(57)【要約】【課題】加工時に生じる切粉などの堆積物の回収を簡単な構成で実現する。【解決手段】加工対象物Ｗが取り付けられる加工台１の周囲をカバー部材２で覆ったカバー付加工台は、ｙ軸駆動部２０ｙにより、水平方向に移動させる。加工台１に対向して配置されて加工対象物Ｗを加工する工具Ｔを支持する支持部５１は、カバー付加工台に向けて流体を放出するエアーブロー部４１が装着されている。また、加工装置１は、カバー付加工台の移動方向一方側に設けられてカバー付加工台上の堆積物ｄを回収する回収ボックス４を備える。そして、流体放出手段であるエアーブロー部４１は、堆積物回収部に向けて移動する加工台１が支持部５１に対向する領域を通過又は通過後のタイミングで流体を放出する。【選択図】図４
2012213837.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工対象物が取り付けられる加工台の周囲をカバーで覆ったカバー付加工台と、
前記カバー付加工台を略水平方向に移動させる加工台移動手段と、
前記加工台に対向して配置されて前記加工対象物を加工する工具を支持する支持部と、
前記支持部に装着されて前記カバー付加工台に向けて流体を放出する流体放出手段と、
前記カバー付加工台の移動方向一方側に設けられて前記カバー付加工台上の堆積物を回収する堆積物回収部とを備え、
前記流体放出手段は、前記堆積物回収部に向けて移動する前記加工台が前記支持部に対向する領域を通過又は通過後のタイミングで流体を放出することを特徴とする加工装置。
【請求項２】
前記支持部を略水平方向で且つ前記カバー付加工台の移動方向と交差する方向に移動させる支持部移動手段を更に備え、
前記支持部移動手段により前記支持部を移動させながら、前記流体放出手段により流体を放出させることを特徴とする請求項１に記載の加工装置。
【請求項３】
前記流体放出手段は、前記支持部に取り付けられた工具に向けて流体を放出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の加工装置。
【請求項４】
前記加工台の周囲には、前記カバー付加工台の移動に伴って当該カバーの表面に摺接する摺接部材が配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の加工装置。
【請求項５】
前記摺接部材は、前記加工台の移動方向両側にそれぞれ配置され、対向する一対の摺接部材の間隔は前記カバー付加工台の移動方向の一方側から他方側に沿って除々に小さくなっていることを特徴とする請求項４に記載の加工装置。
【請求項６】
加工対象物が取り付けられる加工台の周囲をカバーで覆ったカバー付加工台と、
前記加工台に対向して配置されて前記加工対象物を加工する工具を支持する支持部と、
前記支持部に装着されて前記カバー付加工台に向けて流体を放出する流体放出手段と、
前記カバー付加工台の移動方向一方側に設けられて前記カバー付加工台上の堆積物を回収する堆積物回収部とを備えた加工装置の堆積物回収方法であって、
前記カバー付加工台を略水平方向に移動させるとともに、
前記カバー付加工台が前記支持部に対向する領域を通過又は通過後のタイミングで前記流体放出手段から流体を放出して堆積物を回収する回収ステップを有することを特徴とする堆積物回収方法。
【請求項７】
前記回収ステップでは、支持部移動手段により前記支持部を略水平方向で且つ前記カバー付加工台の移動方向と交差する方向に移動させながら堆積物の回収を行うことを特徴とする請求項６に記載の堆積物回収方法。
【請求項８】
前記回収ステップを複数回実行することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の堆積物回収方法。
【請求項９】
前記回収ステップの実行前に、前記回収ステップの実行回数を指定する指定ステップを有することを特徴とする請求項８記載の堆積物回収方法。
【請求項１０】
前記回収ステップは、加工が完了した後で、且つ前記加工対象物の取り出し前に実行されることを特徴とする請求項６〜９のいずれか一項に記載の堆積物回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工台に固定した加工対象物に対して切削などの加工を行う加工装置及び堆積物回収方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
加工装置は、主軸に工具を取り付け、この主軸と加工台とを例えば３軸（ｘ、ｙ、ｚ軸）方向に相対移動させることにより、加工台に固定した加工対象物に所定の加工を施す。このような加工装置として、加工台を固定のままとし、主軸を３軸方向に移動させる構造の他、加工台をｘ軸方向（或いはｙ軸方向）に移動させ、主軸をｚ軸方向及びｙ軸方向（或いはｘ軸方向）に移動させる構造もある。何れの場合も、加工時に生じる切粉などが飛散し、堆積物となる。
【０００３】
そのため特許文献１のように、工具刃先より切削用ガスを切削刃面からワーク加工面に直接ガスを噴射させ、効率の良い刃先冷却と切粉排除を行う加工装置が知られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３３４４３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のような加工装置では、加工時に生じる切粉などの堆積物が周辺に散乱してしまい、加工時に生じる切粉などが堆積物となり、堆積物の回収に大きな労力を要してしまう。上記文献は、効率の良い刃先冷却と切粉排除を目的としたもので、加工装置の構成を利用して、堆積物の回収を効率良く行うといったものではない。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑み、加工時に生じる切粉などの堆積物の回収を効率良く行う加工装置及び堆積物回収方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明の加工装置は、加工対象物が取り付けられる加工台の周囲をカバーで覆ったカバー付加工台と、前記カバー付加工台を略水平方向に移動させる加工台移動手段と、前記加工台に対向して配置されて前記加工対象物を加工する工具を支持する支持部と、前記支持部に装着されて前記カバー付加工台に向けて流体を放出する流体放出手段と、前記カバー付加工台の移動方向一方側に設けられて前記カバー付加工台上の堆積物を回収する堆積物回収部とを備え、前記流体放出手段は、前記堆積物回収部に向けて移動する前記加工台が前記支持部に対向する領域を通過又は通過後のタイミングで流体を放出することを特徴とする。
【０００８】
