(57)【要約】【課題】作業者が一人で把持力の測定を行うことが可能な工具把持力測定システムおよび工具把持力測定方法を提供する。【解決手段】工具把持力測定システム１に、工具４００の被保持部４０２と略同一形状を備えた主軸用被保持部２１と、主軸用被保持部２１がクランプ機構３０４に引き込まれることにより変位する摺動部材２８と、摺動部材２８の変位量を検出し、該変位量に基づいてクランプ機構３０４の把持力を算出するロードセル２３と、ロードセル２３により算出された把持力を無線で送信することにより出力する無線送信装置２４と、を具備した。【選択図】図５
2007054924.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略同一形状の被保持部を各々備えた複数の工具を収容する工具収容手段と、
駆動源により回転駆動される主軸に設けられ、前記工具の被保持部を保持した状態で前記工具を前記主軸の軸線方向に引き込むことにより前記工具を把持する工具把持手段と、
前記工具収容手段に収容された複数の工具のいずれかを選択的に取り出し、取り出した工具の前記被保持部が前記工具把持手段によって把持可能な位置に前記工具を搬送するとともに、前記工具把持手段に把持された工具を受け取って前記工具収容手段に搬送する工具搬送手段と、
を具備する加工装置に含まれる前記工具把持手段の把持力を測定する工具把持力測定システムであって、
前記工具把持力測定システムは、
前記被保持部と略同一形状を備えた主軸用被保持部と、
該主軸用被保持部が前記工具把持手段に引き込まれることにより変位する変位部と、
該変位部の変位量を検出し、該変位量に基づいて前記工具把持手段の把持力を算出する把持力算出部と、
該把持力算出部により算出された把持力を出力する出力部と、
を具備することを特徴とする工具把持力測定システム。
【請求項２】
前記工具把持力測定システムは、
前記主軸用被保持部、前記変位部、前記把持力算出部および前記出力部を備える測定本体と、
該測定本体と別体であって、前記出力部により出力される把持力を表示する表示装置と、
を具備することを特徴とする請求項１に記載の工具把持力測定システム。
【請求項３】
略同一形状の被保持部を各々備えた複数の工具を収容する工具収容手段と、
駆動源により回転駆動される主軸に設けられ、前記工具の被保持部を保持した状態で前記工具を前記主軸の軸線方向に引き込むことにより前記工具を把持する工具把持手段と、
前記工具収容手段に収容された複数の工具のいずれかを選択的に取り出し、取り出した工具の前記被保持部が前記工具把持手段によって把持可能な位置に前記工具を搬送するとともに、前記工具把持手段に把持された工具を受け取って前記工具収容手段に搬送する工具搬送手段と、
を具備する加工装置に含まれる前記工具把持手段の把持力を、
前記被保持部と略同一形状を備えた主軸用被保持部と、
該主軸用被保持部が前記工具把持手段に引き込まれることにより変位する変位部と、
該変位部の変位量を検出し、該変位量に基づいて前記工具把持手段の把持力を算出する把持力算出部と、
該把持力算出部により算出された把持力を出力する出力部と、
を具備する工具把持力測定システムを用いて測定する工具把持力測定方法であって、
前記工具搬送手段が前記工具収容手段に収容された複数の工具のいずれかを選択的に取り出し、取り出した工具の前記被保持部が前記工具把持手段によって把持可能な位置に前記工具を搬送する搬送工程と、
前記工具把持手段が前記工具把持力測定システムの主軸用被保持部を把持した後、前記工具搬送手段が前記工具把持力測定システムを支持した状態を解除する把持工程と、
前記工具把持手段が前記主軸用被保持部を把持したときの把持力を前記把持力測定システムが算出して出力する把持力測定工程と、
前記工具搬送手段が前記工具把持手段により把持された把持力測定システムを支持した後、前記工具把持手段が前記把持力測定システムの主軸用被保持部を把持した状態を解除する解除工程と、
前記工具搬送手段が前記把持力測定システムを搬送して前記工具収容手段に収容する収容工程と、
を具備することを特徴とする工具把持力測定方法。
【請求項４】
前記把持工程、前記把持力測定工程および前記解除工程を通して複数回繰り返すことを特徴とする請求項３に記載の工具把持力測定方法。
【請求項５】
前記工具把持力測定システムは、
前記主軸用被保持部、前記変位部、前記把持力算出部および前記出力部を備える測定本体と、
該測定本体と別体であって、前記出力部により出力される把持力を表示する表示装置と、
を具備することを特徴とする請求項３および請求項４に記載の工具把持力測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マシニングセンタ等の加工装置において駆動源により回転駆動される主軸に設けられた工具把持手段が工具を把持する力を測定する技術に関する。
より詳細には、工具把持手段が工具を把持する力を測定する作業の省力化に関する。
【背景技術】
【０００２】
マシニングセンタ等の加工装置は、通常、複数種類の工具の基部側に同一形状の被保持部を設けるとともにモータ等の駆動源により回転駆動される主軸に工具の被保持部を把持して固定するための工具把持手段を設け、工具把持手段により把持される工具を交換することにより、一台の加工装置で切削、研削等の種々の加工を行うことを可能としている。
【０００３】
また、上記加工装置の多くは、オートマティックツールチェンジャー（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｔｏｏｌ  Ｃｈａｎｇｅｒ；以下「ＡＴＣ」と表記する。）と呼ばれる装置を具備している。ＡＴＣは、一般的には複数の工具をそれぞれ所定の位置に収容する工具収容手段および当該工具収容手段と前記工具把持手段との間で工具を搬送する工具搬送手段を具備し、主軸に把持される工具を交換する作業の省力化を図るものである。
【０００４】
以下では、図１０を用いて一般的な加工装置の主軸１００に設けられた工具把持手段の一例であるクランプ機構１０１、およびクランプ機構１０１により主軸１００に固定される工具２００について説明する。
主軸１００は略円筒形状の部材であり、ベアリング１１０・１１１を介して加工装置の構造体１１２に軸支され、図示せぬ駆動源（モータ等）により回転駆動される。主軸１００の内周面の先端側の開口部にはテーパー面１００ａが形成される。
クランプ機構１０１は主としてロッド１０２、基部側バネ受け部材１０３、先端側バネ受け部材１０４、皿バネ１０５、把持爪１０６・１０６等を具備し、主軸１００の内部空間に配置される。
ロッド１０２は棒状の部材であり、その基部には基部側バネ受け部材１０３が螺設され、先端部には把持爪１０６・１０６の基部を回動可能に係止するための溝が形成されている。
基部側バネ受け部材１０３は主軸１００の内周面に摺動可能に当接する。先端側バネ受け部材１０４は主軸１００の内周面の中途部に摺動不能に嵌装される略円筒形状の部材であり、その内周面の基部側は内径が小さく、ロッド１０２に摺動可能に当接しているが、内周面の先端側は内径が大きくなっている。
皿バネ１０５はロッド１０２に外嵌され、基部側バネ受け部材１０３および先端側バネ受け部材１０４に当接してロッド１０２を主軸１００の基部側に付勢している。
把持爪１０６・１０６はその基部がロッド１０２の先端部に回動可能に係止され、先端部には突起１０６ａ・１０６ａが設けられた部材である。
【０００５】
