(57)【要約】【課題】工具交換の際に加工軸及び工具交換アーム等と工具との干渉を避けることができると共に、工具交換に要する時間を短縮することができる工作機械及び工具交換方法を提供する。【解決手段】工具情報テーブルに各工具が標準工具又は大径工具のいずれであるかを記憶しておく。マシニングセンタは、工具交換を行う際に工具情報テーブルを読み出して次工程の工具が標準工具又は大径工具のいずれであるかを判断し、工具マガジンにて次工程の工具を収容位置から交換待機位置へ移動する際に、標準工具を高速で移動し、大径工具を低速で移動する。これにより工具交換の際の大径工具及び工具交換アームの干渉が回避でき、主軸ヘッド及び工具交換アーム等の交換位置への移動と、次工程の工具の交換待機位置への移動とを並行して行うことができる。【選択図】図１３
2012200856.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の工具を収容する収容部と、工具を装着してワークを加工する加工部と、該加工部に装着した工具を前記収容部に収容された工具に交換する交換部と、前記収容部に収容された工具を前記交換部による交換を行うための交換待機位置へ移動させる第１移動手段と、前記加工部がワークを加工する加工位置及び前記加工部に装着された工具の交換を行うための交換位置の間を、前記加工部及び前記交換部を移動させる第２移動手段とを備える工作機械において、
前記収容部に収容された工具の寸法に応じて、前記第１移動手段による工具の移動速度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２】
前記収容部に収容された工具と前記第１移動手段による移動速度とを対応付けて記憶した記憶部を更に備え、
前記制御手段は、交換する工具に応じた移動速度を前記記憶部から読み出し、読み出した移動速度により前記工具を移動するよう制御を行うようにしてあること
を特徴とする請求項１に記載の工作機械。
【請求項３】
前記制御手段は、工具の寸法が大きい／小さいほど前記第１移動手段による工具の移動を低速度／高速度で行うようにしてあること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の工作機械。
【請求項４】
前記制御手段は、前記収容部に収容された工具の寸法に応じて、前記第２移動手段による前記加工部及び前記交換部の移動開始に対する前記第１移動手段による工具の移動開始のタイミングを制御するようにしてあること
を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の工作機械。
【請求項５】
複数の工具を収容する収容部と、工具を装着してワークを加工する加工部と、該加工部に装着した工具を前記収容部に収容された工具に交換する交換部と、前記収容部に収容された工具を前記交換部による交換を行うための交換待機位置へ移動させる第１移動手段と、前記加工部がワークを加工する位置及び前記加工部に装着された工具の交換を行うための位置の間を、前記加工部及び前記交換部を移動させる第２移動手段とを備える工作機械において、
前記収容部に収容された工具の寸法に応じて、前記第２移動手段による前記加工部及び前記交換部の移動開始に対する前記第１移動手段による工具の移動開始のタイミング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６】
収容部に収容された工具とワークを加工する加工部に装着した工具とを交換する工具交換方法において、
前記加工部を工具の交換を行うための交換位置へ移動すると共に、前記収容部に収容された工具の寸法に応じた移動速度にて、前記工具を交換待機位置へ移動させ、
前記交換位置に移動した前記加工部に装着された工具と、前記交換待機位置へ移動した前記収容部の工具とを交換すること
を特徴とする工具交換方法。
【請求項７】
収容部に収容された工具とワークを加工する加工部に装着した工具とを交換する工具交換方法において、
前記加工部を工具の交換を行うための交換位置へ移動すると共に、前記加工部の移動開始から前記収容部に収容された工具の寸法に応じたタイミングにて、前記工具を交換待機位置へ移動させ、
前記交換位置に移動した前記加工部に装着された工具と、前記交換待機位置へ移動した前記収容部の工具とを交換すること
を特徴とする工具交換方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、収容部に収容された工具とワークを加工する加工部に装着した工具とを交換する工作機械及び工具交換方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にマシニングセンタ（工作機械）は、フライス加工、中ぐり加工又はねじ立てなど種々の加工を行う。工作機械は、複数種の工具を収容しておくための収容部と、加工軸に装着された工具を収容部に収容された工具に交換するための機構とを備えており、目的の加工に応じて工具を交換しながら、種々の加工を連続的に行っている。
【０００３】
特許文献１においては、主軸に取り付けられた工具を工具マガジンに収納された他の工具に交換する際に、その工具同士が互いに干渉することを回避することができ、且つ、加工効率が低下することを防止できる工作機械が提案されている。この工作機械は、複数の工具を収納する工具マガジンと、一対の把持部でそれぞれ工具を把持して旋回可能な工具交換アームとを備え、主軸に装着された工具と工具マガジンに収納された工具とを交換する際に、工具交換アームの一対の把持部に把持される各工具が互いに干渉するか否かを判定し、干渉すると判定した場合には２サイクルの工具交換動作を実行し、干渉しないと判定した場合には１サイクルの工具交換動作を実行する。
【０００４】
また特許文献２においては、切削液が工具交換アームに付着しても滑らかな工具交換動作を確保できる工具交換装置が提案されている。この工具交換装置は、工具交換アームが中空の旋回軸及びこの下端に連結されたアーム本体から構成され、旋回軸の内側にグリス供給流路を設けてグリスを通すことで工具交換アームの内部に設けられたフィンガ対を開閉する径閉機構などにグリスを供給することができる。
【０００５】
上記のような工作機械において、工具が装着される加工軸は、加工対象であるワークが載置されるテーブルなどに対して垂直方向に上下動させることが可能であり、工具交換を行う際には、加工軸は上方の交換位置に達するまで移動される。また収容部に収容された複数の工具は、交換対象となる一の工具が選択され、選択された工具は交換待機位置へ移動される。交換位置に移動された加工軸に装着された工具と、交換待機位置へ移動された工具とは、水平方向に隣接して並び、両工具の間に工具交換アームが配される。工具交換アームには両工具を把持するための一対の把持部が設けられ、各把持部が工具をそれぞれ把持した状態で工具交換アームを水平方向に略１８０°回動することにより、工具の交換が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１３０７０２号公報