上記課題を解決するために本発明の堆積物回収方法は、加工対象物が取り付けられる加工台の周囲をカバーで覆ったカバー付加工台と、前記加工台に対向して配置されて前記加工対象物を加工する工具を支持する支持部と、前記支持部に装着されて前記カバー付加工台に向けて流体を放出する流体放出手段と、前記カバー付加工台の移動方向一方側に設けられて前記カバー付加工台上の堆積物を回収する堆積物回収部とを備えた加工装置の堆積物回収方法であって、前記カバー付加工台を略水平方向に移動させるとともに、前記カバー付加工台が前記支持部に対向する領域を通過又は通過後のタイミングで前記流体放出手段から流体を放出して堆積物を回収する回収ステップを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、加工時に生じる切粉などの堆積物の回収を効率良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態における加工装置の概略構成断面図。
【図２】第１の実施形態の加工台周辺及び主軸部分の概略斜視図。
【図３】堆積物が散乱してカバー付加工台を回収動作開始位置に移動させた概略構成断面図。
【図４】カバー付加工台を移動させて、カバー部材上の堆積物の吹き集めをしている状態を示す概略構成断面図。
【図５】第１の実施形態において加工対象物加工対象物をカバー部材を移動させて堆積物の吹き集めを行う概略構成断面図。
【図６】カバー付加工台を移動させて、異物をカバー部材中央に集める工程を順番に示す模式図。
【図７】第１の実施形態における主軸のカバー上の移動軌跡図。
【図８】第１の実施形態における加工装置の制御ブロック図。
【図９】第２の実施形態における加工装置の堆積物回収方法のフローチャート図。
【図１０】第２の実施形態における加工装置の堆積物回収方法のフローチャート図。
【図１１】他の実施形態に係る加工装置の構成を示す斜視図。
【図１２】他の実施形態に係る加工装置の主軸が工具取り付け開始位置にあるときの斜視図。
【図１３】他の実施形態に係る加工装置の主軸が工具取り付け開始位置にあるときの拡大図。
【図１４】他の実施形態に係る加工装置の把持部が開いているときの斜視図。
【図１５】他の実施形態に係る加工装置の把持部が開いているときの主軸の拡大図。
【図１６】他の実施形態に係る加工装置に工具が取り付けられた斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について、図１ないし図８を用いて説明する。まず、本実施形態の加工装置Ａの全体構成について、図１及び図２により説明する。加工装置Ａは、加工対象物Ｗ（図２）を固定する加工台１と、ドリルなどの工具を取り付けて、不図示のモータにより工具を回転させる主軸５と主軸５先端に工具Ｔを支持する支持部５１を備える。これら加工台１と主軸５とをｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の各方向に相対移動可能に構成されている。
【００１２】
本実施形態では、加工台１をｙ軸方向（所定方向）に、工具Ｔを把持した主軸５をｘ軸方向とｚ軸方向とに、それぞれ移動させる。主軸５は、加工時の冷却用の流体放出手段としてエアーブロー部４１を備える。このために、加工台１をｙ軸方向（所定方向）に移動させる加工台移動手段としてｙ軸駆動部２０ｙと、主軸５をｘ軸方向とｚ軸方向とにそれぞれ移動させる工具Ｔの支持部移動手段としてｘ軸駆動部２０ｘ及びｚ軸駆動部２０ｚとを備える。エアーブロー部４１の流体放出口は、主軸５の内部に設けられている。主軸５本体または主軸５の支持部５１に設けられた工具Ｔを回転させるモータを冷却し、主軸５の外にエアーを放出する。また、エアーは、工具Ｔが加工対象Ｗに対して加工を行っている面に対して吹きつけを行い、加工時における工具Ｔの冷却とともに、堆積物ｄとなる切粉の吹き集めを行う。そして、加工対象Ｗ（ワーク）の工具Ｔに対する加工面の状態を切粉の少ない加工を行い易い状態に保つ。流体としては、圧縮ガスや装置外部に設置したエアーコンプレッサーによる空気など各種の流体を適応することができる。油受けや収集装置、循環装置を用いれば、流体として加工油などを適応することもできる。またエアーブロー部４１は、主軸５に備え切粉を除去する目的であればその設置位置は各種変形可能である。
【００１３】
まず、これら各駆動部２０ｘ、２０ｙ、２０ｚの共通する構造について説明する。なお、共通する構造については、それぞれの駆動部の構成であることを示す添え字を省略して、総括的に説明する。駆動部２０は、モータ２１と、送りねじ２２と、移動部材２３（ｘ軸駆動部に関しては不図示）を備える。
【００１４】
モータ２１は、加工装置Ａの躯体Ｂに固定され、例えば、外部端末などの指令に基づいて駆動される。送りねじ２２は、外周面に雄ねじ部を有し、各軸方向とそれぞれ平行に配置され、モータ２１の駆動により回転する。移動部材２３は、送りねじ２２の雄ねじ部と螺合する雌ねじ部を有し、送りねじ２２の回転に伴い、雄ねじ部と雌ねじ部との螺合に基づいて送りねじ２２に沿って移動する。
【００１５】
次に、各駆動部のそれぞれの構成について説明する。ｙ軸駆動部２０ｙの移動部材２３ｙには、加工台１が固定されており、移動部材２３ｙと共に加工台１が、送りねじ２２ｙの配設方向であるｙ軸方向に移動する。このようなｙ軸駆動部２０ｙは、加工台１の下方に配置される。
【００１６】
ｘ軸駆動部２０ｘの移動部材２３ｘには、主軸５をｚ軸方向の移動自在に支持しており、移動部材２３ｘと共に主軸５が、送りねじ２２ｘの配設方向であるｘ軸方向に移動する。なお、ｚ軸駆動部２０ｚは、移動部材２３ｘに支持されており、ｘ軸駆動部２０ｘの駆動により主軸５と共にｘ軸方向に移動する。
【００１７】
ｚ軸駆動部２０ｚの移動部材２３ｚには、主軸５が固定されており、移動部材２３ｚと共に主軸５が、送りねじ２２ｚの配設方向であるｚ軸方向に移動する。
【００１８】
ｘ軸駆動部２０ｘとｚ軸駆動部２０ｚは、躯体Ｂと一体又は躯体Ｂに固定の覆い部材Ｃに覆われている。覆い部材Ｃは、工具による加工領域Ｓを確保できるように、段付き形状を有し、ｘ軸駆動部２０ｘ及びｚ軸駆動部２０ｚと加工領域Ｓとの間に配置される。これにより、加工時に生じる切粉などの堆積物が、ｘ軸駆動部２０ｘ及びｚ軸駆動部２０ｚに侵入しにくくしている。即ち、加工領域Ｓは、不図示の前面の開閉材、上面の覆い部材Ｃ、と不図示の左右側板または覆い部材と、底面となるカバー部材２と加工台１などで区画された加工した堆積物ｄが飛散してしまう領域である。
【００１９】
また、ｙ軸駆動部２０ｙを設置した空間を有する収納部９の上方を覆うように、シート状のカバー部材２を配置している。カバー部材２は加工領域Ｓを区画し底面の一部を構成している。即ち、収納部９は、ｙ軸駆動部２０ｙを設置した空間の周囲を囲むようにそれぞれ配置された、前側フレーム９ａ、後側フレーム９ｂ、側方フレーム９ｃ（不図示）から構成されている。そして、これら各フレーム９ａ、９ｂらの上面にカバー部材２を配置している。
【００２０】