工具２００は主としてツール部２０１、被保持部２０２、搬送用支持部２０３等を具備する。
ツール部２０１は実際に対象物と接触して対象物の加工（切削等）を行う部分であり、一般的には胴体を成す金属製のシャンクの先端部にセラミックスや工業用ダイヤモンド等のチップが接合されたものである。被保持部２０２はテーパーシャンク２０２ａおよびプルスタッド２０２ｂからなる。テーパーシャンク２０２ａは略円錐台形状の部材であり、その外周面の形状がテーパー面１００ａに対応する。プルスタッド２０２ｂは先端部が基部（テーパーシャンク２０２ａに取り付けられている部分）よりも膨出した形状の部材である。
搬送用支持部２０３は加工機械が具備する搬送装置（図示せず）が工具２００を搬送するときに把持する部分であり、外周面に溝２０３ａが形成されている。図示せぬ搬送装置は溝２０３ａを係合することにより、工具２００を脱落することなく搬送する。
【０００６】
図示せぬアクチュエータによりロッド１０２を主軸１００の先端側に向かって押すと、ロッド１０２は皿バネ１０５の付勢力に抗して主軸１００の先端に向かって突出する。その結果、把持爪１０６・１０６の先端部は先端側バネ受け部材１０４よりも先端側に突出し、開いた状態となる。
把持爪１０６・１０６の先端部が開いた状態で工具２００の被保持部２０２を主軸１００の先端部に嵌装した後、図示せぬアクチュエータによりロッド１０２を主軸１００の先端側に向かって押していたのを解除すると、皿バネ１０５の付勢力によりロッド１０２が主軸１００の基部に向かって摺動する。その結果、把持爪１０６・１０６の先端部は先端側バネ受け部材１０４の内部に引き込まれて先端側バネ受け部材１０４の内周面に当接し、把持爪１０６・１０６は閉じる。このとき、把持爪１０６・１０６の先端部に設けられた突起１０６ａ・１０６ａがプルスタッド２０２ｂに係合し、これを把持するので、工具２００は主軸１００の基部に向かって引き込まれ、テーパーシャンク２０２ａがテーパー面１００ａに当接した状態で固定される。
【０００７】
一般に、加工装置の加工精度を確保するためには、主軸１００の中心軸と主軸１００に把持されている工具２００の中心軸が精度良く一致していることが必要である。また、主軸１００に対して工具２００が強固に固定されていること、すなわち、クランプ機構１０１が工具２００を把持する力である把持力が大きいことが必要である。
【０００８】
しかし、本実施例の主軸１００に設けられたクランプ機構１０１の把持力は皿バネ１０５の付勢力によるものであるため、長期間の使用により皿バネ１０５が劣化し（付勢力が低下し）、所望の把持力が得られない事態が生じる。このような事態が生じると、加工装置により加工された対象物の寸法精度が低下したり、ひどい場合には加工中に工具２００が主軸１００から脱落して加工装置や対象物を破損したりするおそれがある。
【０００９】
このような問題を解消する方法の一つとして、把持力測定装置により定期的に加工装置の主軸に設けられた工具把持手段の把持力を測定し、所望の把持力以下となっている場合に加工装置のメンテナンスを行う（例えば、把持力を発生させているバネを交換する）方法が挙げられる。そして、このような把持力の測定に用いられる把持力測定装置の技術も知られている。例えば、特許文献１および特許文献２に記載の如くである。
【００１０】
特許文献１に記載の把持力測定装置は、工具において加工装置の主軸に設けられた工具把持手段により把持される部分と同一形状の主軸用被保持部、工具把持手段が当該被保持部を把持する力を検出するロードセルおよび当該ロードセルにより検出された把持力を表示する表示部が一体となったものである。
特許文献２に記載の把持力測定装置は、工具において加工装置の主軸に設けられた工具把持手段により把持される部分と同一形状の主軸用被保持部および工具把持手段が当該被保持部を把持する力を検出するロードセルからなる測定装置と、ケーブルにより当該測定装置に接続され、当該ロードセルにより検出された把持力を、当該ケーブルを介して取得して表示する表示装置とからなるものである。
【特許文献１】実公平６−４５２８３号公報
【特許文献２】実開昭６３−７４４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、特許文献１に記載の把持力測定装置は、表示部が把持力測定装置と一体であるため、把持力の測定中は少なくとも一人の作業者が把持力測定装置の近傍、すなわち加工装置のワークスペース内にいる必要がある。
従って、把持力測定作業の安全性を確保するために、加工装置の外部で加工装置の操作を行う作業者と、ワークスペース内で把持力測定装置を取り扱う作業者との間で作業手順を確認しながら慎重に作業を行う必要があり、作業が煩雑化するとともに作業時間の短縮が困難である。
なお、加工装置が具備する種々の動作部分（主軸、ワークのテーブル等）の内、工具把持手段による工具（把持力測定装置）の把持以外の動作をすることができないようにした把持力測定作業用の電気回路を加工装置の通常の電気回路と並列に設け、把持力測定作業時には把持力測定作業用の電気回路を用いて作業を行う方法もあるが、当該把持力測定作業用の電気回路を設けるための設備コストがかかること、当該電気回路を用いた場合でも、少なくとも加工装置の外部に備え付けられた操作手段を操作して工具把持手段の動作を行う者および加工装置のワークスペースで測定装置の表示部を見る者の二人以上の作業者が必要であるという問題がある。
ここで、「ワークスペース」とは、加工装置が対象物（ワーク）の固定、移動および加工を行うための空間を指す。
【００１２】
また、特許文献２に記載の把持力測定装置は、加工装置に把持される測定装置と把持力の測定結果を表示する表示装置とが別体であり、当該表示装置を加工装置の外部に備え付けられた操作手段の近傍に配置することが可能であることから、加工装置のワークスペースから作業者が退避した状態で把持力の測定を行うことが可能であるとともに、作業者が一人で把持力の測定を行うことが可能であるが、ケーブルの加工装置の主軸に設けられた工具把持手段に把持される測定装置とケーブルとの接続部（コネクタ）から加工装置で使用されるクーラント（切削液）が侵入しやすく測定装置の故障の原因となること、測定装置を主軸に設けられた工具把持手段に把持させたり把持の解除を行ったりするときには測定装置が主軸から落下しないように作業者が手で支持する必要があるため、結局二人以上の作業者を要すること、といった問題がある。
【００１３】
本発明は以上の如き状況に鑑み、作業者が一人で把持力の測定を行うこと、ひいては把持力測定作業の省力化および作業に要する時間の短縮が可能な工具把持力測定システムおよび工具把持力測定方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１５】
即ち、請求項１においては、
略同一形状の被保持部を各々備えた複数の工具を収容する工具収容手段と、
駆動源により回転駆動される主軸に設けられ、前記工具の被保持部を保持した状態で前記工具を前記主軸の軸線方向に引き込むことにより前記工具を把持する工具把持手段と、
前記工具収容手段に収容された複数の工具のいずれかを選択的に取り出し、取り出した工具の前記被保持部が前記工具把持手段によって把持可能な位置に前記工具を搬送するとともに、前記工具把持手段に把持された工具を受け取って前記工具収容手段に搬送する工具搬送手段と、
を具備する加工装置に含まれる前記工具把持手段の把持力を測定する工具把持力測定システムであって、
前記工具把持力測定システムは、
