具払出し装置３０は、ベース１１上で垂直面内において回動可能に配設された工具払出し部材３１を備えており、この工具払出し部材３１の先端（上端）には工具１５を把持するための工具把持部３２が設けられている。この工具把持部３２は一対の開閉可能な工具把持爪を備え、この一対の工具把持爪は、通常時にはバネ（図示せず）により工具１５を把持する方向に付勢されている。この工具取出し装置３０の構造は、特開2004-306185号公報のような一般的な構成と同様であり、詳細な説明は省略する。
【００２３】
本発明では、作業者が、工具払出し位置Ｐ１にある工具払出し装置３０に間違って異なる種類の工具１５を取り付けた場合にその状態で工作機械５０が稼動してしまうのを防止するために、主軸１４に取り付けた新品工具１５が正規の工具１５であるか否かを検出するようになっている。具体的には、新品の工具１５が工具受取位置Ｐ２から主軸１４に移された後、加工を行なう前に主軸１４が前進して、工具長計測部Ｐ３で工具長を検出するようになっている。
【００２４】
即ち、図２に示すように、工具受取位置Ｐ２の上方位置に、工具長計測部Ｐ３が設けられている。この工具長計測部Ｐ３には、図４に示すように、近接スイッチＬＳ１及びＬＳ２が配設されている。この実施形態１では、図３に示すように、例えば、軸長が異なる４種類の工具１５ａ、１５ｂ、１５ｃ及び１５ｄが揃えられている場合を説明する。正規の工具１５ａ、１５ｂ、１５ｃ又は１５ｄがセットされている場合には、主軸１４は、それぞれの工具の先端部分が近接スイッチＬＳ１によって検出された位置で停止する。このことによって、工具１５の種別（長さ）が検出されるとともに、工具１５の先端位置が検出される。この検出の説明は、詳細に説明する。主軸１５が停止した停止位置に基づいて、工具のオフセット量も合わせて判定するようになっている。このように、正規の工具１５ａ、１５ｂ、１５ｃ又は１５ｄであるか否かを検出するともに、これら工具１５ａ、１５ｂ、１５ｃ又は１５ｄのオフセット量も合わせて比較することで、正確な位置が検出できるようになっている。
【００２５】
次に、新品工具１５の取り替え作業について、図５のフローチャートを基にして、説明する。ステップＳ１で取り替え作業がスタートする。次に、ステップＳ２で、図１に鎖線で示すように、作業者が使用不能になった工具１５を、工具払出し装置３０の工具払出し部材３１から外して、新品の工具１５を工具払出し部材３１にセットする。そして、ステップＳ３で、作業者が工具交換操作盤４０に設けられた「工具投入」の釦４１を押す。すると、ステップＳ４で工具投入プログラムが起動する。この工具投入プログラムによる動作を図６に示すフローチャートに基づいて詳細に説明する。この工具投入プログラムは、ステップＳ１０でスタートし、ステップＳ２０で、新品の工具１５を把持した工具払出し部材３１が、工具取替位置Ｐ１から、加工室２０側へ突出した工具受取位置Ｐ２に約９０°回転する。主軸１４は三次元に移動して工具受取位置Ｐ２に到達する。この工具受取位置Ｐ２で主軸１４が工具受取位置Ｐ２にある工具１５をクランプする。
【００２６】
次に、ステップＳ３０で、主軸１４が工具受取位置Ｐ２にある工具１５を正しくクランプしたか否かを検出する。主軸１４が工具１５を正しくクランプしてない場合には、ステップＳ３１で、クランプ不良として、ステップＳ６００に飛び、この工具投入プログラムを終了する。そして、図５に示すフローチャートのステップＳ５に進む。一方、主軸１４が工具１５を正しくクランプしている場合には、図６に示すフローチャートのステップＳ４０に進む。
【００２７】
ステップＳ４０では、主軸１４が工具１５をクランプした状態で、工具払出し部材３１から工具１５を引き抜き、この工具１５を工具受取位置Ｐ２から所定位置（工具計測部Ｐ３の手前位置）に移動させる。工具払出し装置３０の工具払出し部材３１は反時計方向に約９０°回転して、工具払出し位置Ｐ１に戻る。次に、ステップＳ５０に進む。このステップＳ５０では、この位置で、主軸１４に工具１５が有るか否かを検出する。工具１５が無い場合には、ステップＳ５００に進み、主軸１４を原点位置に戻す。一方、主軸１４に工具１５が有る場合には、ステップＳ１００に進み、工具長の計測ステップに入る。
【００２８】
