JP2013226631A - 工作機械 - Google Patents

Abstract

【課題】工具のオーバーストロークを回避可能であり、必要最小限の機構で工具交換が可能な工作機械を提供することを課題とする。
【解決手段】工作機械１は、工具Ｔ１〜Ｔ９を用いてワークＷに加工が施される加工室Ａと、加工室Ａの内部に配置される第一工具保持部５１、６３と、加工室Ａの外部に配置される第二工具保持部８と、複数の工具Ｔ１〜Ｔ９を着脱可能に保持し、かつ自ら移動して第一工具保持部５１、６３と第二工具保持部８との間で工具Ｔ１〜Ｔ９を受渡可能なマガジン４０と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、工具を用いてワークに加工を施す工作機械に関する。

特許文献１には、自動工具交換装置を備えた工作機械が開示されている。同文献記載の工作機械は、第一工具マガジンと、第二工具マガジンと、シャトルアームと、を備えている。第一工具マガジンは、複数の工具を備えている。第一工具マガジンは、工具主軸に工具を供給する。第二工具マガジンは、チェーンコンベアである。第二マガジンは、複数の工具を搬送可能である。シャトルアームは、第一工具マガジンと、第二工具マガジンと、の間に介装されている。シャトルアームは、第一工具マガジンと、第二工具マガジンと、の間で工具の受渡を行っている。

同文献記載の工作機械によると、工具主軸の古い工具（使用済み工具）を、工具主軸から作業者に、第一工具マガジン、シャトルアーム、第二工具マガジンを経由して、受け渡すことができる。また、新しい工具（使用前工具）を、作業者から工具主軸に、第二工具マガジン、シャトルアーム、第一工具マガジンを経由して、受け渡すことができる。

特開２０００−８４７７４号公報

しかしながら、同文献記載の工作機械の場合、同文献の図６（ｃ）、図６（ｅ）に示すように、工具交換時に、第一工具マガジンが、回転はできるものの、移動できなかった。このため、不動の第一工具マガジンに対して、工具主軸およびシャトルアームが移動することにより、工具の受渡を行う必要があった。したがって、工具主軸のＹ軸方向（上下方向）のストロークを、ワークの加工に必要な範囲を超える領域にまで、延長せざるを得なかった。つまり、工具をオーバーストロークさせざるを得なかった。すなわち、コラムを伸長せざるを得なかった。よって、Ｙ軸駆動用のモータおよび前記コラムを移動させるＺ軸駆動用のモータが大型化してしまい、さらには前記コラムの伸長によりＹ軸移動機構（例えば、主軸サドルなど）の動剛性、静剛性が低下していた。そこで、本発明は、工具のオーバーストロークを回避可能であり、必要最小限の機構で工具交換が可能な工作機械を提供することを目的とする。

（１）上記課題を解決するため、本発明の工作機械は、工具を用いてワークに加工が施される加工室と、該加工室の内部に配置される第一工具保持部と、該加工室の外部に配置される第二工具保持部と、複数の該工具を着脱可能に保持し、かつ自ら移動して該第一工具保持部と該第二工具保持部との間で該工具を受渡可能なマガジンと、を備えることを特徴とする。本発明の工作機械によると、工具交換時においてマガジンが移動可能である。このため、工具のオーバーストロークを回避することができる。また、工具をオーバーストロークさせる必要がないため、必要最小限の機構で工具交換を行うことができる。

（１−１）好ましくは、上記（１）の構成において、前記マガジンの外縁は円弧状を呈している構成とする方がよい。特許文献１に記載の工作機械の場合、第一工具マガジンの外縁が、略２７０°の部分円弧状を呈していた。言い換えると、第一工具マガジンには、工具交換時に工具主軸が入り込むスペースを確保するために、略９０°の切欠部が形成されていた。このため、複数の工具を、第一工具マガジンの全周に亘って、配置することができなかった。したがって、工具の保持数が少なかった。これに対して、本構成のマガジンの外縁は円弧状を呈している。このため、複数の工具を、マガジンの全周に亘って、配置することができる。したがって、工具の保持数が多くなる。