【特許文献２】特開２００８−１３２５５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
工具交換を行いながら種々の加工を連続的に行う工作機械においては、工作の全工程に要する時間を短縮して生産性を向上するために、工具交換の時間を短縮することが効果的である。上述のように工具交換の際には、工具が装着された加工軸を上方の交換位置へ移動すると共に、収容部に収容された一の工具を交換待機位置へ移動する必要があるが、工具交換時間を短縮するためには、加工軸の移動と収容部における工具の移動とを平行して行うことが望ましい（又は、加工軸の移動に先立って、収容部における工具交換の移動を行うことが望ましい）。
【０００８】
一方、工作機械では工具が装着される加工軸が垂直方向に上下動するが、加工軸と共に工具交換アーム及び収容部が上下動する構造、加工軸と共に工具交換アームが上下動するが収容部は固定の構造、又は、加工軸のみが上下動して工具交換アーム及び収容部が固定の構造のように、工作機械の構造も様々である。これらの構造のうち、加工軸と共に工具交換アームが上下動するが収容部が固定された構造の工作機械において、工具交換の際に加工軸及び工具交換アームの上方への移動と、収容部に収容された一の工具の移動とを平行して行った場合、下記のような問題が発生する可能性がある。
【０００９】
収容部に収容される複数の工具は、それぞれ異なる加工を行うためのものであり、その形状及び寸法等は様々である。また工具の交換時には、加工軸に装着された工具、工具交換アーム及び交換待機位置へ移動された工具が近距離で並ぶ。このため、収容部に収容された寸法（特に、直径）が大きい工具が交換対象として選択され、交換待機位置への移動が行われた場合、工具交換のために上方へ移動する加工軸及び工具交換アームと寸法が大きい工具とが移動の過程で干渉する虞がある。干渉を避けるためには、加工軸及び工具交換アームの移動が完了した後で、収容部の工具を移動させる必要があるが、この構成とすることによって干渉の虞のない寸法が小さい工具であっても交換時間を短縮できず、工作機械の生産性が低下する。
【００１０】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、工具交換の際に加工軸及び工具交換アーム等と工具との干渉を避けることができると共に、工具交換に要する時間を短縮することができる工作機械及び工具交換方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る工作機械は、複数の工具を収容する収容部と、工具を装着してワークを加工する加工部と、該加工部に装着した工具を前記収容部に収容された工具に交換する交換部と、前記収容部に収容された工具を前記交換部による交換を行うための交換待機位置へ移動させる第１移動手段と、前記加工部がワークを加工する加工位置及び前記加工部に装着された工具の交換を行うための交換位置の間を、前記加工部及び前記交換部を移動させる第２移動手段とを備える工作機械において、前記収容部に収容された工具の寸法に応じて、前記第１移動手段による工具の移動速度を制御する制御手段を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る工作機械は、前記収容部に収容された工具と前記第１移動手段による移動速度とを対応付けて記憶した記憶部を更に備え、前記制御手段は、交換する工具に応じた移動速度を前記記憶部から読み出し、読み出した移動速度により前記工具を移動するよう制御を行うようにしてあることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る工作機械は、前記制御手段が、工具の寸法が大きい／小さいほど前記第１移動手段による工具の移動を低速度／高速度で行うようにしてあることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る工作機械は、前記制御手段が、前記収容部に収容された工具の寸法に応じて、前記第２移動手段による前記加工部及び前記交換部の移動開始に対する前記第１移動手段による工具の移動開始のタイミングを制御するようにしてあることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る工作機械は、複数の工具を収容する収容部と、工具を装着してワークを加工する加工部と、該加工部に装着した工具を前記収容部に収容された工具に交換する交換部と、前記収容部に収容された工具を前記交換部による交換を行うための交換待機位置へ移動させる第１移動手段と、前記加工部がワークを加工する位置及び前記加工部に装着された工具の交換を行うための位置の間を、前記加工部及び前記交換部を移動させる第２移動手段とを備える工作機械において、前記収容部に収容された工具の寸法に応じて、前記第２移動手段による前記加工部及び前記交換部の移動開始に対する前記第１移動手段による工具の移動開始のタイミングを制御する制御手段を備えることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る工具交換方法は、収容部に収容された工具とワークを加工する加工部に装着した工具とを交換する工具交換方法において、前記加工部を工具の交換を行うための交換位置へ移動すると共に、前記収容部に収容された工具の寸法に応じた移動速度にて、前記工具を交換待機位置へ移動させ、前記交換位置に移動した前記加工部に装着された工具と、前記交換待機位置へ移動した前記収容部の工具とを交換することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る工具交換方法は、収容部に収容された工具とワークを加工する加工部に装着した工具とを交換する工具交換方法において、前記加工部を工具の交換を行うための交換位置へ移動すると共に、前記加工部の移動開始から前記収容部に収容された工具の寸法に応じたタイミングにて、前記工具を交換待機位置へ移動させ、前記交換位置に移動した前記加工部に装着された工具と、前記交換待機位置へ移動した前記収容部の工具とを交換することを特徴とする。
【００１８】
本発明においては、収容部に収容された工具を交換のために交換待機位置へ移動させる際の移動速度を、工具の寸法に応じて制御する。例えば工作機械は工具の寸法の大小を判断し、寸法が小さい工具を高速で交換待機位置へ移動させると共に、寸法が大きい工具を低速で交換待機位置へ移動させる構成とすることができる。また例えば工作機械は工具の寸法の大中小を判断し、寸法に応じて低速、中速又は高速で工具を交換待機位置へ移動させる構成とすることができる。