前記被保持部と略同一形状を備えた主軸用被保持部と、
該主軸用被保持部が前記工具把持手段に引き込まれることにより変位する変位部と、
該変位部の変位量を検出し、該変位量に基づいて前記工具把持手段の把持力を算出する把持力算出部と、
該把持力算出部により算出された把持力を出力する出力部と、
を具備するものである。
【００１６】
請求項２においては、
前記工具把持力測定システムは、
前記主軸用被保持部、前記変位部、前記把持力算出部および前記出力部を備える測定本体と、
該測定本体と別体であって、前記出力部により出力される把持力を表示する表示装置と、
を具備するものである。
【００１７】
請求項３においては、
略同一形状の被保持部を各々備えた複数の工具を収容する工具収容手段と、
駆動源により回転駆動される主軸に設けられ、前記工具の被保持部を保持した状態で前記工具を前記主軸の軸線方向に引き込むことにより前記工具を把持する工具把持手段と、
前記工具収容手段に収容された複数の工具のいずれかを選択的に取り出し、取り出した工具の前記被保持部が前記工具把持手段によって把持可能な位置に前記工具を搬送するとともに、前記工具把持手段に把持された工具を受け取って前記工具収容手段に搬送する工具搬送手段と、
を具備する加工装置に含まれる前記工具把持手段の把持力を、
前記被保持部と略同一形状を備えた主軸用被保持部と、
該主軸用被保持部が前記工具把持手段に引き込まれることにより変位する変位部と、
該変位部の変位量を検出し、該変位量に基づいて前記工具把持手段の把持力を算出する把持力算出部と、
該把持力算出部により算出された把持力を出力する出力部と、
を具備する工具把持力測定システムを用いて測定する工具把持力測定方法であって、
前記工具搬送手段が前記工具収容手段に収容された複数の工具のいずれかを選択的に取り出し、取り出した工具の前記被保持部が前記工具把持手段によって把持可能な位置に前記工具を搬送する搬送工程と、
前記工具把持手段が前記工具把持力測定システムの主軸用被保持部を把持した後、前記工具搬送手段が前記工具把持力測定システムを支持した状態を解除する把持工程と、
前記工具把持手段が前記主軸用被保持部を把持したときの把持力を前記把持力測定システムが算出して出力する把持力測定工程と、
前記工具搬送手段が前記工具把持手段により把持された把持力測定システムを支持した後、前記工具把持手段が前記把持力測定システムの主軸用被保持部を把持した状態を解除する解除工程と、
前記工具搬送手段が前記把持力測定システムを搬送して前記工具収容手段に収容する収容工程と、
を具備するものである。
【００１８】
請求項４においては、
前記把持工程、前記把持力測定工程および前記解除工程を通して複数回繰り返すものである。
【００１９】
請求項５においては、
前記工具把持力測定システムは、
前記主軸用被保持部、前記変位部、前記把持力算出部および前記出力部を備える測定本体と、
該測定本体と別体であって、前記出力部により出力される把持力を表示する表示装置と、
を具備するものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００２１】
請求項１においては、作業者が一人で工具把持手段の把持力の測定を行うことが可能である。
【００２２】
請求項２においては、作業者が加工装置の外部にいる状態で工具把持手段の把持力の測定結果を知ることが可能である。
【００２３】
請求項３においては、作業者が一人で工具把持手段の把持力の測定を行うことが可能である。
【００２４】
請求項４においては、工具把持手段の把持力の測定結果の信頼性が向上する。
【００２５】
請求項５においては、作業者が加工装置の外部にいる状態で工具把持手段の把持力の測定結果を知ることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下では、図１を用いて本発明に係る加工装置の実施の一形態である加工装置３００の全体構成について説明する。
加工装置３００は対象物を加工する装置である。
ここで、本出願における「加工」は切削、研削、研磨、中ぐり、穴開け等を含む。また、本出願における「加工装置」は、マシニングセンタ、フライス盤、旋盤、ボール盤等を広く含む。
また、本出願における「対象物」は、一般的には金属材料、半導体材料、セラミックス等の無機材料の他、樹脂等の有機材料やカーボングラファイト等も含む。
【００２７】
加工装置３００は複数の工具４００・４００・・・を有し、これらを目的に応じて使い分けることにより種々の加工（切削、研削、研磨、中ぐり、穴開け等）を行う。
【００２８】
図４に示す如く、加工装置３００において用いられる工具４００は、主としてツール部４０１、被保持部４０２、搬送用支持部４０３等を具備する。
ツール部４０１は実際に対象物と接触して対象物の加工（切削等）を行う部分である。
工具４００が切削用の工具である場合には、一般的にはツール部４０１は胴体を成す金属製のシャンク４０１ａの先端部にセラミックスや工業用ダイヤモンド等のチップ４０１ｂが接合されたものである。加工装置３００が有する複数の工具４００・４００・・・のツール部４０１の形状や構成は、それぞれ使用目的（切削、研削、研磨、中ぐり、穴開け等）により異なる。
被保持部４０２は工具４００において後述するクランプ機構３０４により把持される部分である。
被保持部４０２は略円錐台状の外形を有する部材であり、その外周面の形状が主軸３０３のテーパー面３０３ａに当接する。また、被保持部４０２の外周面には係合穴４０２ａ・４０２ａが設けられる。
搬送用支持部４０３は工具４００においてＡＴＣ３０７の回転アーム３４０により支持される部分であり、外周面に溝４０３ａが形成された略円柱形状の部材である。
【００２９】
図１に示す如く、加工装置３００は主として、モータ３０１、駆動力伝達機構３０２、主軸３０３、クランプ機構３０４、クランプ機構作動用シリンダ３０５、テーブル３０６、ＡＴＣ３０７、操作盤３０８、外壁３０９等を具備する。
【００３０】
モータ３０１は本発明に係る駆動源の実施の一形態であり、主軸３０３を回転駆動するものである。なお、本実施例のモータ３０１は電気式のモータであるが本発明に係る駆動源はこれに限定されず、主軸を回転駆動可能であれば他の構成でも良い。
【００３１】
駆動力伝達機構３０２はモータ３０１により発生した駆動力を主軸３０３に伝達するものであり、具体的には歯車や回転軸等からなる。
【００３２】
図１および図３に示す如く、主軸３０３は本発明に係る主軸の実施の一形態である。主軸３０３は略円筒形状の部材であり、ベアリング３１７・３１８を介して構造体３１０に回転可能に軸支され、モータ３０１により回転駆動される。主軸３０３の先端部にはテーパー面３０３ａを有する窪みが形成される。
【００３３】
図１および図３に示す如く、クランプ機構３０４は本発明に係る工具把持手段の実施の一形態であり、工具４００を主軸３０３に把持するものである。
ここで、本出願における「工具を主軸に把持する」とは、工具を主軸に着脱可能に固定する（より厳密には、主軸に着脱可能かつ相対回転不能に固定する）ことを指す。
【００３４】
クランプ機構３０４は主としてロッド３１１、基部側バネ受け部材３１２、先端側バネ受け部材３１３、皿バネ３１４、ボール３１５・３１５等を具備し、主軸３０３の内部空間に配置される。
【００３５】