（１−２）好ましくは、上記（１）の構成において、主軸の延在する方向をＺ軸方向、該Ｚ軸方向に直交する方向をＸ軸方向として、前記マガジンは、該Ｚ軸方向および該Ｘ軸方向に移動可能である構成とする方がよい。

本構成によると、マガジンの移動の自由度、言い換えると工具の移動の自由度が高くなる。このため、第一工具保持部のストロークを、ワークの加工に必要な範囲を超える領域にまで、延長する必要がない。

（２）好ましくは、上記（１）の構成において、前記第二工具保持部は、機内から機外まで前記工具を搬送可能な工具搬送部である構成とする方がよい。本構成によると、機外において、作業者が、工具搬送部との間で、工具の交換作業を行うことができる。このため、作業者が、マガジンの移動範囲である加工室または機内に入る必要がない。したがって、作業者の安全性を確保しやすい。

また、特許文献１に記載の工作機械の場合、第一工具マガジンと機外との間に、シャトルアームと、第二工具マガジンと、が介在していた。つまり、二つの搬送装置が介在していた。これに対して、本構成の場合、マガジンと機外との間に、単一の工具搬送部が介在している。このため、本構成によると、必要最小限の機構で工具交換を行うことができる。

（３）好ましくは、上記（１）または（２）の構成において、前記第一工具保持部は、前記工具を用いて前記ワークに加工を施す際、該工具を挟持する一対のシャフトである構成とする方がよい。本構成によると、工具を強固に把持することができる。このため、例えば中空状のワークの内周面を、精度良く加工することができる。

本発明によると、工具のオーバーストロークを回避可能であり、必要最小限の機構で工具交換が可能な工作機械を提供することができる。

本発明の一実施形態であるＣＮＣ旋盤の外観斜視図である。 同ＣＮＣ旋盤の内部斜視図である。 同ＣＮＣ旋盤の上面図である。 同ＣＮＣ旋盤のＡＴＣのマガジンの斜視図である。 同ＣＮＣ旋盤のブロック図である。 同ＣＮＣ旋盤のワーク装着時（第一段階）の上面図である。 同ＣＮＣ旋盤のワーク装着時（第二段階）の上面図である。 同ＣＮＣ旋盤のワーク装着時（第三段階）の上面図である。 同ＣＮＣ旋盤のワーク装着時（第二段階）のワーク付近の斜視図である。 同ＣＮＣ旋盤のワーク装着時（第三段階〜その１）のワーク付近の斜視図である。 同ＣＮＣ旋盤のワーク装着時（第三段階〜その２）のワーク付近の斜視図である。 同ＣＮＣ旋盤の工具交換時（第一段階）の上面図である。 同ＣＮＣ旋盤の工具交換時（第二段階）の上面図である。 同ＣＮＣ旋盤の工具交換時（第三段階）の上面図である。 同ＣＮＣ旋盤の工具交換時（第一段階）の工具ストッカ付近の斜視図である。 同ＣＮＣ旋盤の工具交換時（第二段階）の工具ストッカ付近の斜視図である。 同ＣＮＣ旋盤の工具交換時（第三段階）の工具ストッカ付近の斜視図である。 同ＣＮＣ旋盤の工具交換時（第四段階）の上面図である。 同ＣＮＣ旋盤の工具交換時（第五段階）の上面図である。 同ＣＮＣ旋盤の工具交換時（第六段階）の上面図である。 同ＣＮＣ旋盤の工具交換時（第七段階）の上面図である。 同ＣＮＣ旋盤の工具交換時（第八段階）の上面図である。

以下、本発明の工作機械をＣＮＣ旋盤として具現化した実施の形態について説明する。

＜ＣＮＣ旋盤の構成＞
まず、本実施形態のＣＮＣ旋盤の構成について説明する。図１に、本実施形態のＣＮＣ旋盤の外観斜視図を示す。図２に、同ＣＮＣ旋盤の内部斜視図を示す。図３に、同ＣＮＣ旋盤の上面図を示す。

図２においては、全体カバー３のカバー本体３２を省略して示す。また、ワークＷを断面で示す。また、左右一対の隔壁３５、左右一対のシャッタ３６、工具交換ケース３３、工具交換扉３４を透過して示す。