寸法に応じた移動速度で工具を移動させる構成とすることにより、工作機械は、収容部に収容された工具の交換待機位置への移動と、加工部（加工軸）及び交換部（工具交換アーム）の交換位置への移動とを平行して行う場合に、加工部又は交換部との干渉の虞がない寸法が小さい工具を高速に移動させることが可能となり、干渉の虞がある寸法が大きい工具を低速で移動させることが可能となる。
よって工作機械は、工具交換の際の加工部又は交換部と工具との干渉を避けて、工具交換に要する時間を短縮することができる。
【００１９】
また、本発明においては、収容部に収容された工具とこの工具を交換待機位置へ移動する際の移動速度とを対応付けたテーブルなどを記憶しておく。工作機械は、交換する工具を収容部から選択し、選択した工具に対応する移動速度をテーブルなどから読み出し、読み出した移動速度にて工具を交換待機位置へ移動させる。これにより、工具の寸法に最適な移動速度を設定することができ、より効率的な工具の移動を実現できる。
【００２０】
また、本発明においては、寸法が大きい工具ほど低速度で交換待機位置への移動を行い、寸法が小さい工具ほど高速度で交換待機位置への移動を行う。これにより、加工部又は交換部と干渉する虞のある寸法が大きい工具は、干渉を避けて交換待機位置へ移動することができ、干渉する虞のない寸法が小さい工具は、移動に要する時間を短縮することができる。
【００２１】
また、本発明においては、加工部及び交換部の交換位置への移動開始に対する収容部に収容された工具の交換待機位置への移動開始タイミングを、工具の寸法に応じて制御する。例えば工作機械は工具の寸法の大小を判断し、寸法が小さい工具を加工部及び交換部と略同時に移動開始し、寸法が大きい工具を加工部及び交換部の移動開始より所定時間遅らせる構成とすることができる。また例えば工作機械は工具に遅延時間を対応付けたテーブルを記憶しておき、収容部の工具を移動する際にテーブルから遅延時間を読み出し、加工部及び交換部の移動開始から指定されて遅延時間の経過後に工具の移動を開始する構成とすることができる。
寸法に応じたタイミングで工具の移動を開始する構成とすることにより、工作機械は、収容部に収容された工具の交換待機位置への移動と、加工部及び交換部の交換位置への移動とを平行して行う場合に、加工部又は交換部との干渉の虞がある寸法の大きい工具の移動開始を遅らせることが可能となり、加工部又は交換部と工具との干渉が生じる前に加工部及び交換部の移動を完了することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明による場合は、加工部又は交換部と干渉する虞がある寸法の大きな工具の移動速度及び／又は移動開始タイミングを調整可能な構成とすることにより、収容部に収容された工具の交換待機位置への移動と加工部及び交換部の交換位置への移動とを、工具と加工部又は交換部との干渉を発生させることなく、平行して行うことができるため、工具の寸法に応じた効率のよい工具交換を行うことができ、工具交換に要する時間を短縮して工作の全行程に要する時間を短縮することができ、工作機械の生産性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】マシニングセンタの外観を示す斜視図である。
【図２】工具マガジンの構成を示す模式図である。
【図３】工具マガジンの構成を示す模式図である。
【図４】工具交換機構の構成を示す斜視図である。
【図５】工具交換機構の構成を示す斜視図である。
【図６】工具交換アームの構成を示す斜視図である。
【図７】工具交換アームの内部構成を示す断面図である。
【図８】工具交換動作を説明するための模式図である。
【図９】工具交換動作を説明するための模式図である。
【図１０】工具交換動作を説明するための模式図である。
【図１１】マシニングセンタの構成を示すブロック図である。
【図１２】工具の寸法情報の一例を示す模式図である。
【図１３】制御装置による工具交換処理の手順を示すフローチャートである。
【図１４】変形例に係るマシニングセンタが記憶する工具情報テーブルの一例を示す模式図である。
【図１５】実施の形態２に係るマシニングセンタが記憶する工具情報テーブルの一例を示す模式図である。
【図１６】実施の形態２に係るマシニングセンタの制御装置による工具交換処理の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
（実施の形態１）
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。図１は、マシニングセンタ（工作機械）の外観を示す斜視図である。なお、図１においては、交換用の工具を収容する工具マガジン（収容部）の図示を省略してある。本実施の形態に係るマシニングセンタは、加工対象であるワーク（図示は省略する）と工具とを相対移動させて、ワークに所望の機械加工（例えば、スライス削り、穴あけ又は切削等）を施すことができる工作機械である。マシニングセンタは金属製の基台１を備え、基台１の下部の四隅には脚部１ａがそれぞれ設けられ、これら４つの脚部１ａが床面などに設置されることにより、マシニングセンタが所定場所に設置される。
【００２５】
マシニングセンタの基台１上には、柱状のコラム２が立設されており、コラム２の前面に沿って上下に移動可能に主軸ヘッド４が設けられている。主軸ヘッド４には、加工用の工具が装着される後述の主軸（加工軸）５と、主軸５に装着された工具を他の工具に交換するための工具交換機構７とが設けられている。また図１において図示は省略するが、コラム２の上部にはＺ軸送りモータ８１（図１１参照）が設けてあり、Ｚ軸送りモータ８１の回転によって主軸ヘッド４を上下に移動させることができる。
【００２６】
主軸ヘッド４には、加工軸に相当する主軸（加工部）５が回転可能に装着され、主軸５を回転駆動するための主軸モータ６が上部に備えられている。主軸５の下端には工具が着脱可能に装着され、主軸５が主軸モータ６により回転駆動されることによって工具が回転し、テーブル８に固定したワークの加工が行われる。主軸５は、主軸ヘッド４の上下移動によって上方の交換位置と下方の加工位置との間を移動する。なお図示は省略するが、主軸５の下端部には工具を着脱可能に保持する工具取付部が設けられ、この工具取付部に保持された工具を離脱するための工具交換モータ２７及びカム機構等が主軸ヘッド４に搭載されている。
【００２７】
また基台１上には、主軸ヘッド４の下方に、ワークを着脱可能に固定することができるテーブル８が配置してある。テーブル８は、サーボモータであるテーブルモータ８４（図１１参照）により回転する。コラム２は、サーボモータであるＸモータ８２及びＹモータ８３（図１１参照）により、Ｘ軸方向（左右方向）及びＹ軸方向（前後方向）へ移動制御される。
【００２８】