なお、ｙ軸駆動部２０ｙのモータ２１ｙを収納部９の外に配置しても良い。したがって、収納部９内に配置される駆動部は、少なくとも加工台１を移動させる機構の一部であれば良い。また、駆動部の構成は、上述したような送りねじ機構に限らず、例えばラックアンドピニオンのような他の機構であっても良い。
【００２１】
このようなカバー部材２は、例えば、ゴムベルトやスチールベルトなどのある程度のコシがあり弾性変形可能な部材で、ベルト状の形状を有し、表面（上面）が段差や凹凸がない単一の面により構成される。なお、単一の面とは、加工装置Ａによる加工時に生じる切粉などの堆積物が入り込んだり引っ掛かったりするような、段差や凹凸がない面を指す。スチールベルトであれば、より滑らかで堆積物の分離及び回収が行い易い。
【００２２】
カバー部材２は、加工台１に固定され、ｙ軸駆動部２０ｙの駆動により加工台１と共に移動する。言い換えれば、カバー部材２は、加工台１を介してｙ軸駆動部２０ｙによりｙ軸方向に駆動され加工台１とカバー部材２はともに移動しカバー付加工台として機能する。加工台１の上面は、カバー部材２の表面に露出するように固定されている。このために、カバー部材２の一部に開口部を設け、この開口部内に加工台１の上半部を挿入した状態で、加工台１とカバー部材２とを例えば接着などにより固定している。
【００２３】
また、カバー部材２は、所定方向一端部である前側（図１の左側）の端部２ａが収納部９の下方に回り込むように案内されている。一方、カバー部材２の後側（図１の右側）の端部２ｂは、躯体Ｂの後側に配置された第２のカバー収納部９４に収納される。第２のカバー収納部９４は、後側フレーム９ｂと一体に形成され、カバー部材２の厚さよりも僅かに大きな隙間を有する空間が、後側フレーム９ｂから上方に延出されるように構成されている。
【００２４】
カバー部材２の後側の端部２ｂは、カバー部材２が後側に移動すると、第２のカバー収納部９４の入り口に構成されたフレームによる立ち上がり部との間に案内されて、上述のように構成される第２のカバー収納部９４に収納される。カバー部材２は第１のカバー収納部９３と第２カバー収納部９４との間を移動しても加工領域Ｓに完全に露出しない構造となっており、弾性変形の撓みにより前側ワイパー６、後側ワイパー７と摺接する押圧力を得て堆積物が除去されやすくなっている。またカバー部材２の加工領域Ｓに露出しない部分には、目印となる段差等を設けることも可能である。
【００２５】
本実施形態の場合、このように、カバー部材２の前側の端部２ａが収納部９の下方に配置された第１のカバー収納部９３に、カバー部材２の後側の端部２ｂが躯体Ｂの後側にｚ軸方向に配置された第２のカバー収納部９４にそれぞれ収納される。このため、加工装置Ａの前後方向の寸法を小さくでき、小型化を図れる。
【００２６】
また、摺接部材である前側ワイパー６、後側ワイパー７を、それぞれ固定しカバー部材２の表面に摺接させている。これにより、カバー部材２が前側に移動した場合には、カバー部材２上の堆積物ｄが、前側ワイパー６によりカバー部材２から分離され、カバー部材２が後側に移動した場合には、カバー部材２上の堆積物ｄが、後側ワイパー７により堰き止められる。そして、カバー部材２上の堆積物ｄが各収納部９３、９４に入り込むことを防止している。後側ワイパー７は、立ち上がって収納されているカバー部材２に対して、堆積物ｄの除去を行っているため、カバー部材２の弾性変形による復元力と後側ワイパー７による分離作用で堆積物ｄを除去しやすい。また、前側ワイパー６は、カバー部材２の構成する曲面に接しているため堆積物ｄの自重と前側ワイパー６の分離作用により除去が行い易い。
【００２７】
図３から図５は、本発明の実施形態に係る回収動作の横断面図である。図３がエアーブロー部４１からエアーを放出している状態である。主軸５内を通過したエアー４１ａが工具Ｔを回転させるモータを冷却する。エアー４１ａは工具Ｔを支持している支持部５１内の把持部が工具Ｔを把持している隙間もしくは、ｚ軸方向下方に吹き出すように設けられた放出口から支持部５１の外に放出されエアー４１ｂが加工空間Ｓに放出される。
【００２８】
また、カバー部材２の前側の下方には、回収部である回収ボックス４が、躯体Ｂと着脱自在に配置されている。そして、図４に示すように、カバー部材２が前側（所定方向一端部側）に移動して収納部９の下方に回り込む際に、前側ワイパー６により分離された堆積物ｄが回収ボックス４内に落下するようにしている。図５は、加工対象物Ｗの取り外し位置まで移動させた図である。また、堆積物の回収部は、カバー付加工台の移動方向一方側に設けられていれば、その形状等は各種変形可能である。
【００２９】
このように構成される本実施形態の場合、図１に示すように、加工台１上に加工対象物Ｗを固定した状態で、主軸５の先端に設けたドリルなどの工具により加工対象物Ｗに所定の加工を施す。この際、主軸５をｘ軸駆動部２０ｘとｚ軸駆動部２０ｚによりｘ軸とｚ軸とに移動させ、加工台１をｙ軸駆動部２０ｙによりｙ軸に移動させる。この加工の際に生じた切粉などの堆積物ｄは、カバー部材２上に溜まる。また、図２に示すように、カバー部材２はｙ軸方向と直交する幅方向から落下することを防止する摺接部材３ａ、３ｂを備える。摺接部材３ａ、３ｂは堆積物落下防止手段として機能し、駆動部２０ｙに堆積物ｄが落下しないようになっている。摺接部材３ａ、３ｂは、後側ワイパー７に向かって幅方向に狭くなるように傾斜を持って設置されている。加工台１の移動方向両側にそれぞれ配置され、対向する一対の摺接部材３ａ、３ｂの間隔は他方側に沿って除々に小さくなっている。
【００３０】
加工対象物Ｗを加工する際に生じた切粉などの堆積物ｄは、図６（ａ）に示すように、カバー部材２上に溜まる。加工が終了してカバー部材２上の堆積物ｄを回収する場合には、まず、カバー部材２を、図６（ｂ）（図３の状態）に示すように、ｙ軸方向一方（図６の上方、矢印イ方向）に移動させる。この際、カバー部材２の幅方向両端側に存在する異物ｄは、サイドワイパー３ａ、３ｂと摺接して、カバー部材２から落下することを防止されると共に、サイドワイパー３ａ、３ｂの傾斜に基づいて、カバー部材２の幅方向中央寄りにかき集められる。なお、カバー部材２のｙ軸方向一方に存在する堆積物ｄは、前述したように、後側ワイパー７により堰き止められ、かき集められる。
【００３１】
そして、この状態から、図６（ｃ）（図４の状態）に示すように、カバー部材２をｙ軸方向他方（図６の下方、矢印ロ方向）に移動させると、堆積物ｄがカバー部材２の幅方向中央側に集まったまま、装置の前側に運ばれる。この際、カバー部材２のｙ軸方向他方に存在する堆積物ｄは、前述したように、前側ワイパー６によりカバー部材２の表面に前側ワイパー６によりかき集められ、堆積量が前側ワイパー６の高さを超えるとカバー部材２上から分離され、回収ボックス４により回収される。前側ワイパー６は、カバー部材２の屈曲面に接しているため、サイドワイパー３ａ、３ｂと同様にカバー部材２との摺接位置を通る接線に直角な方向から傾斜して接している。そのため、カバー部材２からの堆積物ｄの分離性が良い。