図３においては、全体カバー３のカバー本体３２を省略して示す。また、ワークＷ、左右一対の隔壁３５、左右一対のシャッタ３６、工具交換ケース３３、工具交換扉３４を断面で示す。また、工具Ｔ１、Ｔ５〜Ｔ９にハッチングを施して示す。

図１〜図３に示すように、ＣＮＣ旋盤１は、制御装置（図略）と、全体カバー３と、ＡＴＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｏｏｌ Ｃｈａｎｇｅｒ）４と、芯押台５と、主軸台６と、ベッド７と、工具搬送部８と、を備えている。

［全体カバー３］
図１に示すように、全体カバー３は、ＣＮＣ旋盤１の外殻を構成している。全体カバー３は、操作盤３０と、左右一対の自動扉３１と、カバー本体３２と、工具交換ケース３３と、工具交換扉３４と、左右一対の隔壁３５と、左右一対のシャッタ３６と、を備えている。カバー本体３２の内部は、本発明の「機内」の概念に含まれる。カバー本体３２の外部、工具交換ケース３３の内部は、本発明の「機外」の概念に含まれる。

操作盤３０および左右一対の自動扉３１は、カバー本体３２の前面（作業エリア側）に配置されている。操作盤３０には、画面３００が配置されている。画面３００は、タッチパネルである。左右一対の自動扉３１は、図１に矢印で示すように、自動で開閉可能である。

工具交換ケース３３は、カバー本体３２の右面に配置されている。工具交換扉３４は、工具交換ケース３３の前面（作業エリア側）に配置されている。工具交換扉３４は、図１に一点鎖線で示すように、手動で開閉可能である。

図２、図３に示すように、左右一対の隔壁３５は、後述するベッド７の平面部７００に立設されている。左右一対の隔壁３５は、左右方向に離間して配置されている。左右一対の隔壁３５は、各々、前後方向に延在している。左右一対の隔壁３５の間には、加工室Ａが区画されている。加工室Ａの前方には、図１に示す左右一対の自動扉３１が配置されている。つまり、左右一対の自動扉３１は、加工室Ａの前方開口を封止している。左右一対の自動扉３１を介して、作業者は、加工室Ａの内部に手を入れることができる。左右一対のシャッタ３６は、加工室Ａの後方開口ａを封止している。左右一対のシャッタ３６は、自動で開閉可能である。

［ベッド７］
図１に示すように、ベッド７は、工場の床面に配置されている。図２、図３に示すように、ベッド７は、ベッド本体７０を備えている。

ベッド本体７０の上面には、平面部７００と、傾斜部７０１と、が配置されている。平面部７００は、水平方向に延在している。傾斜部７０１は、平面部７００の後方に配置されている。傾斜部７０１は、前下−後上方向に延在している。

［主軸台６］
図２、図３に示すように、主軸台６は、平面部７００の左側部分に配置されている。主軸台６は、本体６０と、主軸６１と、チャック６２と、サポートシャフト６３と、を備えている。サポートシャフト６３は、本発明の「シャフト」の概念に含まれる。本体６０は、平面部７００に配置されている。主軸６１は、本体６０の右面から右側に突設されている。主軸６１は、左右方向に延在している。主軸６１は、自身の軸周りに回転可能である。チャック６２は、主軸６１の右端に配置されている。チャック６２には、中空状のワークＷ（具体的にはデフケース）が固定されている。サポートシャフト６３は、主軸６１の中央を貫通している。サポートシャフト６３は、左右方向に延在している。サポートシャフト６３は、左右方向に移動可能である。

［芯押台５］
図２、図３に示すように、芯押台５は、平面部７００の右側部分に配置されている。芯押台５と主軸台６とは、左右方向に対向している。芯押台５は、本体５０と、ドライブサポートシャフト５１と、芯押下スライド５２と、を備えている。ドライブサポートシャフト５１は、本発明の「シャフト」の概念に含まれる。