またコラム２の一側面には、複数の工具を収容する工具マガジン１１（図２参照）を固定するためのマガジン固定部１０が設けられている。工具マガジン１１は、マガジン固定部１０にねじ止めされ、コラム２に対して不動に固定される。図２及び図３は、工具マガジン１１の構成を示す模式図である。工具マガジン１１は、正面視が略長円形をなすケース１２内に、複数の工具ポット１３が配設された移送機構１４を備えている。移送機構１４は、工具マガジン１１の内側に回転可能に設けられた一対のスプロケット１５、１６と、このスプロケット１５、１６の間に掛け渡されたチェーン１７と、チェーン１７の外周側に固着された複数のブラケット１８とを備えて構成されている。また工具マガジン１１の上部には、スプロケット１５を回転駆動するためのマガジンモータ１９が設けられている。複数の工具ポット１３は、それぞれブラケット１８に取り付けられて、一方のスプロケット１５がマガジンモータ１９によって回転駆動された際に、チェーン１７と共に循環する経路を移送される。
【００２９】
また複数の工具ポット１３は、いずれもブラケット１８に対して回動可能に取り付けられている。ただし工具ポット１３は、その位相経路の大部分の範囲では、ケース１２の内壁面１２ａが工具ポット１３に接触する状態にあり、内壁面１２ａが工具ポット１３の回動を規制している。回動が規制された状態の工具ポット１３は、取り付けられた工具２０が水平方向に向けられた状態で維持される。また工具マガジン１１のケース１２の下端側には割出口１２ｂが形成されており、割出口１２ｂが形成された位置においては内壁面１２ａによる規制がなされない。このため、割出口１２ｂの位置に移送された一の工具ポット１３はブラケット１８に対して回動可能であり、工具２０が水平方向に向けられた状態から下方へ向けられた状態へ略９０°回動させることができる。即ち、割出口１２ｂに位置する工具ポット１３に保持された工具２０は、水平方向へ向けられて工具ポット１３に収容される収容位置と、下方へ向けられて交換を待機する交換待機位置との間で移動させることができる。また工具マガジン１１には、工具ポット１３を収容位置又は交換待機位置へ移動させるためのポット回動機構（図示は省略する）が備えられている。ポット回動機構は、駆動源であるエアシリンダ８４（図１１参照）と、このエアシリンダ８４により駆動され、工具ポット１３を回動させる機械機構とを有して構成される。
【００３０】
また工具マガジン１１のケース１２には、ねじを挿通するための貫通孔が形成された板状の取付部１２ｃが上下にそれぞれ設けられている。これにより工具マガジン１１の取付部１２ｃとコラム２に設けられたマガジン固定部１０とをねじ止めすることができ、工具マガジン１１をコラム２に対して不動に固定することができる。
【００３１】
図４及び図５は、工具交換機構７の構成を示す斜視図である。工具交換機構７は、主軸ヘッド４内に配されており、略直方体形のハウジング２５と、ハウジング２５の上部に延筒状の支持部２６を介して固定され、主軸ヘッド４の上部に固定された主軸モータ６の側方に起立して配置された工具交換モータ２７と、ハウジング２５の下部に設けられた貫通孔から下方に出退可能に且つ軸線周りに旋回可能に支持された旋回軸２８と、この旋回軸２８の下端に直交して連結されると共に水平方向に延設され、工具２０を把持するフィンガ対３１が両側に設けられた板状の工具交換アーム３０とを備えて構成されている。また工具交換モータ２７の回転軸には、鉛直方向に延びる駆動軸２９の上端が連結されており、この駆動軸２９は、支持部２６の内側及びハウジング２５の内側を貫通して設けられている。またハウジング２５の内側では、駆動軸２９の側方に、鉛直方向へ伸びる上記の旋回軸２８が配置されており、ハウジング２５内のカム機構によって駆動軸２９の回転が旋回軸２８に伝達される。
【００３２】
駆動軸２９は、その上端部が支持部２６の下部に設けられた軸受によって軸支され、下端部がハウジング２５の下部に設けられた軸受によって軸支されており、これにより駆動軸２９は、支持部２６及びハウジング２５内にて回転可能に軸支されている。また駆動軸２９の軸方向の中央部位には円筒部材２９ａが装着され、円筒部材２９ａの外周面の上下には上部円筒溝カム及び下部円筒溝カムが形成されている。円筒部材２９ａの上部円筒溝カムには、揺動レバー２９ｂの略中央に設けられた係合子が係合している。揺動レバー２９ｂは、一端がハウジング２５内にて軸支され、他端に設けられた接触子が旋回軸２８に設けられた円周溝に係合している。また図示は省略するが、円筒部材２９ａの下部円筒溝カムには揺動部材が係合し、この揺動部材が下部円筒溝カムに従って揺動することによって、主軸ヘッド４に備えられた工具取付部を動作させ、主軸５から工具２０を離脱させることができる。
【００３３】
また駆動軸２９の下部にはパラレルカム２９ｃが設けられている。パラレルカム２９ｃは、２つの板カムを有する複合カムであり、旋回軸２８に設けられたスプライン副軸３３のフランジ部３３ａの上下にそれぞれ設けられた従動ローラ３３ｂに当接している。またパラレルカム２９ｃの下側の板カムの下面には平面カム２９ｄが形成され、平面カム２９ｄには旋回軸２８を内挿する外軸ギア３２の腕部３２ａの先端に設けられた係合子が係合している。即ち、駆動軸２９の回転が平面カム２９ｄを介して外軸ギア３２に伝達されるようにしてある。
【００３４】
旋回軸２８は、ハウジング２５内において鉛直方向に延設され、上端部がハウジング２５の上部に設けられた挿通孔を通して上方に突出している。また旋回軸２８の下端部には、軸方向に直交して延設されたフランジ２８ａが設けられ、フランジ２８ａには工具交換アーム３０がねじ止めされている。旋回軸２８の下部（ただしフランジ部２８ａより上側）には、円筒状のスプライン副軸３３が装着されており、このスプライン副軸３３の外周面には、軸方向に直交する方向へ延設されたフランジ部３３ａが設けられている。フランジ部３３ａの上下面には複数の従動ローラ３３ｂがそれぞれ軸支され、複数の従動ローラ３３ｂはフランジ部３３ａの周方向に等間隔で配置されている。これら複数の従動ローラ３３ｂは、駆動軸２９のパラレルカム２９ｃの板カムがそれぞれ当接する。これにより、駆動軸２９が１回転した場合、従動ローラ３３ｂが板カムに押され、スプライン副軸３３と共に旋回軸２８が１８０°旋回する。また旋回軸２８の上部には円筒部材が装着され、この円筒部材の外周面には円周溝が形成されており、この円周溝に揺動レバー２９ｂの接触子が係合している。これにより、駆動軸の回転によって揺動レバー２９ｂが揺動した場合に、旋回軸２８が上下方向へ往復移動する。
【００３５】
また、ハウジング２５の下部に設けられた貫通孔の内側には、工具交換アーム３０のフィンガ対３１を開閉させるための延筒状の外軸ギア３２が回転可能に支持されている。外軸ギア３２の外周面の上部には、駆動軸２９側に向かって斜め上方へ伸びる腕部３２ａが設けられ、腕部３２ａの先端には駆動軸２９の板カムの下面に設けられた平面溝カム２９ｄに係合する係合子が設けられている。これにより、駆動軸２９の回転に対して外軸ギア３２を回転させることができる。また外軸ギア３２の下面には、工具交換アーム３０の上部から突出する一対の嵌合爪３５ａにそれぞれ嵌合するための一対の凹部３２ｂ（図示は省略する）が設けられている。外軸ギア３２の内側には旋回軸２８が遊挿されており、外軸ギア３２は旋回軸２８に対して独立して回転することができる。