ロッド３１１は棒状の部材であり、その基部には基部側バネ受け部材３１２が摺動可能に貫装され、先端部には先端側バネ受け部材３１３が螺設される。基部側バネ受け部材３１２は主軸３０３の基部に螺設される。先端側バネ受け部材３１３は主軸３０３の内部空間の内周面に摺動可能に当接する。
皿バネ３１４はロッド３１１に外嵌され、基部側バネ受け部材３１２および先端側バネ受け部材３１３に当接してロッド３１１を主軸３０３の先端側に付勢している。
【００３６】
ボール３１５・３１５はテーパー面３０３ａと主軸３０３とを連通する経路に配置される球状の部材であり、先端側バネ受け部材３１３のテーパー面３１３ａと当接している。
【００３７】
クランプ機構作動用シリンダ３０５はクランプ機構３０４を作動させる、すなわち、クランプ機構３０４が工具４００を主軸３０３に把持可能な状態と工具４００を主軸３０３から取り外すことが可能な状態とを切り替えるためのアクチュエータである。
クランプ機構作動用シリンダ３０５はシリンダロッドが油圧により収縮方向に作動し、作動油のリリーフにより伸長方向に移動する単動式の油圧シリンダであり、クランプ機構作動用シリンダ３０５のシリンダロッドの先端部は図示せぬ係合部材を介してロッド３１１の基部に設けられた溝に相対回転可能に係合している。
【００３８】
図４の二点鎖線で示す如く、クランプ機構作動用シリンダ３０５が伸長した状態（作動油をリリーフした状態）ではロッド３１１は皿バネ３１４の付勢力により主軸３０３の先端部側に移動する。
すると、ボール３１５・３１５は先端側バネ受け部材３１３のテーパー面３１３ａに当接して押され、一部が主軸３０３のテーパー面３０３ａから突出する。そして、ボール３１５・３１５が工具４００の被保持部４０２の外周面に設けられた係合穴４０２ａ・４０２ａに係合する。その結果、工具４００の被保持部４０２が主軸３０３に引き込まれて保持され、工具４００は主軸３０３の先端部に把持される。
【００３９】
また、図４の実線で示す如く、クランプ機構作動用シリンダ３０５が収縮すると皿バネ３１４の付勢力に抗してロッド３１１および先端側バネ受け部材３１３が一体的に主軸３０３の基部側に移動する。
その結果、ボール３１５・３１５は主軸３０３の半径方向に移動可能となり、ボール３１５・３１５が係合穴４０２ａ・４０２ａに係合した状態を解除して工具４００を主軸３０３から取り外すことが可能である。
【００４０】
なお、本実施例の主軸３０３に設けられたクランプ機構３０４はボール３１５・３１５により工具４００を把持する構成であるが、本発明に係る工具把持手段はこれに限定されず、工具を主軸に把持可能であれば他の構成でも良い。当該他の構成の例としては、図１０に示す従来のクランプ機構１０１の如く、把持爪１０６・１０６により工具を把持する構成等が挙げられる。
【００４１】
テーブル３０６は加工装置３００が加工する対象物を固定し、主軸３０３に把持された工具４００に対して相対的に移動させるものである。
【００４２】
ＡＴＣ（オートマティックツールチェンジャー）３０７は、クランプ機構３０４により主軸３０３に把持される工具４００を交換するものであり、主としてツールラック３２０、工具取り出し機構３３０、回転アーム３４０等を具備する。
【００４３】
ツールラック３２０は本発明に係る工具収容手段の実施の一形態である。
図２に示す如く、ツールラック３２０は主として本体３２１、工具把持ブロック３２２・３２２・・・等を具備する。
本体３２１はツールラック３２０の主たる構造体であり、その正面にオーバル状のレール３２１ａが設けられる。
工具把持ブロック３２２・３２２・・・はクランプ機構３０４と略同様の工具４００の被保持部４０２を把持する機構を具備する部材であり、図示せぬアクチュエータによりそれぞれ工具４００を把持した状態でレール３２１ａに沿って移動する。
このように、ツールラック３２０は工具４００・４００・・・を工具把持ブロック３２２・３２２・・・に把持した状態で収容する。
【００４４】
工具取り出し機構３３０および回転アーム３４０を合わせたものは、本発明に係る工具搬送手段の実施の一形態であり、ツールラック３２０に収容された複数の工具４００・４００・・・のいずれかを選択的に取り出し、取り出した工具４００の被保持部４０２がクランプ機構３０４によって把持可能な位置に工具４００を搬送するとともに、クランプ機構３０４に把持された工具４００を受け取ってツールラック３２０に搬送するものである。
【００４５】
工具取り出し機構３３０はツールラック３２０に収容された工具４００・４００・・・のいずれかを選択して取り出すものである。
本実施例の場合、工具取り出し機構３３０はツールラック３２０のレール３２１ａの所定の位置（取り出し位置）に配置された工具把持ブロック３２２を本体３２１の側面に回動する図示せぬアクチュエータと、該アクチュエータにより回動する工具把持ブロック３２２を回転アーム３４０との受け渡し位置に案内するためのガイド３３１・３３１とを具備する。
ツールラック３２０のレール３２１ａに沿って工具把持ブロック３２２に把持された所望の工具４００を取り出し位置５０１に移動させ、工具取り出し機構３３０により回転アーム３４０との受け渡し位置５０２に移動させることにより、ツールラック３２０に収容された工具４００・４００・・・のいずれかを選択して取り出すことが可能である。
【００４６】
回転アーム３４０は工具取り出し機構３３０が取り出した工具４００を受け取って所定の姿勢に支持しつつクランプ機構３０４に搬送するとともに、クランプ機構３０４に把持された工具４００を受け取って所定の姿勢に支持しつつツールラック３２０に搬送するものである。
ここで、本出願における「工具を所定の姿勢に支持する」とは、工具を工具搬送手段から脱落不能かつ所定の姿勢に保持可能な状態で工具搬送手段に固定することを指す。
【００４７】
回転アーム３４０は主としてアーム部材３４１、摺動回転軸３４２等を具備する。
【００４８】
アーム部材３４１は細長い板状の部材であり、その両端には切り欠き部３４１ａ・３４１ａが設けられている。切り欠き部３４１ａ・３４１ａは工具４００の搬送用支持部４０３に設けられた溝４０３ａの一部と係合する。また、アーム部材３４１には切り欠き部３４１ａにおいてアーム部材３４１の端面の開口部にそれぞれ突出および没入が可能な突起３４１ｂ・３４１ｂが設けられる。
切り欠き部３４１ａに工具４００の搬送用支持部４０３に設けられた溝４０３ａの一部が係合した状態で突起３４１ｂが突出すると、切り欠き部３４１ａの端面の開口部が狭くなり、工具４００がアーム部材３４１から脱落しない状態となる。また、突起３４１ｂが突出することにより工具４００がアーム部材３４１の切り欠き部３４１ａの最も奥に固定され、工具４００がアーム部材３４１に対して所定の姿勢を保持可能となる。
【００４９】
摺動回転軸３４２はアーム部材３４１の略中央部に一端が固定された軸である。摺動回転軸３４２は加工装置３００の図示せぬ構造体に軸支される。このとき、摺動回転軸３４２の軸線方向は主軸３０３の軸線方向と略平行である。摺動回転軸３４２はこれを軸支する図示せぬ構造体に対して軸線方向に摺動可能かつ軸の周方向に回転可能である。
【００５０】
なお、本実施例のＡＴＣ３０７は、ツールラック３２０、工具取り出し機構３３０および回転アーム３４０を具備する構成としたが、これに限定されず、本発明に係る工具収容手段および工具搬送手段としての機能を具備するものであれば、他の構成でも良い。
例えば、個々の工具およびおよび後述する把持力測定装置を収容する棚と、当該棚に収容された任意の工具および後述する把持力測定装置を取り出し可能なロボットアームと、を具備する構成としても良い。この場合、棚が工具収容手段に相当し、ロボットアームが工具搬送手段を兼ねる。