芯押下スライド５２は、平面部７００の上方に配置されている。本体５０は、芯押下スライド５２に対して、左右方向に移動可能である。移動の際、本体５０は、右側の隔壁３５の下向きの凹部を通過する。ドライブサポートシャフト５１は、本体５０の左面から左側に突設されている。ドライブサポートシャフト５１は、左右方向に延在している。ドライブサポートシャフト５１は、本体５０と共に、左右方向に移動可能である。ドライブサポートシャフト５１とサポートシャフト６３とは、左右方向に対向している。ドライブサポートシャフト５１とサポートシャフト６３とは、後述する工具Ｔ１〜Ｔ９を、選択的に、左右方向から挟持可能である。

［ＡＴＣ４］
図４に、本実施形態のＣＮＣ旋盤のＡＴＣのマガジンの斜視図を示す。図２〜図４に示すように、ＡＴＣ４は、マガジン４０と、角度割出装置４１と、Ｘ軸（主軸６１の軸直方向。具体的には、主軸６１の軸線を通る前下−後上方向。）下スライド４２と、Ｚ軸（主軸６１の軸方向。具体的には左右方向。）スライド４３と、Ｚ軸下スライド４４と、を備えている。

Ｚ軸下スライド４４は、傾斜部７０１に配置されている。Ｚ軸スライド４３は、Ｚ軸下スライド４４に対して、左右方向に移動可能である。Ｘ軸下スライド４２は、Ｚ軸スライド４３の上面に配置されている。角度割出装置４１は、Ｘ軸下スライド４２に対して、前下−後上方向に移動可能である。

マガジン４０は、角度割出装置４１の左面に配置されている。図４に示すように、マガジン４０は、風車状を呈している。マガジン４０は、八個のホルダＨ１〜Ｈ８を備えている。八個のホルダＨ１〜Ｈ８は、マガジン４０の外縁に沿って、全周的に配置されている。八個のホルダＨ１〜Ｈ８は、回転軸４００を中心に、４５°ずつ離間して配置されている。マガジン４０（つまり八個のホルダＨ１〜Ｈ８）は、角度割出装置４１により、回転軸４００を中心に、４５°ずつ回転可能である。

［工具Ｔ１〜Ｔ９］
工具Ｔ１〜Ｔ９は、いずれもワークＷの内面加工用の工具である。図４に示すように、マガジン４０の八個のホルダＨ１〜Ｈ８には、七個の工具Ｔ２〜Ｔ８が、着脱可能に配置されている。すなわち、ホルダＨ１〜Ｈ８は、各々、ハンドｈを備えている。ハンドｈは、自動で開閉可能である。一方、工具Ｔ２〜Ｔ８は、各々、被挟持部ｔａを備えている。ハンドｈが被挟持部ｔａを挟持、解放することにより、ホルダＨ１〜Ｈ８は、工具Ｔ２〜Ｔ８を、着脱することができる。

図２に示すように、ホルダＨ１は、空である。ホルダＨ１に対応する工具Ｔ１は、ワークＷの内部に配置されている。工具Ｔ１は、ドライブサポートシャフト５１と、サポートシャフト６３と、により左右方向から挟持されている。工具Ｔ９は、交換用である。後述するように、工具Ｔ９は、工具搬送部８のケースＣ２に収容されている。

［工具搬送部８］
図２、図３に示すように、工具搬送部８は、平面部７００の右側部分に配置されている。工具搬送部８は、芯押台５の後方に配置されている。工具搬送部８は、工具ストッカ８０と、Ｚ軸スライド８１と、Ｚ軸下スライド８２と、を備えている。Ｚ軸下スライド８２は、平面部７００の上方に配置されている。Ｚ軸下スライド８２の右端（外端）は、工具交換ケース３３の内部に配置されている。Ｚ軸スライド８１は、Ｚ軸下スライド８２に対して、左右方向に移動可能である。工具ストッカ８０は、Ｚ軸スライド８１の上面に、着脱可能に配置されている。工具ストッカ８０は、左右一対のケースＣ１、Ｃ２を備えている。ケースＣ１、Ｃ２は、各々、後上向き（マガジン４０の移動方向、つまりホルダＨ１〜Ｈ８のアプローチ方向。）の開口部を備えている。ケースＣ１、Ｃ２は、工具Ｔ１〜Ｔ８を、選択的に収容することができる。ケースＣ１は、空である。ケースＣ２には、交換用の工具Ｔ９が収容されている。