【００３６】
図６は、工具交換アーム３０の構成を示す斜視図である。図７は、工具交換アーム３０の内部構成を示す断面図である。工具交換アーム３０は、主軸５に装着された工具２０と工具マガジン１１の交換待機位置へ移動された工具２０とを把持及び搬送するためのものである。工具交換アーム３０は、平面視が略長方形の扁平な直方体形をなすアーム本体３０ａと、アーム本体３０ａの略対角の位置に設けられた一対のフィンガ対３１とを備えている。フィンガ対３１は開閉する略Ｕ字型の部材であり、アーム本体３０ａはハウジング内にフィンガ対３１を開閉する機構を収容したものである。フィンガ対３１は、ボルト３６にてアーム本体３０ａに開閉可能に取り付けられている。アーム本体３０ａの上面中央には、旋回軸２８が挿入される円形状の挿通穴が設けられ、挿通穴の内側からフィンガ駆動用カム軸３５に設けられた一対の係合爪３５ａが上方にそれぞれ突出している。
【００３７】
アーム本体３０ａ内には、円筒状のフィンガ駆動用カム軸３５が起立した状態で軸線周りに回転可能に支持されている。フィンガ駆動用カム軸３５の内側には挿通穴が設けられ、この挿通穴に旋回軸２８の下端が挿入される。フィンガ駆動用カム軸３５の外周面の下側には、軸方向に直交する方向へ延出したフランジ状のフィンガ駆動用カム３５ｂが設けられている。フィンガ駆動用カム３５ｂの互いに対象となる２箇所には切欠部３５ｃがそれぞれ形成されている。またフィンガ駆動用カム軸３５の上側の開口端には、上方へ向かって突出する一対の嵌合爪３５ａが互いに対称となる位置にそれぞれ設けられている。係合爪３５ａは、アーム本体３０ａが上方へ移動した際に、ハウジング２５の下部に設けられた外軸ギア３２の一対の凹部３２ｂにそれぞれ嵌合する。これにより駆動軸２９の回転に従動して回転する外軸ギア３２の回転によって、アーム本体３０ａとは独立してフィンガ駆動用カム軸３５のみを回転させ、フィンガ対３１の開閉を行うことができる。
【００３８】
またアーム本体３０ａ内には、フィンガ駆動用カム軸３５の側方の両側に、フィンガ対３１の開閉機構３７がそれぞれ設けられている。開閉機構３７は、フィンガ対３１を開く方向へ付勢するための付勢部３７ａと、フィンガ駆動用カム３５ｂの切欠部３５ｃに係合し、フィンガ駆動用カム３５ｃの回転に応じてフィンガ対３１を閉じる受動部３７ｂとを備えている。これにより、駆動軸２９の回転に伴って外軸ギア３２及びフィンガ駆動用カム軸３５が回転し、フィンガ駆動用カム３５ｂを回転させることによって工具交換アーム３０のフィンガ対３１を開閉することができる。
【００３９】
工具交換アーム３０は、一方のフィンガ対３１にて主軸９に装着された工具２０を把持し、他方のフィンガ対３１にて工具マガジン１１の交換待機位置に移動された工具２０を把持することができる。工具交換アーム３０は、フィンガ対３１の一方又は両方にて工具２０を把持した状態で上昇又は下降が可能であり、また水平方向に１８０°回転することによって工具２０の交換を行うことができる。なお、工具交換アーム３０は、工具マガジン１１の工具ポット１３に保持された工具２０が交換待機位置に移動されている場合、フィンガ対３１の間にこの工具２０が位置し、フィンガ対３１がこの工具２０を把持することができ、工具２０が交換待機位置に移動されていない（即ち収容位置に移動されている）場合、フィンガ対３１がこの工具２０を把持することはできない。また工具交換アーム３０は、主軸ヘッド４と共に上下移動し、上側に位置している場合に工具２０の交換動作を行う。
【００４０】
図８乃至図１０は、工具交換動作を説明するための模式図である。図８には、マシニングセンタがワーク９９を加工している状態を示してある。ワーク９９を加工する場合、マシニングセンタは、主軸ヘッド４を下方へ移動することによって、主軸５に装着された工具２０がワーク９９に接触して加工を行うことができる位置（加工位置）まで、主軸ヘッド４及び工具交換機構７等を下方へ移動する。このとき、工具マガジン１１では、次工程にて使用される工具２０が選択され、割出口１２ｂが形成されて位置へ搬送される。
【００４１】
加工終了後、マシニングセンタは、主軸ヘッド４を上方へ移動すると共に、工具マガジン１１にて選択された次工程の工具２０を収容位置から交換待機位置へ移動させる（図９参照）。このときにマシニングセンタは、主軸ヘッド４の上方への移動と工具マガジン１１での工具２０の移動とを略同時に開始することができる。
【００４２】
工具の交換を行う位置（交換位置）まで主軸ヘッド４が移動し、且つ、工具マガジン１１の工具２０が交換待機位置まで移動した後、マシニングセンタは、工具交換アーム３０のフィンガ対３１にて主軸５に装着された工具２０及び工具マガジン１１の交換待機位置へ移動された工具２０を把持する。次いでマシニングセンタは、工具交換アーム３０を下方へ移動させることによって、主軸５及び工具マガジン１１から両工具２０を取り外し、工具交換アーム３０を水平方向に略１８０°回転させる（図１０参照）。マシニングセンタは、工具交換アーム３０を上方へ移動させることによって、次工程にて使用する工具２０を主軸５に装着すると共に、使用済みの工具２０を工具ポット１３へ戻し、この工具２０を交換待機位置から収容位置へ移動させる。その後、マシニングセンタは、主軸ヘッド４を下方へ移動させて加工を開始すると共に、工具マガジン１１にて次の工具２０の選択を行う。
【００４３】
上記のような工具交換動作は、マシニングセンタのコラム２の背面側に設けられた制御装置６０の制御により行われる。図１１は、マシニングセンタの構成を示すブロック図である。マシニングセンタの制御装置６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６１、ＲＯＭ（Read Only Memory）６２、ＲＡＭ（Random Access Memory）６３、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ＲＯＭ）６４、入力インタフェース６５及び出力インタフェース６６等を備えて構成されている。ＣＰＵ６１は、ＲＯＭ６２に記憶された制御プログラムをＲＡＭ６３に読み出して実行することにより、ワークの加工処理及び工具交換処理等を行う。ＲＯＭ６２は、マスクＲＯＭ又はＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性のメモリ素子であり、ＣＰＵ６１にて実行される制御プログラム及び処理に必要な各種のデータ等が予め記憶されている。ＲＡＭ６３は、ＳＲＡＭ（Static RAM）又はＤＲＡＭ（Dynamic RAM）等のメモリ素子であり、ＲＯＭ６２から読み出した制御プログラム及び処理過程で発生した種々のデータ等を一時的に記憶する。ＥＥＰＲＯＭ６４は、データ書き換えが可能な不揮発性のメモリ素子であり、処理に必要な各種のデータが記憶される。特に本実施の形態においては、ＥＥＰＲＯＭ６４に工具２０の寸法情報が記憶される。なおＥＥＰＲＯＭ６４に代えて、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリ素子を使用してもよい。