【００３２】
カバー部材２は、加工台１の移動範囲を超えて移動できないため、カバー部材２の移動だけでは、堆積物全部を取り除くことはできない。このため、カバー部材２に残った堆積物ｄをエアーで所定の領域に吹き集めることによって、回収ボックス４で回収でき、堆積物回収作業の簡易化を図ることができる。本実施形態の場合、上述したように、カバー部材２上の堆積物ｄは幅方向中央寄りに集まっているため、残った堆積物ｄをエアーで回収し易い。また、カバー部材２はシート状であるため堆積物ｄが段差などに引っ掛かることがなく、カバー部材２に存在する堆積物ｄを取り除き易い。回収ボックス４は、前述したように、躯体Ｂに着脱自在としているため、堆積物ｄが溜まったら、回収ボックス４を取り外して溜まった堆積物ｄを外部に容易に捨てることができる。また、作業台１は三次元加工を行うため加工中も移動しており、上述したカバー部材２と摺接部材（３ａ、３ｂ、６、７）によるの堆積物ｄの回収は、加工中にも実行することができる。そのため、堆積物ｄが集積されすぎて、加工終了時の回収動作で堆積物ｄが動きにくくなるといったことを防止することができる。
【００３３】
加工対象物Ｗが取り付けられる加工台１の周囲をカバー部材２で覆ったカバー付加工台は、ｙ軸駆動部２０ｙにより、水平方向に移動させる加工台移動手段として機能する。
加工台１に対向して配置されて加工対象物Ｗを加工する工具Ｔを支持する支持部５１は、カバー付加工台に向けて流体を放出する流体放出手段となるエアーブロー部４１が装着されている。また、加工装置１は、カバー付加工台の移動方向一方側に設けられてカバー付加工台上の堆積物ｄを回収する堆積物回収部となる回収ボックス４を備える。そして、流体放出手段であるエアーブロー部４１は、堆積物回収部に向けて移動する加工台１が支持部５１に対向する領域を通過又は通過後のタイミングで流体を放出する。
【００３４】
本実施形態では、図４（図６（ｃ）の状態）に示すように、ｚ軸駆動部２０ｚにより、主軸５をｚ軸方向に移動させて、加工台１に接近させる。そして、エアーブロー部４１付の主軸５から、加工台１が主軸５に対向する領域を通過又は通過後のタイミングで、エアーブロー部４１から、エアー４１ｂを主軸５の下方に向けて放出し、加工台１の上面やその近傍に堆積している切粉の吹き集めを行う。
この際、エアー４１ｂを、加工対象Ｗ、加工台１、または、カバー部材２に衝突させて、エアー４１ｂの進行方向をｙ軸方向へ変化させる。エアー４１ｃが堆積物ｄに与える推進力の方向と、堆積物ｄの下面にある部材をｙ軸方向へ移動させて堆積物ｄが運搬される方向が同一方向となる。なお、ｙ軸方向へ進行方向が変化したエアーをエアー４１ｃとしています。
このとき、加工台１、カバー部材２や加工対象物Ｗ上の堆積物ｄは下方にある部材の移動に伴って回収ボックス４側に運搬され、このタイミングでエアー４１ｂを放出すると、ｙ軸方向へ向かうエアー４１ｃが堆積物ｄに作用し、回収ボックス４の方向へ堆積物ｄが移動する推進力が強まる。その結果、堆積物ｄは、ｙ軸方向へ移動しやすくなり、回収ボックス４への堆積物ｄの吹き集めが効率的に行われる。
【００３５】
＜加工コードによる回収動作の指定＞
回収動作において、加工台１をｙ軸駆動部２０ｙによりｙ軸に移動させながら、主軸５をｘ軸駆動部２０ｘにより移動させるとジグザグにカバー部材２の上をエアーブロー部４１付主軸５を移動させた場合と同様な軌跡が描かれる。このときのｘ軸駆動部２０ｘ、ｙ軸駆動部２０ｙ、ｚ軸駆動部２０ｚの動作を以下の加工用のデータであるＭコードで定義する。Ｍ４００とＭ４０１は堆積物飛ばし動作用の特殊なＭコードである。Ｍコードを加工コードと呼ぶ。図７（ａ）にＭ４００の動作によるカバー部材２の上に対して主軸５を投影した移動軌跡を示し、図７（ｂ）にＭ４０１による主軸５の移動軌跡を示す。
加工コードは、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の移動範囲と一回の回収動作におけるｘ軸方向または、ｙ軸方向の移動量を指定することができる。
【００３６】
Ｍ４００をＸ５０Ｙ１００Ｚ−３０Ｑ１０とした場合は、主軸５を３０ｍｍ下げて、ｘ軸５０ｍｍでｙ軸１００ｍｍの範囲で一回の繰り替えし動作におけるｘ軸移動量が１０ｍｍで主軸５を移動させるという意味となる。これら各指定データは各種設定可能である。
また、Ｍ４０１をＸ４０Ｙ９０Ｚ−５０Ｑ１０とした場合は、主軸５を５０ｍｍ下げて、ｘ軸方向４０ｍｍでｙ軸方向９０ｍｍの範囲で一回の繰り替えし動作における移動量がｙ軸方向に１０ｍｍでカバー部材２上で、主軸５を相対的に移動させるという意味となる。
【００３７】
Ｍ４００の演算方法を示すと、
繰返し回数  =  Ｘ指定データ  ／  Ｑ指定データ
一回の動作におけるＸの移動量 ＝Ｑ
Ｙの移動量=Ｙ指定データ
Ｚ  高さ  ＝Ｚ指定データ
であり、カバー部材２の移動による主軸５の相対的な移動の繰り返し回数は、必ず整数とする。繰返し回数分回収動作を行い、余ったXの移動分は動作しないと設定する。図７において、点線の移動軌跡は、エアーブロー部４１の吹き集めを停止している。これによって、ｙ軸方向回収部のない方向に、エアーで堆積物ｄが再度飛散することを防止するとともに、エアーを節約することができる。Ｑが一回のエアー放出動作における主軸５の移動動作の繰り返し単位となる。
【００３８】
Ｍ４０１の演算方法を示すと、
繰返し回数  =  Ｙ指定データ  ／  Ｑ指定データ
一回の動作におけるＹの移動量 ＝Ｑ
Ｘの移動量＝Ｘ指定データ
Ｚ  高さ  ＝Ｚ指定データ
であり、主軸５のｘ軸方向への移動の繰り返し回数は、必ず整数とする。繰返し回数分回収動作を行い、余ったＹの移動分は動作しないと設定する。カバー部材２の後方からｘ軸方向にも移動する際に吹き集めを行うことで、カバー部材の移動を低減させて吹き集めを行うことができる。
【００３９】
このとき、加工装置Ａは、カバー部材２が後側に移動した場合には、カバー部材２上の堆積物ｄが、後側ワイパー７により堰き止められる。そのため、カバー部材２上で堆積物ｄが吹き集められた領域がｙ軸方向ある領域より後ろに存在する。そのため、加工装置Ａの設計データにより、回収動作が必要でない領域はエアーを使用しない領域を設けることが可能である。必要のない領域にエアーを使用しない設定とすることで、エアーのムダ使いを防止することができる。
【００４０】
＜加工装置の制御構成＞
図８は、本発明の一実施形態に係わる切削加工装置の構成を示すブロック図である。上述の加工装置Ａの制御手段である制御部３０について、図８を用いて説明する。図８に示すように、加工装置Ａは、制御部３０と加工装置本体４０とを備える。このうちの制御部３０は、演算手段であるＣＰＵ３１、入出力ポート（Ｉ／Ｏ）３２、各モータドライバ３３ｘ、３３ｙ、３３ｚ、主軸コントローラ３４、データ入力部３５などを備える。ＣＰＵ３１は、入力されたデータや信号に基づいて各種の演算を行う。