【００５１】
操作盤３０８はモータ３０１、クランプ機構作動用シリンダ３０５、テーブル３０６、ＡＴＣ３０７（ツールラック３２０、工具取り出し機構３３０、回転アーム３４０）等に接続され、これらを操作するものである。
本実施例の操作盤３０８はタッチパネルを具備し、加工装置３００に係る各種の操作を行うための操作ボタンおよび加工装置３００の現在の状態を示す情報がタッチパネルに表示される。
なお、操作盤３０８は手動で加工装置３００の各部を操作する構成であるが、操作盤が具備する制御装置にプログラムを組み込むことにより、所定の動作を自動で行う構成とすることも可能である。
【００５２】
外壁３０９は加工装置３００が具備する他の部材を覆うものであり、加工時に発生する対象物の切り屑や加工時に使用される切削液が周囲に飛散するのを防止するとともに、加工時の騒音を遮蔽するものである。
【００５３】
以下では図５および図６を用いて本発明に係る工具把持力測定システムの実施の一形態である工具把持力測定システム１の構成について説明する。
【００５４】
工具把持力測定システム１は加工装置３００の主軸３０３に設けられたクランプ機構３０４の把持力（より厳密には、把持力の大きさ）を測定するものである。
ここで、本出願における「工具把持手段の把持力」は、工具把持手段が工具を主軸に把持する力を指す。
【００５５】
工具把持力測定システム１は、主として測定本体２と、表示装置３と、を具備する。
【００５６】
以下では図５および図６を用いて本発明に係る測定本体の実施の一形態である測定本体２の構成について説明する。
測定本体２は主として主軸用被保持部２１、搬送用支持部２２、ロードセル２３、無線送信装置２４、バッテリー２５、電子回路２６、ケース２７、摺動部材２８等を具備する。
【００５７】
主軸用被保持部２１は本発明に係る把持力測定システムの主軸用被保持部の実施の一形態である。
主軸用被保持部２１は測定本体２におけるクランプ機構３０４により把持される部分であり、工具４００におけるクランプ機構３０４により把持される部分、すなわち被保持部４０２と略同一形状を備える。
主軸用被保持部２１は略円錐台状の外形を有する部材であり、その外周面の形状が主軸３０３のテーパー面３０３ａに当接する。また、主軸用被保持部２１の外周面には係合穴２１ａ・２１ａが設けられる。
【００５８】
搬送用支持部２２は測定本体２におけるＡＴＣ３０７の回転アーム３４０により支持される部分であり、工具４００における回転アーム３４０により支持される部分、すなわち搬送用支持部４０３と略同じ外形を有する。搬送用支持部２２は略円柱形状の部材であり、外周面には溝２２ａが形成される。
【００５９】
測定本体２における主軸用被保持部２１および搬送用支持部２２を合わせたものは、工具４００における被保持部４０２および搬送用支持部４０３を合わせたものと略同一形状を備える。しかし、測定本体２における主軸用被保持部２１および搬送用支持部２２を合わせたものの内部の構造は工具４００における被保持部４０２および搬送用支持部４０３を合わせたものの内部の構造と異なる。
工具４００における被保持部４０２は搬送用支持部４０３に固設されているのに対して、測定本体２における主軸用被保持部２１は搬送用支持部２２に設けられた貫通孔２２ｂに摺動可能に貫装された摺動部材２８の一端に固設され、主軸用被保持部２１と摺動部材２８とは一体となって主軸３０３の軸線方向（すなわちクランプ機構３０４が工具４００を引き込む方向）に摺動することが可能である。
摺動部材２８は発明に係る変位部の実施の一形態であり、主軸用被保持部２１がクランプ機構３０４に引き込まれることにより変位する（本実施例の場合、搬送用支持部２２に対する相対的な位置が変化する）。
【００６０】
なお、本発明に係る把持力測定システムの主軸用被保持部の構成については、本実施例の主軸用被保持部２１の構成に限定されず、加工装置において用いられる工具の主軸用被保持部の構成に応じて適宜変更する必要がある。
例えば、加工装置に用いられる工具の主軸用被保持部の構成がテーパーシャンクおよびプルスタッドの組み合わせである場合には、図８に示す把持力測定装置１２０の如く、テーパーシャンク１２１ａおよびプルスタッド１２１ｂからなる主軸用被保持部１２１、および搬送用支持部１２１ｂを具備する必要がある。
この場合も、主軸用被保持部１２１の内部は、プルスタッド１２１ｂがテーパーシャンク１２１ａおよび搬送用支持部１２２に設けられた貫通孔に摺動可能に貫装された摺動部材に固設され、該摺動部材とプルスタッド１２１ｂが一体となって主軸の軸線方向に摺動することが可能な構造であることが必要である。
【００６１】
ロードセル２３は本発明に係る把持力算出部の実施の一形態であり、摺動部材２８の変位量を検出し、該変位量に基づいてクランプ機構３０４の把持力を算出するものである。本実施例の場合、主軸用被保持部２１の他端（主軸用被保持部２１が固設される方の端部と反対側の端部）がロードセル２３に固定されており、クランプ機構３０４の把持力（より厳密には、主軸用被保持部２１がクランプ機構３０４により引き込まれる力）に応じてロードセル２３が具備する歪みゲージの歪み量が変化し、当該歪みゲージに印加された電圧も変化する。従って、ロードセル２３が具備する歪みゲージの電圧の変化からクランプ機構３０４の把持力を算出することが可能である。
【００６２】
無線送信装置２４は本発明に係る出力部の実施の一形態であり、ロードセル２３が算出したクランプ機構３０４の把持力を無線で送信することにより出力するものである。
なお、本実施例の無線送信装置２４は、後述するバッテリー２５の電力の残量に係る情報を無線で送信することも可能である。
【００６３】
バッテリー２５はロードセル２３および無線送信装置２４に電力を供給するものである。なお、本実施例のバッテリー２５は充電式の電池であるが、本発明に係る電力供給部はこれに限定されず、乾電池等でもよい。
【００６４】
電子回路２６はロードセル２３、無線送信装置２４およびバッテリー２５に接続される。
電子回路２６はバッテリー２５の電力をロードセル２３および無線送信装置２４にそれぞれに適した電圧に変換して供給する機能、ロードセル２３が検出したクランプ機構３０４の把持力に係る情報（より厳密には歪みゲージの電圧の変化）を無線送信装置２４が送信可能な形式に変換する機能等を具備する。
【００６５】
ケース２７は加工装置３００に用いられる切削液が無線送信装置２４、バッテリー２５および電子回路２６に接触することを防止するものである。本実施例のケース２７は一端が開口し、他端が閉塞された略円筒形状の樹脂からなる部材であり、開口している側の端部にはＯリングが設けられ、ロードセル２３（のケース）に螺設される。
なお、本実施例のケース２７の材質は所定の樹脂が選択されているが、これは切削液に対する耐性があること、および無線送信装置２４の送信波を遮蔽しないこと、を満たすことによる。
【００６６】
また、測定本体２の外形、特に、測定本体２において工具４００の被保持部４０２および搬送用支持部４０３と略同一形状を備える主軸用被保持部２１および搬送用支持部２２を除く部分の形状は、工具４００と加工装置３００との間の干渉条件を満たす。
ここで、本出願における「工具と加工装置との間の干渉条件」は、後述する工具を工具収容手段から工具搬送手段により取り出して搬送し、主軸の工具把持手段により把持する一連の動作、および主軸の工具把持手段により把持された工具を工具搬送手段により搬送し、工具収容手段に収容する一連の動作の過程において、工具が加工装置を構成する部材、あるいは対象物に接触する事態が起こらないための工具の形状（特に外形）に関する制約条件を指す。