［制御装置］
図５に、本実施形態のＣＮＣ旋盤のブロック図を示す。図５に示すように、制御装置２は、入出力インターフェイス２００と、演算部２０１と、記憶部２０２と、を備えている。入出力インターフェイス２００は、操作盤３０の画面３００、ＡＴＣ４のＸ軸モータ４９０、Ｚ軸モータ４９１、角度割出モータ４９２、ハンド開閉モータ４９３、主軸台６のＺ軸モータ６９０、主軸モータ６９１、芯押台５のＺ軸モータ５９０、工具搬送部８のＺ軸モータ８９０、シャッタ開閉モータ９００に、電気的に接続されている。

操作盤３０の画面３００は、作業者がＣＮＣ旋盤１に命令を入力する際や、作業者がＣＮＣ旋盤１の状態を確認する際などに用いられる。ＡＴＣ４のＸ軸モータ４９０は、図２に示す角度割出装置４１を駆動する際に用いられる。Ｚ軸モータ４９１は、図２に示すＺ軸スライド４３を駆動する際に用いられる。角度割出モータ４９２は、図２に示すマガジン４０を回転させる際に用いられる。ハンド開閉モータ４９３は、図４に示すハンドｈを開閉する際に用いられる。

主軸台６のＺ軸モータ６９０は、図２に示すサポートシャフト６３を駆動する際に用いられる。主軸モータ６９１は、主軸６１を回転させる際に用いられる。芯押台５のＺ軸モータ５９０は、図２に示す本体５０を駆動する際に用いられる。工具搬送部８のＺ軸モータ８９０は、Ｚ軸スライド８１を駆動する際に用いられる。シャッタ開閉モータ９００は、左右一対のシャッタ３６を開閉する際に用いられる。

＜ＣＮＣ旋盤のワーク装着時の動き＞
次に、本実施形態のＣＮＣ旋盤のワーク装着時の動きについて説明する。図６に、本実施形態のＣＮＣ旋盤のワーク装着時（第一段階）の上面図を示す。図７に、同ＣＮＣ旋盤のワーク装着時（第二段階）の上面図を示す。図８に、同ＣＮＣ旋盤のワーク装着時（第三段階）の上面図を示す。図９に、同ＣＮＣ旋盤のワーク装着時（第二段階）のワーク付近の斜視図を示す。図１０に、同ＣＮＣ旋盤のワーク装着時（第三段階〜その１）のワーク付近の斜視図を示す。図１１に、同ＣＮＣ旋盤のワーク装着時（第三段階〜その２）のワーク付近の斜視図を示す。

図６〜図８においては、全体カバー３のカバー本体３２を省略して示す。また、ワークＷ、左右一対の隔壁３５、左右一対のシャッタ３６、工具交換ケース３３、工具交換扉３４を断面で示す。また、工具Ｔ１、Ｔ５〜Ｔ９にハッチングを施して示す。図９〜図１１においては、ワークＷを断面で示す。また、ワークＷを透過して示す。

まず、図５に示す演算部２０１は、シャッタ開閉モータ９００を駆動して、図６に示すように、左右一対のシャッタ３６を開く。次に、図５に示す演算部２０１は、ＡＴＣ４のＸ軸モータ４９０を駆動して、図７に示すように、マガジン４０を前下方向に移動させる。工具Ｔ１は、窓部９６を介して、ワークＷの内部に進入する。具体的には、図９に示すように、工具Ｔ１を、ドライブサポートシャフト５１と、サポートシャフト６３と、の間に配置する。詳しくは、工具Ｔ１の左右一対の凹部ｔｂと、ドライブサポートシャフト５１と、サポートシャフト６３と、を同軸上に配置する。

続いて、図５に示す演算部２０１は、主軸台６のＺ軸モータ６９０および芯押台５のＺ軸モータ５９０を駆動して、図８に示すように、ドライブサポートシャフト５１とサポートシャフト６３とにより、工具Ｔ１を左右方向から挟み込む。図１０に示すように、ドライブサポートシャフト５１の左端（先端）は、工具Ｔ１の右側の凹部ｔｂに嵌り込む。また、サポートシャフト６３の右端（先端）は、工具Ｔ１の左側の凹部に嵌り込む。