【００４１】
Ｉ／Ｏ３２は、加工装置本体４０のエアーブロー部４１に接続される。制御部３０に設けた各モータドライバ３３ｘ、３３ｙ、３３ｚは、ＣＰＵ３１からの指令に基づいて各モータ２１ｘ、２１ｙ、２１ｚを駆動するためのプログラムである。各モータ２１ｘ、２１ｙ、２１ｚには、それぞれ検知手段であるエンコーダ４５ｘ、４５ｙ、４５ｚを設けている。エンコーダ４５ｘ、４５ｙ、４５ｚは、例えば、各モータ２１ｘ、２１ｙ、２１ｚの回転軸の回転回数や回転角度、回転方向を検知する。そして、各モータ２１ｘ、２１ｙ、２１ｚの駆動により各ステージ（移動部材）２３ｘ、２３ｙ、２３ｚが実際に移動した量（実際の位置）を検知する。
【００４２】
主軸コントローラ３４は、主軸５を回転させる不図示のモータを制御して、主軸（スピンドル）５の回転速度を制御するためのプログラムである。また、データ入力部３５は、加工対象である被加工物の形状データ入力部３５ａと、加工データ読み込み部３５ｂと、データ記憶部とを有する。そして、データ入力部３５ａで入力されたデータ及び読み込み部３５ｂで読み込んだデータをデータ記憶部３５ｃに記憶する。ＣＰＵ３１は、データ記憶部３５ｃに記憶されたデータに基づいて各種の演算を行い、各モータドライバ３３ｘ、３３ｙ、３３ｚなどに指令を送る。
【００４３】
各モータ２１ｘ、２１ｙ、２１ｚは、上述のように、データ入力部３５で入力されたデータに基づいてＣＰＵ３１が演算した指令により、各モータドライバ３３ｘ、３３ｙ、３３ｚにより駆動される。この時、ＣＰＵ３１は、各モータドライバ３３ｘ、３３ｙ、３３ｚに指令した各ステージ２３ｘ、２３ｙ、２３ｚの移動量（位置）をデータ記憶部３５ｃに記憶させる。これと同時に、各エンコーダ４５ｘ、４５ｙ、４５ｚにより検知した検知結果も、データ記憶部３５ｃに記憶される。
【００４４】
このように制御部３０により加工装置本体４０の各部を制御することにより、工具を回転させつつ主軸５又は加工台１を移動させながら、加工台１上に固定した加工対象物Ｗに所定の加工を施す。また、加工は、連続して行う場合と、所定量加工する毎に主軸５及び加工台１を停止させる場合がある。何れにしても、各ステージ２３ｘ、２３ｙ、２３ｚは、各モータ２１ｘ、２１ｙ、２１ｚが指令に基づいて駆動されることにより移動する。
【００４５】
＜回収動作フローチャート＞
図９に、加工装置Ａにおける切粉回収動作のフローチャートを示す。加工装置Ａは、加工装置Ａ内の内部データや不図示のＬＡＮポートなどのデータ入出力部からネットワーク経由で加工指示データを受けると、以下のフローで堆積物回収動作を実行する。主軸５の動作による堆積物回収方法はＭ４００やＭ４０１などのコードで決定され、各種Ｍコードを設定または受信することによって変更可能である。
【００４６】
例えば、Ｍ４００の規定データをＸ５０Ｙ１００Ｚ−３０Ｑ１０とする。Ｍ４００ｘｙｚｑは、Ｍ４００の主軸の相対的な移動動作のパラメータを４変数設定することができるコードとなる。変数の数の設定は任意である。堆積物が飛散する領域は、ＸＹで決定されるため、ＸＹの２変数は、加工装置Ａの設計データなどによって固定されるとよい。また、当接部材３ａ、３ｂは、後側ワイパー７に向かって幅方向に狭くなるようになっているため、当接部材３ａ、３ｂの端部が回収可能な領域がある。その回収可能な領域の幅に合わせてＱを設定すると、回収不要な領域を規定値とすることで無駄なく掃除を行える。
【００４７】
Ｓは各工程のステップを示す。Ｓ１０１で加工装置Ａは切粉回収動作を行うための加工指示データを受信し加工を行う。Ｓ１０２でＣＰＵ３１は回収用の加工コードがあるかを判定する。堆積物の回収を行う回収用のコードがなければ、Ｓ１０１にもどり、加工対象物Ｗを主軸５に取り付けられた工具Ｔで加工する加工モードを継続する。回収用の加工コードがあるとＣＰＵ３１が判定するとＳ１０３へ進みＣＰＵ３１は、Ｉ／Ｏ３２を介して、エアーブロー部４１にエアー放出指令をおくる。エアーブロー部４１からエアーを放出し、堆積物ｄの回収を行う回収モード用の加工コードを取得する。これによって、ＣＰＵ３１は、加工対象物Ｗを加工する加工モードから、堆積物ｄの除去を行う回収モードへ各ステージ２３の動作を切り替え、ＣＰＵ３１が切り替え手段として機能する。
【００４８】
Ｓ１０４においてＳ１０３で取得した堆積物回収方法に指定があるかを確認する。加工コードがＭ４００やＭ４０１で指定するパラメータがない場合は、Ｓ１０５へ進む。このとき、Ｍ４００であれば、回収を行うステップで主軸５が移動しないことを示す。また、Ｍ４０１であれば、主軸５が移動して、堆積物ｄの回収が行われる。このときどのような加工コードを受け取るかで、主軸５の支持部５１が移動するかが決定される。Ｓ１０５で規定の回収動作データを設定する。Ｍ４００ｘｙｚｑなどパラメータを指定できる加工コードである場合は、Ｓ１０６へ進む。Ｓ１０６では、データ記憶部３５ｃで記憶されている加工装置Ａの設計データなどをもとに、設定されているパラメータが設定され、外部から入力されたデータや不図示の入力部等から指定可能な回収用のパラメータを指定する。Ｍ４００ｘｙｚｑである場合は、ＸＹＺＱを指定する。エアーブロー部４１が回収ボックス４に向けて移動する加工台１が支持部４１に対向する領域を通過又は通過後のタイミングで流体を放出する回収ステップの実行回数をＸとＱの値を入力することで指定する。
【００４９】
Ｓ１０７において、ＣＰＵ３１は、設定された回収動作を作成し、Ｓ１０８で、設定された回収動作を実行する。そして、Ｓ１０８の動作が回収ステップとなり設定された繰り返し単位の回数、主軸５及びカバー部材２付加工台１を回収ステップで回収動作を繰り返す。回収動作を終えると、図５に示すように、Ｓ１０９で加工対象物Ｗを加工対象物Ｗの着脱位置までｙ軸方向一方に移動させ、カバー部材２の端部に飛散している堆積物ｄを回収ボックス４に落として回収する。
【００５０】
カバー部材２のｙ軸方向他方に存在する堆積物ｄは、前述したように、加工対象物Ｗの着脱位置まで移動され前側ワイパー６によりカバー部材２の表面から分離され、回収ボックス４により回収される。動作が完了したのを確認して、操作者は、回収ボックス４を前側から取り出して捨てることで、堆積物ｄを工具Ｔの冷却に使用するエアーブロー部４１の加工装置Ａの構成を利用して効率的に回収することができる。
【００５１】
また、本実施形態における主軸５は、工具を支持または把持し加工対象に加工を行うものであれば、回転切削に限らず、ピストン運動等で加工するものも用いることができる。
【００５２】
本発明は、上述の加工装置Ａの構造において好適に用いられ、主軸５とカバー部材２が相対的に移動し平面２軸上を移動可能とすることで、カバー付加工台上広範囲の堆積物の回収が行える。また、ｚ軸方向へ動作する場合、堆積物との距離を短くすることができるため、堆積物のエアーによる吹き集めを効率的にすることができる。また、工具Ｔを支持部５１から取り外して、回収動作を行うと、エアーの吹き出し口をカバー付加工台により接近させることができ効率的の吹き集めを行うことができる。