【００４４】
マシニングセンタは、入力装置７１と、アームセンサ７２と、Ｚ軸センサ７３と、ポット上昇センサ７４と、ポット下降センサ７５とを備えており、これらが制御装置６０の入力インタフェース６５に接続されている。入力装置７１は、キーボード又はタッチパネル等を用いたものであり、ユーザの操作を受け付ける。アームセンサ７２は、工具交換アーム３０が原点（最も上側の位置）まで上昇したか否かを検出する。Ｚ軸センサ７３は、主軸５が工具２０を交換する交換位置まで上昇したか否かを検出する。ポット上昇センサ７４は、割出口１２ｂにて工具ポット３１が上側へ回転したか否か（即ち、工具２０が収納位置へ移動したか否か）を検出する。ポット下降センサ７５は、工具マガジン１１の割出口１２ｂにて、工具ポット３１が下側へ回転したか否か（即ち、工具２０が交換待機位置へ移動したか否か）を検出する。入力インタフェース６５は、入力装置７１、アームセンサ７２、Ｚ軸センサ７３、ポット上昇センサ７４及びポット下降センサ７５から出力される情報をＣＰＵ６１へ与える。
【００４５】
マシニングセンタは、Ｚ軸送りモータ８１、主軸モータ６、Ｘモータ８２、Ｙモータ８３、マガジンモータ１９、エアシリンダ８４、工具交換モータ２７、表示装置８５及びテーブルモータ８６等を備えており、これらが制御装置６０の出力インタフェース６６に接続されている。Ｚ軸送りモータ８１は、コラム２に対して主軸ヘッド４を鉛直方向へ上下移動させるためのモータである。主軸モータ６は、主軸５を回転させるためのものであり、これにより主軸５に装着された工具２０を用いたワーク９９の加工を行うことができる。Ｘモータ８２及びＹモータ８３は、コラム２をＸ方向及びＹ方向へ移動させるためのモータである。マガジンモータ１９は、工具マガジン１１内の複数の工具ポット１３を巡回して移送し、加工に使用する工具２０を選択するためのモータである。エアシリンダ８４は、工具マガジン１１の割出口１２ｂにて、工具ポット１３を収容位置又は交換待機位置へ移動させるための駆動源である。工具交換モータ２７は、主軸５に対する工具２０の着脱、並びに、工具交換アーム３０の上下動、回転及び工具２０の把持等を行うためのモータである。表示装置５１は、液晶パネルなどであり、マシニングセンタの動作状態又はユーザに対するメッセージ等を表示する。テーブルモータ８６は、テーブル８を回転させるためのモータである。
【００４６】
またマシニングセンタは、ポット識別センサ７６を備える。ポット識別センサ７６は、投光素子７７と、受光素子７８と、ポット識別板７９とを備えている。ポット識別板７９は、工具マガジン１１に設けられており、各工具ポット１３に対応したパターンを有する光透光部を備え、工具ポット１３と共に工具マガジン１１内を搬送される。投光素子７７及び受光素子７８は、ポット識別板７９を挟んで対向配置されており、制御装置６０のＣＰＵ６１は、出力インタフェース６６を介して投光素子７７に投光信号を入力する。受光素子７８は、光透過部の各パターンに応じた光を受光して入力インタフェース６５に受光信号を出力し、これに応じてＣＰＵ６１は、割出口１２ｂにいずれの工具ポット１３が搬送されたかを検出する。ＣＰＵ６１は、所望の工具ポット１３が搬送されたことをポット識別センサ７６にて検出した場合、マガジンモータ１９を停止し、所定の工具２０を割出口１２ｂに位置決めする。
【００４７】
図１２は、工具２０の寸法情報の一例を示す模式図であり、制御装置６０のＥＥＰＲＯＭ６４に工具情報テーブルとして記憶される情報である。工具情報テーブルには、識別番号と、寸法情報と、位置情報とが対応付けて記憶されている。識別情報は、マシニングセンタが備える複数の工具２０に対して一位に付された番号である。寸法情報は、各工具２４が標準工具であるか又は大径工具であるかを示す情報である。位置情報は、各工具２０が主軸９又は工具マガジン１１の工具ポット１３のいずれに位置するかを示す情報である。なお本実施の形態においては、工具交換アーム３０のフィンガ対３１の幅（開状態でのフィンガ間の距離）より直径が大きい工具を大径工具とし、フィンガ対３１の幅より小さい工具を標準工具とする。また位置情報は工具２０の交換を行うことによって変化するため、工具交換処理の際にＣＰＵ６１は位置情報の更新を行う。
【００４８】
上述のようにマシニングセンタの制御装置６０は、現時点での工具２０の加工を終了した場合、主軸ヘッド４を上方へ移動することでの主軸５に装着された工具２０を交換位置へ移動すると共に、工具マガジン１１に収容された次工程で使用する工具２０を収容位置から交換待機位置へ移動させる。このときの両工具２０の移動開始は略同じタイミングで行われる。ここで、次工程の工具２０が大径工具であり、主軸ヘッド４の移動完了前に大径工具の移動が完了した場合、工具交換アーム３０と大径工具との干渉が発生する。そこで本実施の形態に係るマシニングセンタの制御装置６０は、工具情報テーブルの寸法情報を参照して、次工程の工具２０が大径工具であるか標準工具であるかに応じて、工具マガジン１１における収容位置から交換待機位置への移動速度を調整する。
【００４９】
即ちマシニングセンタの制御装置６０は、次工程の工具２０が標準工具である場合、工具マガジン１１における収容位置から交換待機位置への工具２０の移動を高速（エアシリンダ８４にて行い得る最高の速度であってよい）に行う。また制御装置６０は、次工程の工具２０が大径工具である場合、収容位置から交換待機位置への工具２０の移動を低速に行う。大径工具の移動速度は、マシニングセンタに搭載された複数の工具２０のうちの最大径のものについて、主軸ヘッド４及び工具交換機構７等との移動と略同時に収容位置から交換待機位置への移動を開始した場合であっても工具交換アーム３０との干渉が発生しない速度を予め算出し、制御装置６０に予め設定しておく。
【００５０】
図１３は、制御装置６０による工具交換処理の手順を示すフローチャートである。工具交換処理において、まず制御装置６０のＣＰＵ６１は、次工程の加工で使用する工具２０がいずれのものであるかを判別する（ステップＳ１）。このときＣＰＵ６１は、加工のための加工プログラムを先読みすることによって、次工程で使用する工具２０を判別することができる。次いで、ＣＰＵ６１は、ＥＥＰＲＯＭ６４から工具情報テーブルを読み出し（ステップＳ２）、次工程の工具２０の工具マガジン１１における収容位置（即ち、いずれの工具ポット１３に収容されているか）を位置情報から取得すると共に、次工程の工具２０が標準工具又は大径工具のいずれであるかを寸法情報から取得する。
【００５１】