ステップＳ１００では、工具長を測定するために主軸１４を移動させる。すなわち、まず、主軸１４の位置を、該主軸１４にどの工具１５が取り付けられていても近接スイッチＬＳ１、ＬＳ２等に干渉しない位置Ａ（図４に示す）にしておき、主軸１４をその位置から早送り速度Ｒで、近接スイッチＬＳ２に接近させていく。この主軸１４は、工具１５の先端が近接スイッチＬＳ２で検出されるまで前進させる。ステップＳ１１０で、近接スイッチＬＳ２が工具１５を検出したか否かを判定する。近接スイッチＬＳ２が工具１５を検出しなかった場合には、近接スイッチＬＳ２の異常として、ステップＳ６００に飛び、工具投入プログラムを終了する。一方、近接スイッチＬＳ２が工具１５を検出した場合には、ステップＳ２００に進む。ステップＳ２００では、工具１５の先端が検出位置Ｂとなったときに主軸１４の移動速度を、早送り速度Ｒよりも低い低速Ｓに減速して、主軸１４を工具計測部Ｐ３方向に前進させる。ステップＳ２１０で、近接スイッチＬＳ１が、工具１５の先端を検出したか否かを判定する。近接スイッチＬＳ１が工具１５の先端検出しない場合には、工具先端が不良位置Ｄまで到達して主軸１４が停止する。この場合、近接スイッチＬＳ１の異常として、ステップＳ６００に飛び、工具投入プログラムを終了する。一方、近接スイッチＬＳ１が工具１５の先端を検出した場合には、近接スイッチＬＳ１が工具を検出した位置Ｃでの主軸位置（座標Ｚ１）を読み取る。次に、ステップＳ２３０に進み、読み取った座標Ｚ１と移動開始位置Ｂの座標Ｚ２値とを比較する。その差が、例えば０．１ｍｍ以下であると、近接スイッチＬＳ１の異常として、ステップＳ６００に飛び、工具投入プログラムを終了する。一方、その差が、例えば０．１ｍｍを超えていると、近接スイッチＬＳ１が正常に読み取ったものとして、次のステップＳ２４０に進む。ステップＳ２４０では、座標Ｚ１により計算される工具長が、工具番号N0.○○の工具のオフセット長と一致しているか否かを判定する。この座標Ｚ１により計算される工具長が工具番号N0.○○の工具のオフセット長と一致してない場合には、ステップＳ２４１で、工具の取り付け間違いとして判断する。そして、ステップＳ２４２で、工具を工具払出し装置３０に戻す動作に入る。その後、ステップＳ５００に進み、主軸１４を原点位置に戻す。一方、座標Ｚ１により計算される工具長が、工具番号N0.○○の工具のオフセット長と一致している場合には、正規の工具が取り付けられたと判断して、ステップＳ５００に進み、主軸１４を原点位置に戻す。そして、ステップＳ６００に進み、工具投入プログラムを終了する。
【００２９】
そして、ステップＳ２４０で、正規の工具が取り付けられたと判断した場合には、主軸は次のステップ、例えば加工工程に入る。
【００３０】
この実施形態１では、工具の先端位置を検出する近接スイッチとして、ＬＳ１及びＬＳ２を設けている。この場合、近接スイッチＬＳ１は最終的に工具の前進を停止して工具長を測定するものである。それに対して、近接スイッチＬＳ２は、近接スイッチＬＳ１の手前の位置に設けて、この近接スイッチＬＳ２で工具が検出されると工具の前進速度を高速Ｒから低速Ｓに落とすものである。このようにすることによって、工具の前進を停止して工具長を測定する直前まで、高速Ｒで主軸を前進させることができるので、工具長の測定（正規の工具が主軸に取り付けられたか否かの判定）を短時間で行なうことができる。
【００３１】
図７には、実施形態１に係わる工作機械において、上述した工具投入プログラムにおける工具長測定機構の概略を示すブロック図である。
【００３２】
制御装置６０には、上記ベース１１に取り付けられて、主軸１４に取り付けられた工具１５の刃先位置を検出する第１刃先位置検出手段６１と、上記第１刃先位置検出手段６１と主軸１４に取り付けられた工具１５との間の位置で、上記第１刃先位置検出手段６１の直前に設置された第２刃先位置検出手段６２と、これら第１刃先位置検出手段６１及び第２刃先位置検出手段６２が接続された中央処理装置６３とが設けられている。この中央処理装置６３には、工具１５の種類、長さ等の工具データを予め記憶しておく工具データ記憶手段６８と、主軸１４を回転させながら前進させる前進速度を制御する速度制御手段６７と、停止時の工具位置を算出して工具長を演算する演算手段６４と、演算した工具長と記憶した工具１５の工具長と比較する比較手段６５と、比較結果から、主軸１４に取り付けられた工具１５の種別を判定する判定手段６６とが設けられている。中央処理装置６３からの信号により、主軸１４を回転させながら、主軸１４を上記第１刃先位置検出手段６１及び上記第２刃先位置検出手段６２に接近する方向に前進させる前進手段７１と、上記第１刃先位置検出手段６１で工具１５の先端位置を検出した際に、工具１５の前進移動を停止させる工具停止手段７２とが設けられている。さらに、測定開始位置記憶手段６９が設けられている。
【００３３】
（実施形態２）