【００５３】
一方、本実施例のように、工具Ｔを取り付けたままエアーブロー部４１から吹き集めを行うことで、工具からの切粉の除去と堆積物の回収動作を合わせて行うことができ効率的な堆積物回収方法を行うことができる。本実施形態においては、加工が完了した後で且つ加工対象物Ｗを取り出す前に堆積物の回収を行うことを示したが、これに限らず、加工動作中に堆積物回収を実行してもよい。また、加工が完了した後で、且つ加工対象物の取り出し前に実行することで、加工対象物の取り出しにおいて堆積物でアームや手などが汚れる可能性を減少させることができる。
【００５４】
＜第２の実施形態＞
次に図１０を用いて、本発明の第２の実施形態について説明する。装置の構成や動作などは、第１の実施形態と同様であり、回収モードへの切り替えを行う制御等が異なる。
【００５５】
図１０に、第２の実施形態についてのフローチャートを示す。第２の実施形態は、加工を行っている状態でコードを回収モードへの切り替えを監視している。Ｓ２０１において、ＣＰＵ３１によって、加工中に回収動作の監視が開始される。
【００５６】
Ｓ２０２で回収用の加工コードが入力されたかを判定し、回収用の加工コードがある場合は、Ｓ２０５へ進み、回収用の加工コードがない場合は、Ｓ２０３へ進む。Ｓ２０３にでは、一連の加工を行う加工コードであっても、加工コード中に回収用の動作があるかを判定する。この判定により回収用の動作があればＳ２０５へすすみ、加工コード中にも回収用の動作がない場合は、Ｓ２０４へ進む。Ｓ２０４において、ＣＰＵ３１は加工コードが送られてきているかを判定する。この判定で加工コードが送られていないと判定し、加工動作を終了する場合は、Ｓ２０５へ進む。加工コードによって加工が継続される場合は、Ｓ２０２へもどり加工コードの監視を継続する。
【００５７】
Ｓ２０５において、回収のジグザグ移動の方法やパラメータが設定されているかを判定し、パラメータが設定されている場合は、Ｓ２０７へ進み、回収動作のパラメータが設定されていない場合は、Ｓ１０６と同様な方法を用いて、回収動作パラメータデータを設定する。Ｓ２０７において設定された回収動作を実行する。
【００５８】
Ｓ２０８では、加工データが継続して受信されない場合や、加工データが回収のみや回収動作で終了した場合に加工完了とＣＰＵ３１は判断し加工を終了する。次の加工コードがＣＰＵ３１に読み込まれた場合は、Ｓ２０２へ戻り回収動作の監視を継続する。
【００５９】
上述したように、加工コードを監視した場合、加工が完了した加工対象物Ｗの取り出し前に実行される。自動加工を行って動作が終わる際には、堆積物ｄの回収を行って、快適に加工対象物Ｗの取り出しが行える。また、加工完了前に少なくとも一回は、堆積物ｄの回収ステップを行っているため、加工中に堆積物ｄがカバー部材２上に溜まり過ぎて、加工の障害となることを防止することができる。
【００６０】
＜他の実施形態＞
図１１は、本発明に係る他の実施形態の加工装置概略構成を示す斜視図である。また、図１２は、他の実施形態に係る加工装置が工具取り付け開始位置にあるときの斜視図である。
【００６１】
図１１に示すように、本実施形態における加工装置１Ａは、加工台１１１を固定する固定台１１２と、この固定台１１２の両端部に垂直に立設された一対の支持体（側壁）１１３ａ，１１３ｂと、これら対向する各枠体１１３ａ，１１３ｂを上部側で連結する２本のＸ軸シャフト１１４とを備えている。ここで、Ｘ軸方向は、Ｘ軸シャフト１１４の軸方向である。
【００６２】
また、加工装置１Ａは、Ｘ軸シャフト１１４に沿って移動可能に設けられた可動スライダ１２０を有する。具体的には、可動スライダ１２０は、支持体１１３ｂの一方に設けられたＸ軸駆動モータ１３０からの動力を受けて、Ｘ軸シャフト１１４に沿ってスライド移動可能に設けられている。例えば、本実施形態では、一対のＸ軸シャフト１１４の間には、支持体１１３ａ，１１３ｂを繋ぐようにボールねじ等からなるＸ軸駆動案内軸１３１が設けられている。このＸ軸駆動案内軸１３１は、一対のＸ軸シャフト１１４と平行に設けられている。そして、Ｘ軸駆動モータ１３０は、このＸ軸駆動案内軸１３１の一端部（支持体１１３ｂ側の端部）に連結され、Ｘ軸駆動案内軸１３１を回転させる。これにより、本実施形態では、回転するＸ軸駆動案内軸１３１に螺合された可動スライダ１２０が一対のＸ軸シャフト１１４に沿ってスライド移動できる。
【００６３】
このような可動スライダ１２０は、加工台１１１に装着される加工対象物Ａを加工する工具Ｔが着脱可能な主軸１４０を保持している。この主軸１４０は、加工台１１１に対向する側の先端部１４１で工具Ｔを着脱自在に把持する。なお、図１１では、主軸１４０に工具Ｔを装着していない状態を図示している。
【００６４】
また、主軸１４０は、加工台１１１に接近又は退避する方向（鉛直方向であるＺ軸方向）に単独で移動可能に保持されている。詳細には、Ｚ軸駆動モータ１５０が可動スライダ１２０の鉛直方向上部側の端部に設けられている。そして、このＺ軸駆動モータ１５０の駆動力は、不図示の駆動軸及び連結部によって主軸１４０に伝達され、これによって、主軸１４０は、Ｚ軸方向に単独で移動できる。なお、主軸１４０は、可動スライダ１２０を介して一対のＸ軸シャフト１２２に支えられているため、安定した工作動作を実現し得る。
【００６５】
一方、上述した主軸１４０に対向する加工台１１１は、加工台１１１の下部に設けられた不図示の加工台駆動手段（Ｙ軸駆動モータ）上に設けられている。すなわち、加工台１１１は、上面側に加工対象物Ａが取り付けられた状態で、不図示の加工台駆動手段により、主軸１４０の移動方向と交差するＹ軸方向に移動可能に設けられている。ここで、Ｙ軸方向とは、Ｘ軸シャフト１１４と直交する水平方向である。
【００６６】
そして、上述した構成の加工装置１Ａにおいては、可動スライダ１２０自体がＸ軸シャフト１１４に沿って主軸１４０と一体的にＸ軸方向に移動可能である。また、主軸１４０は、Ｚ軸駆動モータ１５０によって単独でＺ軸方向に移動可能である。さらに、加工台１１１は、可動スライダ１２０及び主軸１４０とは別に、独立してＹ軸方向に移動可能である。
【００６７】
したがって、本実施形態の加工装置１Ａは、主軸１４０を備えた可動スライダ１２０及びその移動機構（Ｘ軸駆動モータ１３０及びＺ軸駆動モータ１５０）を含む加工手段側でのＸＺ方向への移動と、加工台１１１側でのＹ軸方向への移動とを相対的に制御できる三次元加工装置となる。つまり、Ｘ軸駆動モータ１３０やＺ軸駆動モータ１５０は、加工台１１１に対して主軸１４０を移動させる主軸移動手段として機能する。一方、Ｙ軸駆動モータ１３０は、主軸１４０に対して加工台１１１を移動させる加工台移動手段として機能する。なお、加工手段側と加工台１１１とでＸＹＺ軸の移動方向の組み合わせは、上述したものに特に限定されず、例えば、加工台１１１をＺ軸方向、あるいはＸ軸方向に移動させ、これに対応させて加工手段側を所定の方向に移動させるようにしてもよい。以下の説明では、図１に示すＸ軸シャフト１１４の軸方向（Ｘ軸シャフト１１４に平行な方向）をＸ軸とし、加工装置１Ａの載置面に対して水平方向でＸ軸に直角な（直交する）方向をＹ軸、Ｘ軸及びＹ軸に対して垂直な方向（鉛直方向）をＺ軸と呼ぶ。これらの三次元移動のための構成は、本発明の第１の実施形態にも適用可能な概念である。