次いで、ＣＰＵ６１は、マガジンモータ１９を駆動して工具ポット１３を搬送すると共に、ポット識別センサ７６による工具ポット１３の識別を行って、次工程の工具２０が収容された工具ポット１３を工具マガジン１１の割出口１２ｂの位置へ搬送する（ステップＳ３）。工具２０の搬送完了後、ＣＰＵ６１は、現工程の加工が終了したか否かなどに基づいて、工具交換を行う必要があるか否かを判定する（ステップＳ４）。現工程の加工が終了していないなど、工具交換を行う必要がないと判定した場合（Ｓ４：ＮＯ）、ＣＰＵ６１は、工具交換の必要が生じるまで待機する。
【００５２】
現工程の加工が終了して工具交換を行う必要があると判定した場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ６１は、Ｚ軸送りモータ８１を駆動することによって主軸ヘッド４の上方への移動を開始する（ステップＳ５）。またＣＰＵ６１は、工具情報テーブルから読み出した寸法情報に基づいて次工程の工具２０が大径工具であるか否かを判定する（ステップＳ６）、次工程の工具２０が大径工具でない場合（Ｓ６：ＮＯ）、即ち次工程の工具が標準工具である場合、ＣＰＵ６１は、工具マガジン１１にてエアシリンダ８４を駆動することにより、収容位置から交換待機位置への工具２０の高速での移動を開始する（ステップＳ７）。これに対して、次工程の工具２０が大径工具である場合（Ｓ６：ＹＥＳ）、ＣＰＵ６１は、収容位置から交換待機位置への工具２０の低速での移動を開始する（ステップＳ８）。なお、ステップＳ５における主軸ヘッド４の移動開始と、ステップＳ７又はＳ８における工具２０の移動開始とは、略同時に行うことができる。
【００５３】
その後、ＣＰＵ６１は、Ｚ軸センサ７３の検知結果及びポット下降センサ７５の検知結果に基づいて、主軸ヘッド４の移動が完了（即ち、主軸５に装着された工具２０の交換位置への移動が完了）し、且つ、工具マガジン１１にて次工程の工具２０の交換待機位置への移動が完了したか否かを判定する（ステップＳ９）。いずれかの移動が完了していない場合（Ｓ９：ＮＯ）、ＣＰＵ６１は移動完了まで待機する。
【００５４】
主軸ヘッド４の移動及び次工程の工具２０の移動が完了した場合（Ｓ９：ＹＥＳ）、ＣＰＵ６１は、工具交換モータ２７を駆動することによって、工具交換アーム３０による主軸５に装着された工具２０と工具マガジン１１の交換待機位置へ移動された工具２０との交換を行う（ステップＳ１０）。工具交換の終了後、ＣＰＵ６１は、エアシリンダ８４を駆動することによって、工具マガジン１１の交換待機位置にある前工程の工具を高速で収容位置へ移動すると共に（ステップＳ１１）、Ｚ軸送りモータ８１を駆動することによって、主軸ヘッド４を下方へ移動（即ち、主軸５に装着された工具２０を加工位置へ移動）する（ステップＳ１２）。なお、ステップＳ１１及びＳ１２における移動は平行して行ってよい。ステップＳ１２の処理を行った後、ＣＰＵ６１は、ステップＳ１へ処理を戻し、加工の全行程を完了するまで、上述の処理を繰り返し行う。
【００５５】
以上の構成のマシニングセンタは、工具情報テーブルに各工具２０が標準工具又は大径工具のいずれであるかを記憶しておき、工具マガジン１１にて収容位置から交換待機位置へ工具２０を移動する際に、標準工具を高速で移動し、大径工具を低速で移動する構成とすることにより、主軸ヘッド４の上方への移動と、工具マガジン１１における工具２０の交換待機位置への移動を平行して行った場合であっても、大径工具が工具交換アーム３０に干渉することを回避できる。よってマシニングセンタは、主軸ヘッド４の移動と工具マガジン１１における工具２０の移動とを、工具交換の際に並行して行うことが可能となるため、工具交換に要する時間を短縮することができ、加工の全行程に要する時間を短縮することができ、生産性を向上することができる。
【００５６】
なお、本実施の形態においては、工具２０を標準工具又は大径工具の２つに分類し、収容位置から交換待機位置への移動を高速又は低速で行う構成としたが、これに限るものではなく、例えば工具２０を標準工具、中径工具又は大径工具等のように３つ以上に分類して移動速度を制御する構成としてもよい。また、主軸ヘッド４の上方への移動と、工具マガジン１１における工具２０の交換待機位置への移動とを略同時に開始する構成としたが、これに限るものではなく、異なるタイミングで移動を開始する構成であってもよい。また、工具２０の移動を高速又は低速の一定速度で行うのではなく、例えば大径工具を移動する場合に、低速で移動を開始して徐々に速度を上げるなどの制御を行ってもよい。また、工具情報テーブルの寸法情報により工具２０の寸法を判断する構成としたが、これに限るものではなく、例えば工具マガジン１１に設けられたセンサなどにより工具２０の寸法を検出する構成としてもよい。
【００５７】
（変形例）
図１４は、変形例に係るマシニングセンタが記憶する工具情報テーブルの一例を示す模式図である。変形例に係るマシニングセンタの工具情報テーブルには、図１２に示した工具情報テーブル内の情報に加えて、各工具２０の移動速度が記憶されている。図１４に示す工具情報テーブルにおいて、各工具２０の移動速度は、標準工具の移動速度を１００（最高速度）とした場合の比率として表されている。例えば識別番号３の大径工具は、標準工具の８０％の速度で移動を行い、識別番号５の大径工具は、標準工具の５０％の速度で移動を行う。制御装置６０のＣＰＵ６１は、工具マガジン１１の工具２０を交換待機位置へ移動する際に、工具情報テーブルにて指定された速度での移動を行うようにエアシリンダ８４の駆動制御を行う。
【００５８】
このように、工具情報テーブルに各工具２０の移動速度を記憶しておき、これを読み出した制御装置６０が指定された速度で工具２０の移動を行う構成とすることにより、工具２０毎に最適な移動速度を予め設定することが可能となり、工具交換をより効率的に行うことができるため、マシニングセンタの生産性をより向上することができる。
【００５９】
（実施の形態２）
実施の形態１に係るマシニングセンタは、工具マガジン１１における工具２０の収容位置から交換待機位置への移動速度を制御することで工具２０と工具交換アーム３０との干渉を避ける構成であるが、干渉を避ける方法はこれに限らない。実施の形態２に係るマシニングセンタは、工具２０の寸法に関わらず収容位置から交換待機位置への移動速度は同じであるが、主軸ヘッド４の上方への移動開始に対する工具２０の交換待機位置への移動開始タイミングを遅らせることによって、工具２０と工具交換アーム３０との干渉を避ける構成である。
【００６０】
図１５は、実施の形態２に係るマシニングセンタが記憶する工具情報テーブルの一例を示す模式図である。実施の形態２に係るマシニングセンタの工具情報テーブルには、図１２に示した実施の形態１に係るマシニングセンタの工具情報テーブル内の情報に加えて、各工具２０の移動タイミングに係る遅延時間が記憶されている。実施の形態２の工具情報テーブルにおいて、各工具２０の遅延時間はｍｓ（ミリ秒）を単位に記憶されている。制御装置６０のＣＰＵ６１は、現工程の加工が終了して工具交換を行うために主軸ヘッド４を上方へ移動開始した後、工具情報テーブルに設定された遅延時間が経過した後に工具マガジン１１の工具２０の収容位置から交換待機位置への移動を開始する。図示の工具情報テーブルにおいて、例えば標準工具は遅延時間０ｍｓと設定されており、この場合にＣＰＵ６１は、主軸ヘッド４の移動開始と略同時に工具交換マガジン１１の工具２０を交換待機位置へ移動開始する。また例えば識別番号３の大径工具は遅延時間が５００ｍｓと設定されており、この場合にＣＰＵ６１は、主軸ヘッド４の移動開始から５００ｍｓが経過した後に、工具交換マガジン１１にて工具２０の交換待機位置への移動を開始する。