本実施例の測定本体２の場合、測定本体２の軸線方向の長さＬ（図６参照）は加工装置３００が用いる工具４００・４００・・・のうち最も軸線方向が長いものよりも短く、測定本体２の軸線方向から見た直径Ｒ（図６参照）は加工装置３００が用いる工具４００・４００・・・のうち最も軸線方向から見た直径が大きいものよりも小さくなるように測定本体２の外形が定められている。
このように測定本体２の外形を定めることにより、ＡＴＣ３０７およびクランプ機構３０４において測定本体２を工具４００・４００・・・と同様に取り扱うことが可能である。
【００６７】
以下では図１、図５および図７を用いて本発明に係る表示装置の実施の一形態である表示装置３の構成について説明する。
表示装置３は測定本体２により（より厳密には、無線送信装置２４により）送信されたクランプ機構３０４の把持力（より厳密にはクランプ機構３０４の把持力に係る情報）を受信して表示するものであり、主として無線受信部３１、制御部３２、操作部３３、表示部３４、電力供給部３５等を具備する。
【００６８】
無線受信部３１は測定本体２の無線送信装置２４が送信したクランプ機構３０４の把持力に係る情報、および測定本体２のバッテリー２５の電力の残量に係る情報を受信するものである。
【００６９】
制御部３２は無線受信部３１に接続され、無線受信部３１が受信したクランプ機構３０４の把持力に係る情報を取得することができる。
制御部３２はクランプ機構３０４の把持力の算出に係るプログラム等を格納する格納手段、該プログラム等を展開する展開手段、該プログラム等に従って所定の演算を行う演算手段、演算結果等を記憶する記憶手段等を具備する。
制御部３２は、より具体的にはＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで接続される構成であっても良く、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であっても良い。
制御部３２の格納手段には、予めクランプ機構３０４の把持力に係る情報（電圧）と、クランプ機構３０４の把持力との関係を示すデータテーブルが格納されており、当該データテーブルと無線受信部３１から取得したクランプ機構３０４の把持力に係る情報とを比較することにより、クランプ機構３０４の把持力を求めることが可能である。
【００７０】
なお、制御部３２は専用品でも良いが、市販のパソコンやワークステーション等を用いて達成することも可能である。ただし、表示装置３を持ち運び容易とする観点からは、図５に示す如く無線受信部３１、制御部３２、操作部３３、表示部３４、電力供給部３５が一体となったものとすることが望ましい。
また、制御部３２の格納手段には、形式の異なる（例えば、主軸用被保持部の形状が異なる）複数の把持力測定装置についてのクランプ機構の把持力に係る情報（電圧）とクランプ機構の把持力との関係を示すデータテーブルが格納されており、一個の表示装置３で複数の把持力測定装置が検出するクランプ機構の把持力をそれぞれ求めることが可能である。
【００７１】
操作部３３は作業者が表示装置３に係る種々の操作を行うものであり、制御部３２に接続される。
本実施例の操作部３３は表示装置３の電源のオン・オフを行うためのスイッチ、制御部３２の格納手段に格納された複数のデータテーブル（ロードセルにより検出される電圧とクランプ機構の把持力との関係を示すデータテーブル）のいずれかを選択するスイッチ等からなる。
なお、本実施例の操作部３３は複数のスイッチからなるが、市販のキーボードやタッチパネル等を用いて達成することも可能である。また、タッチパネルを用いた場合には、操作部３３と後述する表示部３４とを一体化することが可能である。
【００７２】
表示部３４は制御部３２により求められたクランプ機構３０４の把持力を表示するものであり、制御部３２に接続される。表示部３４は専用品でも良いが、市販のモニターや液晶ディスプレイ、タッチパネル等を用いて達成することも可能である。
表示部３４は制御部３２により求められたクランプ機構３０４の把持力の他、現在選択されているデータテーブル（ロードセルにより検出される電圧とクランプ機構の把持力との関係を示すデータテーブル）、あるいは測定本体２の電力の残量、表示装置３の電力の残量、等を表示することも可能である。
測定本体２の電力の残量、より厳密には、測定本体２のバッテリー２５の電力の残量を表示することにより、測定本体２が正しく作動しているか否かを容易に把握することが可能であり、作業性に優れる。
【００７３】
電力供給部３５は無線受信部３１、制御部３２、操作部３３、表示部３４に電力を供給するものであり、制御部３２に接続される。なお、本実施例の電力供給部３５は乾電池からなるが、充電式のバッテリーでも略同様の効果を奏する。
【００７４】
以下では、図１、図２および図９を用いて本発明に係る工具把持力測定方法の実施例について説明する。
本実施例の工具把持力測定方法は、加工装置３００のクランプ機構３０４の把持力を、工具把持力測定システム１を用いて測定する方法である。
本実施例の工具把持力測定方法は、主として搬送工程１０００、把持工程２０００、把持力測定工程３０００、解除工程４０００、収容工程５０００等を具備する。
【００７５】
搬送工程１０００は本発明に係る搬送工程の実施の一形態であり、工具取り出し機構３３０がツールラック３２０に予め収容された測定本体２を取り出し、回転アーム３４０が測定本体２を搬送して主軸３０３に設けられたクランプ機構３０４との受け渡し位置５０３に保持する工程である。
ここで、本実施例における「クランプ機構３０４との受け渡し位置５０３」は、回転アーム３４０が、測定本体２を支持した状態で、クランプ機構３０４が測定本体２の主軸用被保持部２１を把持することが可能な位置を指す。
【００７６】
搬送工程１０００において、ＡＴＣ３０７のツールラック３２０は、測定本体２を把持した工具把持ブロック３２２をレール３２１ａに沿って取り出し位置５０１に移動する。
次に、ＡＴＣ３０７の工具取り出し機構３３０は、測定本体２を把持した工具把持ブロック３２２を回転アーム３４０との受け渡し位置５０２に移動する。
続いて、回転アーム３４０は、摺動回転軸３４２の周方向に回転してアーム部材３４１の切り欠き部３４１ａを測定本体２の搬送用支持部２２の溝２２ａに係合し、アーム部材３４１の突起３４１ｂを突出することにより、測定本体２を支持する。
続いて、測定本体２を把持した工具把持ブロック３２２は、測定本体２の把持を解除する。
続いて、回転アーム３４０は、測定本体２を支持した状態で、摺動回転軸３４２の軸線方向において工具取り出し機構３３０により取り出された工具把持ブロック３２２から離間する方向に摺動し、摺動回転軸３４２の周方向に回転し、さらに摺動回転軸３４２の軸線方向において主軸３０３のクランプ機構３０４に接近する方向に摺動することにより、測定本体２をクランプ機構３０４との受け渡し位置５０３に搬送し、受け渡し位置５０３に保持する。
搬送工程１０００が終了したら、把持工程２０００に移行する。
【００７７】
把持工程２０００は本発明に係る把持工程の実施の一形態であり、クランプ機構３０４が受け渡し位置５０３に保持された測定本体２の主軸用被保持部２１を把持した後、回転アーム３４０が測定本体２の搬送用支持部２２を支持した状態を解除する工程である。