それから、図５に示す演算部２０１は、ハンド開閉モータ４９３を駆動して、図１０に示すハンドｈを開く。ハンドｈは、工具Ｔ１の被挟持部ｔａを解放する。すなわち、工具Ｔ１は、ハンドｈから、ドライブサポートシャフト５１およびサポートシャフト６３に、受け渡される。

続いて、図５に示す演算部２０１は、ＡＴＣ４のＸ軸モータ４９０を駆動して、図８に示すマガジン４０を、後上方向に移動させる。図１１に示すように、ホルダＨ１は、ドライブサポートシャフト５１とサポートシャフト６３との間に工具Ｔ１を残したまま、後退する。

最後に、図５に示す演算部２０１は、シャッタ開閉モータ９００を駆動して、図６に示す左右一対のシャッタ３６を閉じる。このようにして、図３に示すように、ドライブサポートシャフト５１およびサポートシャフト６３に、工具Ｔ１を装着する。また、工具Ｔ１を、ワークＷの内部に配置する。

ワークＷを加工する際は、図３に示す状態において、図５に示す演算部２０１が主軸台６の主軸モータ６９１を駆動して、主軸６１を回転させる。主軸６１が回転すると、チャック６２およびワークＷも回転する。一方、ドライブサポートシャフト５１、サポートシャフト６３、工具Ｔ１は回転しない。回転するワークＷの内周面に、回転しない工具Ｔ１を摺接させることにより、ワークＷの加工を行う。

＜ＣＮＣ旋盤の工具交換時の動き＞
次に、本実施形態のＣＮＣ旋盤の工具交換時の動きについて説明する。図１２に、本実施形態のＣＮＣ旋盤の工具交換時（第一段階）の上面図を示す。図１３に、同ＣＮＣ旋盤の工具交換時（第二段階）の上面図を示す。図１４に、同ＣＮＣ旋盤の工具交換時（第三段階）の上面図を示す。図１５に、同ＣＮＣ旋盤の工具交換時（第一段階）の工具ストッカ付近の斜視図を示す。図１６に、同ＣＮＣ旋盤の工具交換時（第二段階）の工具ストッカ付近の斜視図を示す。図１７に、同ＣＮＣ旋盤の工具交換時（第三段階）の工具ストッカ付近の斜視図を示す。図１８に、同ＣＮＣ旋盤の工具交換時（第四段階）の上面図を示す。図１９に、同ＣＮＣ旋盤の工具交換時（第五段階）の上面図を示す。図２０に、同ＣＮＣ旋盤の工具交換時（第六段階）の上面図を示す。図２１に、同ＣＮＣ旋盤の工具交換時（第七段階）の上面図を示す。図２２に、同ＣＮＣ旋盤の工具交換時（第八段階）の上面図を示す。

図１２〜図１４、図１８〜図２２においては、全体カバー３のカバー本体３２を省略して示す。また、ワークＷ、左右一対の隔壁３５、左右一対のシャッタ３６、工具交換ケース３３、工具交換扉３４を断面で示す。また、工具Ｔ１、Ｔ２、Ｔ５〜Ｔ９にハッチングを施して示す。

まず、図５に示す演算部２０１は、ＡＴＣ４のＺ軸モータ４９１を駆動して、図１２に示すように、マガジン４０を右方に移動させる。具体的には、図１５に示すように、古い工具（使用済み工具）Ｔ１を、ケースＣ１の後上方向に配置する。

次に、図５に示す演算部２０１は、ＡＴＣ４のＸ軸モータ４９０を駆動して、図１３に示すように、マガジン４０を前下方向に移動させる。具体的には、図１６に示すように、工具Ｔ１を、ケースＣ１に収容する。