次に、本発明の実施形態２について、図８に基づいて説明する。実施形態２では、実施形態１と異なる点のみを説明する。構成上の差異は、実施形態２では、近接スイッチＬＳ１のみで良く、近接スイッチＬＳ２を省略できることである。実施形態２は、実施形態１とは、主軸１４に取り付けた工具１５の検出システム、即ち主軸１４の前進制御で大きく異なる。この制御について、図３に示すように、長さの異なる４つの工具１５ａ〜１５ｄがあるとして説明する。工具１５ａ、１５ｂ、１５ｃ及び１５ｄの一番長い工具１５ｄに合わせて、この工具１５ｄがセットされている場合を想定して、この工具１５ｄを検出できる位置までは、主軸１４を高速Ｒ１（図８のＩ）で前進する。そして、位置IIで速度を計測速度Ｓ１に落として工具１５ｄの先端位置を近接スイッチＬＳ１で検出する。この場合に、正規の工具が工具１５ｄであって、その工具１５ｄを検出した際には、工具１５ｄの先端を検出して時の座標を読取り、主軸１４を原点に戻す。それに対して、正規の工具は工具１５ｄよりも短い工具１５ｂであるにもかかわらず、このタイミングで工具を検出した場合には、間違った工具であるとして検出して、以降の作動は中止し、報知して再度工具の取替えを促す。
【００３４】
また、正規の工具が工具１５ｂである場合、上記IIの計測速度で工具を検出しないので、所定距離前進後、今度は中速Ｒ２（III）に速度を上げて、主軸１４を前進させる。この場合、各工具１５ａ〜１５ｄの長さの差が大きくないので、高速Ｒ１（Ｉ）まで戻して前進させると、次の長さの工具を計測できない可能性があるので、中速Ｒ２（III）としている。そして、次の工具長である工具１５ａを検出できる測定位置IVまで前進させると、再び速度を計測速度Ｓ１に減速して、測定を行なう。工具１５ｂの場合には、ここでも計測されないので、再度速度Ｒ２に上昇させて前進させる（Ｖ）。そして、次の工具長である工具１５ｃを検出できる測定位置VIまで前進させると、再び速度を計測速度Ｓ１に減速して、測定を行なう。工具１５ｂの場合には、ここでも計測されないので、再度速度Ｒ２に上昇させて前進させる（VII）。工具１５ｂを計測する位置VIIIまで前進させると、再び速度を計測速度Ｓ１に減速して、測定を行なう。このようにして、工具長を検出し、正しい工具が取り付けられているか否かを判定する。
【００３５】
実施形態２の高速Ｒ１の領域は、図８に示すように、工具１５ｂであっても工具１５ｄの長さの位置、即ちIIの位置までであるが、実施形態１では、高速領域Ｒ１は、図８の点線で示すように位置VIIまで維持される。そのため、実施形態２では、実施形態１に比較して、工具長を測定するまでの時間は多くかかるが、近接スイッチＬＳ１のみで対応可能であり、近接スイッチＬＳ２を近接スイッチＬＳ１に接近して設けられない場合等には有効である。
【００３６】
なお、実施形態２において、測定速度Ｓ１で前進するのは所定距離であるが、所定距離に代えて所定時間としても良い。中速Ｒ２はIII、Ｖ及びVIIで同じ速度であるが、隣接する工具の長さの差に応じて、異なる速さにしても良い。
【００３７】
実施形態１及び２では、工具長を測定するものとして、近接スイッチＬＳ１及びＬＳ２を用いたが、近接スイッチに代えて、リミットスイッチでも良い。また、コストアップになるが、レーザーセンサー、投影機等を用いることも可能である。
【００３８】
また、実施形態１及び２は、工具払出し装置３０を有するものであったが、工具払出し装置３０がなく、作業者が直接主軸１４に工具１５を取り付けるタイプの工作機械にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上説明したように、本発明は、マシニングセンターやＮＣ工作機械等のように、複数の工具を交互に主軸に取りつけて加工するタイプの工作機械に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態１に係わる工作機械の概略を示す正面図である。
【図２】図１の部分側面図である。
【図３】実施形態１に使用される工具の種別を示す。
【図４】実施形態１において、工具の前進速度と測定開始位置との関係を説明する図である。
【図５】実施形態１の制御フローチャートである。
【図６】実施形態１の工具投入プログラムによる動作を説明するフローチャートである。
【図７】実施形態１の制御ブロック図である。
【図８】実施形態２に係わり、図４と同様な図を示す。
【符号の説明】
【００４１】
１５    工具
１６    フレーム
３０    工具払出し装置
３１    工具払出し部材
Ｐ１    工具払出し位置
Ｐ２    工具受取位置
Ｐ３    工具計測部
５０    工作機械
６０    制御装置
６１    第１刃先検出手段
６２    第１刃先検出手段
６３    中央処理装置
６４    演算手段
６５    比較手段
６６    判定手段
６７    速度制御手段
６８    工具データ記憶手段
６９    測定開始位置記憶手段
７１    前進手段
７２    工具停止手段
ＬＳ１  第１近接スイッチ
ＬＳ２  第２近接スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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