【００７８】
把持工程２０００において、クランプ機構３０４は、受け渡し位置５０３に保持された測定本体２の主軸用被保持部２１を把持する。
次に、回転アーム３４０は、突起３４１ｂをアーム部材３４１の内部に没入し、摺動回転軸３４２の周方向に回転して測定本体２から離間した位置に移動することにより、測定本体２の搬送用支持部２２を支持した状態を解除する。
把持工程２０００が終了したら、把持力測定工程３０００に移行する。
【００７９】
把持力測定工程３０００は本発明に係る把持力測定工程の実施の一形態であり、クランプ機構３０４が測定本体２の主軸用被保持部２１を把持したときの把持力を測定本体２が算出して出力（無線で送信）し、表示装置３が測定本体２により出力された把持力を表示する（測定本体２により無線で送信された把持力を受信して表示する）工程である。
把持力測定工程３０００が終了したら、解除工程４０００に移行する。
【００８０】
解除工程４０００は本発明に係る解除工程の実施の一形態であり、回転アーム３４０がクランプ機構３０４により把持された測定本体２の搬送用支持部２２を支持した後、クランプ機構３０４が測定本体２の主軸用被保持部２１を把持した状態を解除する工程である。
【００８１】
解除工程４０００において、回転アーム３４０は、測定本体２から離間した位置から摺動回転軸３４２の周方向に回転してアーム部材３４１の切り欠き部３４１ａを測定本体２の搬送用支持部２２の溝２２ａに係合し、アーム部材３４１の突起３４１ｂを突出するることにより、クランプ機構３０４により把持された測定本体２の搬送用支持部２２を支持する。
次に、クランプ機構３０４は、測定本体２の主軸用被保持部２１を把持した状態を解除する。
解除工程４０００が終了したら、収容工程５０００に移行する。
【００８２】
収容工程５０００は本発明に係る収容工程の実施の一形態であり、回転アーム３４０が測定本体２を搬送してツールラック３２０に収容する工程である。
【００８３】
収容工程５０００において、回転アーム３４０は、測定本体２を支持した状態で、摺動回転軸３４２の軸線方向において測定本体２がクランプ機構３０４から離間する方向に摺動し、摺動回転軸３４２の周方向に回転し、さらに摺動回転軸３４２の軸線方向において工具取り出し機構３３０により取り出された工具把持ブロック３２２に接近する方向に摺動することにより、測定本体２を工具取り出し機構３３０との受け渡し位置５０２に移動し、受け渡し位置５０２に保持する。
次に、工具取り出し機構３３０により取り出された工具把持ブロック３２２は、受け渡し位置５０２に保持された測定本体２の主軸用被保持部２１を把持する。
続いて、工具取り出し機構３３０は、測定本体２の主軸用被保持部２１を把持した工具把持ブロック３２２をツールラック３２０の取り出し位置５０１に移動することにより、測定本体２をツールラック３２０に収容する。
【００８４】
作業者は、工具把持力測定システム１により得られた把持力の測定結果に基づいて、加工装置３００のクランプ機構３０４のメンテナンス（皿バネ３１４の交換等）を行うか否かを判定する。例えば、工具把持力測定システム１により得られた把持力の測定結果が所定の把持力未満である場合には十分な把持力を有しないと判定してクランプ機構３０４のメンテナンスを行い、所定の把持力以上である場合には十分な把持力を有するものとして特にクランプ機構３０４のメンテナンスを行うことなく加工装置３００を継続使用する。
なお、上記メンテナンスを行うか否かの判定は、表示装置３に当該判定に係るプログラムを組み込むことにより表示装置３が行うことも可能である。
【００８５】
なお、本実施例の工具把持力測定方法は、搬送工程１０００、把持工程２０００、把持力測定工程３０００、解除工程４０００、収容工程５０００の順に行うものであるが、解除工程４０００が終了したら把持工程２０００に移行し、続けて把持力測定工程３０００、解除工程４０００を行う、すなわち、把持工程２０００、把持力測定工程３０００および解除工程４０００を通して複数回繰り返す（図９中の点線の矢印参照）ことも可能である。
このようにすることにより、万一クランプ機構３０４が測定本体２の主軸用被保持部２１を正しく把持することができなかった場合でもこれを容易に把握するとともに、測定結果のばらつきを考慮した測定（例えば、複数回の測定結果の平均値を用いる等）を行うことが可能であり、クランプ機構３０４の把持力の測定結果の信頼性が向上する。
【００８６】
また、本実施例の工具把持力測定方法は、加工装置３００の操作盤３０８を作業者が適宜操作することにより手動で行うことが可能であるが、上記工具把持力測定方法に係るプログラムを加工装置３００の制御装置に組み込むことにより、自動で行うことも可能である。
【００８７】
以上の如く、本発明に係る工具把持力測定システムの実施の一形態である工具把持力測定システム１は、
略同一形状の被保持部４０２を各々備えた複数の工具４００・４００・・・を収容するツールラック３２０と、
モータ３０１により回転駆動される主軸３０３に設けられ、工具４００の被保持部４０２を保持した状態で工具４００を主軸３０３の軸線方向に引き込むことにより工具４００を把持するクランプ機構３０４と、
ツールラック３２０に収容された複数の工具４００・４００・・・のいずれかを選択的に取り出し、取り出した工具４００の被保持部４０２がクランプ機構３０４によって把持可能な位置に工具４００を搬送するとともに、クランプ機構３０４に把持された工具４００を受け取ってツールラック３２０に搬送する工具取り出し機構３３０および回転アーム３４０と、
を具備する加工装置３００に含まれるクランプ機構３０４の把持力を測定する工具把持力測定システムであって、
工具把持力測定システム１は、
工具４００の被保持部４０２と略同一形状を備えた主軸用被保持部２１と、
主軸用被保持部２１がクランプ機構３０４に引き込まれることにより変位する摺動部材２８と、
摺動部材２８の変位量を検出し、該変位量に基づいてクランプ機構３０４の把持力を算出するロードセル２３と、
ロードセル２３により算出された把持力を無線で送信することにより出力する無線送信装置２４と、
を具備するものである。
【００８８】
このように構成することは、以下の効果を奏する。
第一に、測定本体２は、加工装置３００において用いられる工具４００・４００・・・と同様にＡＴＣ３０７（ツールラック３２０、工具取り出し機構３３０および回転アーム３４０）で取り扱うことが可能であるため、作業者は加工装置３００の外部にいる状態でクランプ機構３０４に測定本体２を把持させることが可能である。また、測定本体２と表示装置３とは別体であり、測定本体２から無線で表示装置３に把持力（の測定結果）を送信するため、作業者は表示装置３を加工装置３００の外部に配置することにより、加工装置３００の外部にいる状態で把持力の測定結果を知ることが可能である。
従って、工具把持力測定システム１は、作業者が一人でクランプ機構３０４の把持力の測定を行うことを可能とする。
第二に、工具把持力測定システム１は、作業者が一人でクランプ機構３０４の把持力の測定を行うことを可能とすることにより、従来は少なくとも二人の作業者を要するクランプ機構３０４の把持力の測定を行う作業の省力化を図ることが可能である。