それから、図５に示す演算部２０１は、ハンド開閉モータ４９３を駆動して、図１７に示すハンドｈを開く。ハンドｈは、工具Ｔ１の被挟持部ｔａを解放する。すなわち、工具Ｔ１は、ハンドｈから、ケースＣ１に、受け渡される。その後、図５に示す演算部２０１は、ＡＴＣ４のＸ軸モータ４９０を駆動して、図１４に示すように、マガジン４０を後上方向に移動させる。

続いて、図５に示す演算部２０１は、ＡＴＣ４のＺ軸モータ４９１を駆動して、図１８に示すように、マガジン４０を右方に移動させる。具体的には、空のホルダＨ１を、ケースＣ２の後上方向に配置する。

それから、図５に示す演算部２０１は、ＡＴＣ４のＸ軸モータ４９０を駆動して、図１９に示すように、マガジン４０を前下方向に移動させる。その後、図５に示す演算部２０１は、ハンド開閉モータ４９３を駆動して、ハンドｈを閉じる。ハンドｈは、新しい工具（使用前工具）Ｔ９の被挟持部ｔａを挟持する（工具Ｔ９に対して、図１７に示す状態から、図１６に示す状態に切り替わる。）。すなわち、工具Ｔ９は、ケースＣ２から、ハンドｈに、受け渡される。

続いて、図５に示す演算部２０１は、ＡＴＣ４のＸ軸モータ４９０を駆動して、図２０に示すように、マガジン４０を後上方向に移動させる。その後、図５に示す演算部２０１は、ＡＴＣ４のＺ軸モータ４９１を駆動して、図２１に示すように、マガジン４０を左方に移動させる。具体的には、左右一対のシャッタ３６の後上方向にマガジン４０を配置する。また、図５に示す演算部２０１は、工具搬送部８のＺ軸モータ８９０を駆動して、図２１に示すように、Ｚ軸スライド８１を右方に移動させる。具体的には、工具ストッカ８０（つまり工具Ｔ１）を、機外である工具交換ケース３３の内部に配置する。

最後に、作業者は、図２２に示すように、工具交換扉３４を開けて、工具ストッカ８０を取り出す。作業者は、工具ストッカ８０のケースＣ１から、工具Ｔ１を取り外す。また、作業者は、必要に応じて、工具ストッカ８０のケースＣ２に、新しい工具を取り付ける。このように、ＣＮＣ旋盤１は、工具Ｔ２によるワークＷの加工作業と、古い工具Ｔ１と新しい工具Ｔ９との交換作業と、を同時並行的に行う。

＜作用効果＞
次に、本実施形態のＣＮＣ旋盤の作用効果について説明する。仮に、図３に示すマガジン４０が不動である場合、工具交換時において、ドライブサポートシャフト５１およびサポートシャフト６３が、マガジン４０まで移動する必要がある。また、工具ストッカ８０が、マガジン４０まで移動する必要がある。このため、ドライブサポートシャフト５１、サポートシャフト６３、工具ストッカ８０の移動機構が、別途必要になる。また、ドライブサポートシャフト５１およびサポートシャフト６３が移動している間、ワークＷの加工を行うことができない。

この点、本実施形態のＣＮＣ旋盤１によると、工具交換時において、マガジン４０が前下−後上方向、左右方向に移動可能である。このため、マガジン４０が不動である場合と比較して、ドライブサポートシャフト５１、サポートシャフト６３、工具ストッカ８０の移動機構が不要になる。すなわち、ドライブサポートシャフト５１、サポートシャフト６３のオーバーストロークを回避することができる。また、ドライブサポートシャフト５１、サポートシャフト６３をオーバーストロークさせる必要がなく、かつ必要最小限の機構を追加することで工具交換を行うことができる。また、工具交換に起因するダウンタイムを短縮することができる。

また、本実施形態のＣＮＣ旋盤１によると、図４に示すように、マガジン４０が風車状を呈している。すなわち、マガジン４０の外縁は円弧状を呈している。このため、複数の工具を、マガジン４０の全周に亘って、配置することができる。したがって、工具の保持数が多くなる。