【００６８】
なお、上述した構成の加工装置１Ａの各支持体１１３ａ、１１３ｂの下端部には、装置安定化のために、床面（装置設置面）に接地する複数の脚部１１３ｃが装置の四隅に対応して設けられる。これにより、加工装置１Ａは、加工対象物Ａを加工している状態であっても、各脚部１３ｃによって装置全体が安定した状態で加工動作を実現し得る。
【００６９】
ここで、上述した本実施形態の加工装置１Ａは、主軸１４０に対する工具Ｔの取り付けが自動化されている。以下、図１１〜図１３を参照して、本実施形態の加工装置１Ａにおける工具取り付け構造について説明する。なお、図１３は、実施形態２に係る加工装置の要部拡大図を示す（図１３（ａ）は主軸の先端部を示し、図１３（ｂ）は主軸のＡ−Ａ断面図を示す）。
【００７０】
具体的には、図１１、図１２、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すように、主軸１４０の先端部１４１には、工具Ｔを着脱自在に把持する把持部１４２が設けられている。この把持部１４２には、工具Ｔを把持するための開口部を開閉するための開閉レバー１４３が連結されている。すなわち、把持部１４２は、開閉レバー１４３の動作に連動して、工具Ｔが装着される開口部を開状態又は閉状態に変形させる。開閉レバー１４３の主軸１４０の上方側にエアーブロー部１４１ａが設けられ、エアーは開閉レバー１４３、工具Ｔの回転のためのモータ、及び、工具と加工対象物Ａの加工面の吹き飛ばしと、堆積物の吹き飛ばしを行うように構成することもできる。一方、主軸１４０の移動経路（又はその近傍）、すなわち、主軸１４０の可動範囲又はその近傍には、開閉部となる開閉レバー４３を衝突させるための被衝突部材１６０が配置されている（図１及び図２参照）。例えば、本実施形態では、この被衝突部材１６０は、主軸１４０に対向する側の支持体１１３ｂの内側面に固定されている。
【００７１】
そして、図１１に示すように、被衝突部材１６０には、開閉レバー１４３が挿入されて主軸１４０の移動に伴って摺動するカム溝１６１が設けられている。具体的には、被衝突部材１６０には、主軸１４０に対向する端面にカム溝１６１が設けられている。このカム溝６１は、例えば、本実施形態では湾曲した長穴形状に設けたが、これに限定されず、開閉レバー１４３の移動経路に合わせて螺旋形状等、適宜整合させればよい。一方、主軸１４０は、図１３（ｂ）に示すように、その軸中心周りに円筒部１４０ａを有し、その円筒部１４０ａの内方には開閉レバー１４３の胴体部１４３ａが回動可能に保持されている。また、開閉レバー１４３の胴体部１４３ａからは、主軸１４０の円筒部１４０ａに設けられたスリット１４０ｂからレバー部１４３ｂが突設されている。
【００７２】
そして、このような構成の開閉レバー１４３は、主軸１４０と一体的に設けられている。つまり、開閉レバー１４３は、主軸１４０と共に一体的に移動する際、主軸１４０の移動経路内において、レバー部１４３ｂが被衝突部材１６０のカム溝１６１に挿入され、その状態で当該カム溝１６１に沿って摺動される。例えば、本実施形態では、図１４に示すように、開閉レバー１４３は、カム溝１６１に沿った摺動により、主軸１４０の円筒部１４０ａ内で回動する。これにより、把持部１４２の開口部は、開閉レバー１４２の動作に連動して開状態又は閉状態に変形する。詳細には、本実施形態では、把持部１４２の開口部は、回動する開閉レバー１４２の一部で開口が小さく塞がれるようにした。このため、このような把持部１４２の開閉動作にあわせて工具Ｔを把持部１４２の開口部に挿入することで、把持部１４２と開閉レバー１４３との間で工具Ｔを挟んで、主軸１４０への工具Ｔの取り付けを自動で行うことができる。
【００７３】
なお、本発明において開閉レバー１４３を被衝突部材１６０に衝突させるとは、開閉レバー１４３を被衝突部材１６０に接触させることで開閉レバー１４３に衝撃等の動力を与え、その動力によって開閉レバー１４３自体を動作させることを意味する。また、開閉レバー１４３を動作させるとは、主軸１４０の開口部（工具を保持する部分）の開閉動作をさせるために必要な間接動作をいう。この間接動作においては、本実施形態で示したように、開閉レバー１４３をカム溝１６１に摺動させ、主軸１４０の軸中心周りに回転させる以外にも各種の構成を適用可能である。
【００７４】
すなわち、加工装置の主軸が加工台の移動機構（ＸＹＺ方向の少なくともいずれか一つの移動機構）を用いて、主軸にある開閉部と被衝突部材とを相互に作用させて、主軸による工具の着脱を行うようにすればよい。
【００７５】
開閉部と被衝突部材とを相互作用させるためには、開閉部の把持部の開閉構造に合わせて、被衝突部材の構成を適宜変形させればよい。
【００７６】
例えば、主軸１４０の移動方向として本実施形態では、ＸＺ軸方向を示したが、移動手段の構成によっては、主軸１４０の移動可能な方向として、ＸＹＺ軸方向の三次元方向とすることもできる。主軸の移動方向として、ＸＹＺ軸方向の複数もしくは少なくとも一方向の移動を行い、開閉部を被衝突部材に衝突させ、把持部を開状態または閉状態に変化させればよい。また、被衝突部材を移動可能な構成とすることもできる。例えば、被衝突部材をＸ軸方向に移動させることによって、カム溝から開閉部を出し入れするように構成することもできる。この場合、主軸に対して、被衝突部材を移動させて、カム溝に開閉部が挿入された後に、開閉部により把持部を開閉させるように主軸をＺ軸方向へ移動させればよい。
【００７７】
また、被衝突部材の開閉部を摺動する構成として、カム溝に限らず被衝突部材を棒状とすることもできる。開閉部を案内するスリットも各種変形可能であり主軸に主軸方向に形成されたスリットに被衝突部材の棒状部を嵌合させ主軸の移動に伴って、開閉部を押し上げ、押し下げする構造など各種の構成を適用可能である。例えば、開閉部を押し上げるには、開閉部の下側のスリットに被衝突部材を挿入して、主軸をＺ軸方向下方に移動させればよく、開閉部を押し下げるには、開閉部の上側のスリットに被衝突部材を挿入して、主軸をＺ軸方向上方に移動させればよい。
【００７８】
ここで、このような主軸１４０の把持部１４２に対して、工具Ｔを自動的に供給するための機構について詳細に説明する。
【００７９】
詳細には、上述した本実施形態の加工装置１Ａは、図１２に示すように、主軸４０に装着させるための複数の工具Ｔを収容する工具マガジン１７０と、工具を保持するアーム１７１と、このアーム１７１を鉛直方向（Ｚ軸方向）に昇降させる昇降装置１７２とが加工台１１１の外側であって、且つ被衝突部材１６０の鉛直方向下方側に配置されている。