【００６１】
図１６は、実施の形態２に係るマシニングセンタの制御装置６０による工具交換処理の手順を示すフローチャートである。実施の形態２に係るマシニングセンタの制御装置６０のＣＰＵ６１は、工具交換処理において、まず次工程の加工で使用する工具２０がいずれのものであるかを判別する（ステップＳ２１）。次いでＣＰＵ６１は、ＥＥＰＲＯＭ６４から工具情報テーブルを読み出し（ステップＳ２２）、次工程の工具２０の工具マガジン１１における収容位置を位置情報から取得すると共に、次工程の工具２０の遅延時間を取得し、取得した遅延時間を設定する（ステップＳ２３）。
【００６２】
次いで、ＣＰＵ６１は、マガジンモータ１９を駆動して工具ポット１３を搬送すると共に、ポット識別センサ７６による工具ポット１３の識別を行って、次工程の工具２０が収容された工具ポット１３を工具マガジン１１の割出口１２ｂの位置へ搬送する（ステップＳ２４）。工具２０の搬送完了後、ＣＰＵ６１は、現工程の加工が終了したか否かなどに基づいて、工具交換を行う必要があるか否かを判定する（ステップＳ２５）。現工程の加工が終了していないなど、工具交換を行う必要がないと判定した場合（Ｓ２５：ＮＯ）、ＣＰＵ６１は、工具交換の必要が生じるまで待機する。
【００６３】
現工程の加工が終了して工具交換を行う必要があると判定した場合（Ｓ２５：ＹＥＳ）、ＣＰＵ６１は、Ｚ軸送りモータ８１を駆動することによって主軸ヘッド４の上方への移動を開始する（ステップＳ２６）。その後ＣＰＵ６１は、ステップＳ２３にて設定した遅延時間の計時を行って、この遅延時間が経過したか否かを判定し（ステップＳ２７）、設定された遅延時間が経過していない場合（Ｓ２７：ＮＯ）、遅延時間が経過するまで待機する。遅延時間が経過した場合（Ｓ２７：ＹＥＳ）、ＣＰＵ６１は、工具マガジン１１にてエアシリンダ８４を駆動することにより、収容位置から交換待機位置への工具２０の高速での移動を開始する（ステップＳ２８）。
【００６４】
その後、ＣＰＵ６１は、Ｚ軸センサ７３の検知結果及びポット下降センサ７５の検知結果に基づいて、主軸ヘッド４の移動が完了し、且つ、工具マガジン１１にて次工程の工具２０の交換待機位置への移動が完了したか否かを判定する（ステップＳ２９）。いずれかの移動が完了していない場合（Ｓ２９：ＮＯ）、ＣＰＵ６１は移動完了まで待機する。
【００６５】
主軸ヘッド４の移動及び次工程の工具２０の移動が完了した場合（Ｓ２９：ＹＥＳ）、ＣＰＵ６１は、工具交換モータ２７を駆動することによって、工具交換アーム３０による主軸５に装着された工具２０と工具マガジン１１の交換待機位置へ移動された工具２０との交換を行う（ステップＳ３０）。工具交換の終了後、ＣＰＵ６１は、エアシリンダ８４を駆動することによって、工具マガジン１１の交換待機位置にある前工程の工具を高速で収容位置へ移動すると共に（ステップＳ３１）、Ｚ軸送りモータ８１を駆動することによって、主軸ヘッド４を下方へ移動する（ステップＳ３２）。その後、ＣＰＵ６１は、ステップＳ２１へ処理を戻し、加工の全行程を完了するまで、上述の処理を繰り返し行う。
【００６６】
以上の構成の実施の形態２に係るマシニングセンタは、工具情報テーブルに各工具２０の移動開始に係る遅延時間を記憶しておき、主軸ヘッド４の上方への移動を開始した後、工具情報テーブルに設定された遅延時間が経過した後に工具マガジン１１にて工具２０の交換待機位置への移動を開始する構成とすることにより、工具２０の寸法に関わらず同じ移動速度で移動を行う場合であっても、工具２０と工具交換アーム３０との干渉を避けることができる。よってマシニングセンタは、主軸ヘッド４の移動と工具マガジン１１における工具２０の移動とを、工具交換の際に並行して行うことが可能となるため、工具交換に要する時間を短縮することができ、加工の全行程に要する時間を短縮することができ、生産性を向上することができる。
【００６７】
なお、本実施の形態においては、工具情報テーブルに各工具２０の遅延時間を記憶する構成としたが、これに限るものではなく、工具情報テーブルに遅延時間を記憶せず、制御装置６０が工具情報テーブルから移動させる工具２０が大径工具であるか否かを判断し、大径工具の場合には予め定められた遅延時間にて移動開始の制御を行う構成としてもよい。また、工具の寸法に関わらず収容位置から交換待機位置への移動速度は同じとしたが、これに限るものではなく、マシニングセンタが実施の形態１に示した移動速度の制御と実施の形態２に示した移動開始タイミングの制御との両方を行う構成としてもよい。この場合、工具情報テーブルに各工具２０の移動速度及び遅延時間を記憶する構成とすることができる。
【００６８】
なお、実施の形態２に係るマシニングセンタのその他の構成は、実施の形態１に係るマシニングセンタの構成と同様であるため、同様の箇所には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００６９】
また、実施の形態１の図１３に示したフローチャートのステップＳ４、及び、実施の形態２の図１６に示したフローチャートのステップＳ２５における工具交換を行う必要があるか否かの判断は、加工プログラムで指定された工具交換命令で判断するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７０】
４  主軸ヘッド
５  主軸（加工部）
６  主軸モータ
７  工具交換機構
８  テーブル
１１  工具マガジン（収容部）
１２ｂ  割出口
１３  工具ポット
１４  移送機構
１９  マガジンモータ
２０  工具
２７  工具交換モータ
２８  旋回軸
２９  駆動軸
３０  工具交換アーム（交換部）
３１  フィンガ対
６０  制御装置（制御手段、第１移動手段、第２移動手段）
６１  ＣＰＵ
６４  ＥＥＰＲＯＭ（記憶部）
８１  Ｚ軸送りモータ（第２移動手段）
８４  エアシリンダ（第１移動手段）
９９  ワーク
【図１】
2012200856.tif 000003
【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】
2012200856.tif 000009
【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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