第三に、工具把持力測定システム１は、作業者が一人でクランプ機構３０４の把持力の測定を行うことを可能とすることにより、従来の二人以上の作業者による把持力の測定作業に比べて作業に要する時間を短縮することが可能であり、加工装置３００の稼動時間を長くして生産性を向上することが可能である。また、把持力の測定に要する時間が短縮された分だけ従来よりも頻繁にクランプ機構３０４の把持力の測定を行うことが可能となり、クランプ機構３０４の把持力低下を防止して加工装置３００の加工精度の維持および加工時における工具４００の主軸３０３からの脱落の防止に寄与する。
【００８９】
また、工具把持力測定システム１は、
主軸用被保持部２１、摺動部材２８、ロードセル２３および無線送信装置２４を備える測定本体２と、
測定本体２と別体であって、無線送信装置２４により送信される把持力を受信して表示する表示装置３と、
を具備するものである。
【００９０】
このように構成することにより、作業者が加工装置３００の外部にいる状態でクランプ機構３０４の把持力の測定結果を知ることが可能である。
【００９１】
また、本発明に係る工具把持力測定方法の実施例は、
被保持部４０２を各々備えた複数の工具４００・４００・・・を収容するツールラック３２０と、
モータ３０１により回転駆動される主軸３０３に設けられ、工具４００の被保持部４０２を保持した状態で工具４００を主軸３０３の軸線方向に引き込むことにより工具４００を把持するクランプ機構３０４と、
ツールラック３２０に収容された複数の工具４００・４００・・・のいずれかを選択的に取り出し、取り出した工具４００の被保持部４０２がクランプ機構３０４によって把持可能な位置に工具４００を搬送するとともに、クランプ機構３０４に把持された工具４００を受け取ってツールラック３２０に搬送する工具取り出し機構３３０および回転アーム３４０と、
を具備する加工装置３００に含まれるクランプ機構３０４の把持力を、
工具４００の被保持部４０２と略同一形状を備えた主軸用被保持部２１と、
主軸用被保持部２１がクランプ機構３０４に引き込まれることにより変位する摺動部材２８と、
摺動部材２８の変位量を検出し、該変位量に基づいてクランプ機構３０４の把持力を算出するロードセル２３と、
ロードセル２３により算出された把持力を無線で送信することにより出力する無線送信装置２４と、
を具備する工具把持力測定システム１を用いて測定する工具把持力測定方法であって、
工具取り出し機構３３０がツールラック３２０に収容された複数の工具４００・４００・・・のいずれかを選択的に取り出し、回転アーム３４０が取り出した工具４００の被保持部４０２がクランプ機構３０４によって把持可能な位置に工具４００を搬送する搬送工程１０００と、
クランプ機構３０４が工具把持力測定システム１（より厳密には、測定本体２）の主軸用被保持部２１を把持した後、回転アーム３４０が工具把持力測定システム１（より厳密には、測定本体２）を支持した状態を解除する把持工程２０００と、
クランプ機構３０４が主軸用被保持部２１を把持したときの把持力を工具把持力測定システム１（より厳密には、測定本体２）が算出して出力する把持力測定工程３０００と、
回転アーム３４０がクランプ機構３０４により把持された工具把持力測定システム１（より厳密には、測定本体２）を支持した後、クランプ機構３０４が工具把持力測定システム１（より厳密には、測定本体２）の主軸用被保持部２１を把持した状態を解除する解除工程４０００と、
回転アーム３４０が工具把持力測定システム１（より厳密には、測定本体２）を搬送してツールラック３２０に収容する収容工程５０００と、
を具備するものである。
【００９２】
このように構成することは、以下の効果を奏する。
第一に、測定本体２は、加工装置３００において用いられる工具４００・４００・・・と同様にＡＴＣ３０７（ツールラック３２０、工具取り出し機構３３０および回転アーム３４０）で取り扱うことが可能であるため、作業者は加工装置３００の外部にいる状態でクランプ機構３０４に測定本体２を把持させることが可能である。また、測定本体２と表示装置３とは別体であり、測定本体２から無線で表示装置３に把持力（の測定結果）を送信するため、作業者は表示装置３を加工装置３００の外部に配置することにより、加工装置３００の外部にいる状態で把持力の測定結果を知ることが可能である。
従って、工具把持力測定システム１は、作業者が一人でクランプ機構３０４の把持力の測定を行うことを可能とする。
第二に、工具把持力測定システム１は、作業者が一人でクランプ機構３０４の把持力の測定を行うことを可能とすることにより、従来は少なくとも二人の作業者を要するクランプ機構３０４の把持力の測定を行う作業の省力化を図ることが可能である。
第三に、工具把持力測定システム１は、作業者が一人でクランプ機構３０４の把持力の測定を行うことを可能とすることにより、従来の二人以上の作業者による把持力の測定作業に比べて作業に要する時間を短縮することが可能であり、加工装置３００の稼動時間を長くして生産性を向上することが可能である。また、把持力の測定に要する時間が短縮された分だけ従来よりも頻繁にクランプ機構３０４の把持力の測定を行うことが可能となり、クランプ機構３０４の把持力低下を防止して加工装置３００の加工精度の維持および加工時における工具４００の主軸３０３からの脱落の防止に寄与する。
【００９３】
また、本発明に係る工具把持力測定方法の実施例は、
把持工程２０００、把持力測定工程３０００および解除工程４０００を通して複数回繰り返すものである。
このように構成することにより、クランプ機構３０４の把持力の測定結果の信頼性が向上する。
【００９４】
また、本発明に係る工具把持力測定方法の実施例における工具把持力測定システム１は、
主軸用被保持部２１、摺動部材２８、ロードセル２３および無線送信装置２４を備える測定本体２と、
測定本体２と別体であって、無線送信装置２４により送信される把持力を受信して表示する表示装置３と、
を具備するものである。
【００９５】
このように構成することにより、作業者が加工装置３００の外部にいる状態でクランプ機構３０４の把持力の測定結果を知ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明に係る加工装置の模式図。
【図２】本発明に係る加工装置のＡＴＣの模式図。
【図３】本発明に係る加工装置の主軸の側面断面図。
【図４】本発明に係る工具の側面図。
【図５】本発明に係る工具把持力測定システムの全体斜視図。
【図６】本発明に係る把持力測定装置の側面図。
【図７】本発明に係る表示装置のブロック図。
【図８】本発明に係る把持力測定装置の別実施例の側面図。
【図９】本発明に係る工具把持力測定方法のフロー図。
【図１０】従来の加工装置の主軸の側面断面図。
【符号の説明】
【００９７】
１        工具把持力測定システム
２        測定本体
３        表示装置
２１      主軸用被保持部
２２      搬送用支持部
２３      ロードセル（把持力算出部）
２４      無線送信装置（出力部）
２５      バッテリー
２７      ケース
３００    加工装置
３０１    モータ（駆動源）
３０３    主軸
３０４    クランプ機構（工具把持手段）
３２０    ツールラック（工具収容手段）
３３０    工具取り出し機構（工具搬送手段）
３４０    回転アーム（工具搬送手段）
４００    工具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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