【００８０】
アーム１７１の駆動手段となる昇降装置１７２は、アーム１７１を水平方向にも旋回可能に保持している。すなわち、アーム１７１は、主軸１４０への工具Ｔの取り付け位置と、工具マガジン１７０で工具Ｔを掴む位置との間を相互に移動できるようになっている。
【００８１】
また、このようなアーム１７１は、図示しない工具固定板ばねが組付けられ、この工具固定板ばねの弾性変形を利用して工具Ｔを保持できる状態としている。すなわち、アーム１７１は、工具マガジン１７０に収納された工具Ｔを保持することができる工具保持手段として機能する。昇降装置１７２は、アーム１７１で保持した工具Ｔの工具移動手段として機能する。
【００８２】
なお、これら工具マガジン１７０、アーム１７１、昇降装置１７２等の工具供給機構の周囲には、加工作業に伴って発生する切粉が舞い散る領域を仕切る隔壁（カバー）を設け、工具Ｔの加工による加工対象物Ａの切粉による悪影響を排除するのが好ましい。
【００８３】
次に、本実施形態における加工装置１への工具の取り付け方法及びその際の動作について説明する。
【００８４】
まず、図１１の状態から工具取付プログラムの実行により、加工装置１Ａに対して工具Ｔの取り付けが指示されると、加工装置１Ａ（実際には加工装置の制御部）は、Ｘ軸駆動モータ１３０の駆動により可動スライダ１２０をＸ軸方向、すなわち、支持体１１３ｂ側に移動させる。これにより、主軸１４０は、可動スライダ１２０と共に被衝突部材１６０に向かって移動する。そして、主軸１４０は、所定の工具取付開始位置（具体的には被衝突部材１６０が設置された位置）に移動する。ここでいう工具取付開始位置とは、主軸１４０の開閉レバー１４３（レバー部１４３ｂ）が被衝突部材１６０のカム溝１６１に挿入された位置のことをいう。ここでは、カム溝１６１の上端部に開閉レバー１４３のレバー部１４３ｂを挿入した位置を工具取付開始位置としている。
【００８５】
次に、加工装置１Ａは、Ｚ軸駆動モータ１５０を駆動して主軸１４０の位置をＺ軸方向、すなわち、加工台１１側に向けて降下させる。このとき、主軸１４０の開閉レバー１４３は、上述したようにカム溝６１に挿入されているので、主軸１４０の降下移動に伴って、カム溝６１の内部に沿って摺動、本実施形態では主軸１４０の中心軸周りに約９０度回動する。このときの状態を図１５に示す。これにより、開閉レバー１４３の回動に連動して主軸１４０の把持部１４２（開口部）が全開し、主軸１４０の先端部側から工具Ｔが挿入できる状態になる。
【００８６】
続いて、加工装置１Ａは、主軸１１０が降下すると、その位置でアーム１７１に保持された工具Ｔが把持部１４２内に挿入される。このときの状態を図１４（ａ）に示す。
【００８７】
次に、加工装置１Ａは、主軸１４０をＺ軸方向に工具取付開始位置まで上昇させる。この際、工具Ｔを保持したアーム１７１を昇降装置１７２によって主軸１４０の移動方向に追従させる。そして、主軸４０を工具取付開始位置まで上昇させ、主軸１４０の開閉レバー１４３を回動させることにより、主軸１４０の把持部１４２と開閉レバー１４３とで工具Ｔを挟み、把持部１４２を閉状態として工具Ｔを主軸１４０に取り付ける。この状態を図１４（ｂ）及び図１６に示す。なお、その後は、アーム１７１での工具Ｔの保持状態を解除（開放）し、昇降装置１３３を上昇前の規定位置へ下降させる。これにより、工具Ｔの取り付けが完了する。なお、工具Ｔの把持部１４２を移動させる機構としては、公知の様々な機構を組み合わせて用いることができる。
【００８８】
一方、主軸１４０から工具Ｔを取り外す場合には、工具Ｔを備えた主軸１１０を工具取付開始位置に移動させ、開閉レバー１４３を衝突部材１６０のカム溝１６１の下端部に挿入させる。次に、昇降装置１７２を上昇させアーム１７１で工具Ｔを把持する。その状態から、主軸１４０を下降させるのと連動（または同期）、すなわち、追従させて昇降装置１７２も下降させる。これにより、開閉レバー１４３は、被衝突部材１６０のカム溝１６１に沿って摺動し、把持部１４２での工具把持状態を開放する。これにより、アーム１７１のみが工具Ｔを保持した状態になる。なお、この状態から、主軸１４０を上昇させる、もしくは昇降装置１７２を下降させて主軸１４０から工具Ｔを取り外す。
【００８９】
以上説明したように、本実施形態の加工装置１Ａは、加工対象物Ａを加工する工具Ｔを把持する把持部１４２及び当該把持部１４２を開閉する開閉レバー１４３を有する主軸１１４０と、主軸１４０を移動させる可動スライダ１２０等の移動手段と、主軸１４０の移動経路（又はその近傍）に設けられて主軸１４０の移動に伴って開閉レバー１４３を衝突させる被衝突部材６０とを備えるようにした。そして、本実施形態では、開閉レバー１４３を被衝突部材１６０に衝突（具体的にはカム溝１６１に摺動）させることで、把持部１４２を開状態又は閉状態に切り替えられるようにした。これにより、比較的簡単な構成で工具Ｔの取替え等が可能であり、生産性を向上することができ、低コスト化を図ることができる。特に、主軸１４０の先端部への工具Ｔの供給についても自動化したことで、工具Ｔを保持する主軸１４０の構造を簡略化することができる。このように、油圧等を設けずに工具Ｔの自動交換を行う加工装置においては、主軸内の機構は、機械部品によって簡素化されている。そのため、主軸内にエアーブロー部を設けることで、油分を主軸外に飛ばす等の不具合を減らして、構成することができる。また、このような自動工具交換を行う前にエアーブロー部１４１ａからエアーで吹き集めを行うことで、切粉などが詰まることなく自動工具交換を円滑に行うことができる。
【００９０】
また、本実施形態において、工具移動手段として昇降装置１７２と工具保持手段としてアーム１７１を用いたが、主軸に対して工具の供給を行う構成であれば各種の構成を適用可能である。例えば、工具交換取り付け位置に工具マガジンを配置し、工具マガジンの工具保持部下方に貫通口を設けて、保持部に保持された工具先端下方から昇降動作を行う押し上げピンを工具先端に押し当て、工具を移動させる構成としてもよい。
【符号の説明】
【００９１】
１  加工台
２  カバー部材
３ａ，３ｂ  サイドワイパー（摺接部材）
４  回収ボックス（回収部）
５  主軸
６  前側ワイパー（摺接部材）
７  後側ワイパー（摺接部材）
９  収納部
２０  駆動部
２１  モータ
２３  移動部材（ステージ）
３０  制御部
３１  ＣＰＵ
４１  エアーブロー部
５１  支持部
Ａ  加工装置
Ｂ  躯体
ｄ  堆積物
Ｗ  加工対象物
Ｓ  加工領域
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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