また、本実施形態のＣＮＣ旋盤１によると、図６、図７に示すように、マガジン４０は、加工室Ａの後方開口ａを介して、加工室Ａの内外に移動可能である。また、後方開口ａには、左右一対のシャッタ３６が配置されている。このため、マガジン４０が加工室Ａの外部に出た後は、左右一対のシャッタ３６を閉めることにより、加工室Ａの内部から、マガジン４０および工具搬送部８を隔離することができる。したがって、加工室Ａの内部においては、ワークＷの加工を開始することができる。すなわち、マガジン４０と工具搬送部８との間の工具Ｔ１、Ｔ９の受渡（マガジン４０から工具搬送部８への古い工具Ｔ１の受渡、および工具搬送部８からマガジン４０への新しい工具Ｔ９の受渡）と、工具Ｔ２によるワークＷの加工と、を並行して行うことができる。このため、工具交換に起因するダウンタイムを短縮することができる。

また、本実施形態のＣＮＣ旋盤１によると、工具搬送部８は、機内から機外まで工具Ｔ１を搬送する。また、機外から機内まで工具Ｔ９を搬送する。このため、図２２に示すように、作業者が、ＣＮＣ旋盤１前方の作業エリアから、工具交換扉３４を開閉することにより、工具Ｔ１、Ｔ９の交換作業を行うことができる。このため、作業者が、マガジン４０の移動範囲である加工室Ａ、つまり機内に入る必要がない。したがって、作業者の安全性を確保しやすい。

また、本実施形態のＣＮＣ旋盤１によると、図２２に示すように、Ｚ軸スライド８１に対して、工具ストッカ８０が着脱可能である。このため、工具交換ケース３３から工具ストッカ８０を取り出してから、工具ストッカ８０から工具Ｔ１を取り外すことができる。また、工具ストッカ８０に工具Ｔ９を取り付けることができる。例えば、複数種類の工具ストッカ、および各々の工具ストッカに対応する複数種類の工具を用意することにより、作業者は、工具の交換作業に先駆けて、予め、機外にて、工具ストッカに工具をセットしておくことができる。つまり、工具の交換作業に先駆けて、予め、段取り替え作業を行うことができる。また、複数種類の工具の管理を、ＣＮＣ旋盤１前方の作業エリア以外の場所において、行うことができる。

また、本実施形態のＣＮＣ旋盤１によると、図３に示すように、ワークＷに加工を施す際、一対のシャフト（ドライブサポートシャフト５１およびサポートシャフト６３）により、工具Ｔ１が、左右方向両側から強固に挟持される。このため、中空状のワークＷの内周面を、精度良く加工することができる。

また、特許文献１に記載の工作機械のように、ＣＮＣ旋盤１が複数の工具搬送部を備える場合、マガジンと機外との間に、複数の工具搬送部が介在することになる。このため、工具の搬送経路が複雑化し、工具の中継場所が多くなる。この点、本実施形態のＣＮＣ旋盤１によると、マガジン４０と機外との間に、単一の工具搬送部８が介在している。このため、必要最小限の機構で工具交換を行うことができる。

＜その他＞
以上、本発明の工作機械の実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。

工具搬送部８の機構は特に限定しない。例えば、ベルトコンベア、チェーンコンベア、シャトルコンベア、ロボットアームなどを工具搬送部８として用いてもよい。工具搬送部８における機外搬出用のケースＣ１、機内搬入用のケースＣ２の配置数は特に限定しない。例えば、ケースＣ１、Ｃ２を三つずつ配置すると、工具Ｔ１〜Ｔ９を、一度に、最大三つまで、交換することができる。すなわち、一度に交換できる工具Ｔ１〜Ｔ９の数は特に限定しない。

ＣＮＣ旋盤１の主軸方向は特に限定しない。すなわち、横型旋盤、正面旋盤、立型旋盤として本発明の工作機械を具現化してもよい。また、フライス盤、ボール盤、ミーリングセルとして本発明の工作機械を具現化してもよい。

１：ＣＮＣ旋盤（工作機械）。
２：制御装置、２００：入出力インターフェイス、２０１：演算部、２０２：記憶部。
３：全体カバー、３０：操作盤、３００：画面、３１：自動扉、３２：カバー本体、３３：工具交換ケース、３４：工具交換扉、３５：隔壁、３６：シャッタ。
４：ＡＴＣ、４０：マガジン、４００：回転軸、４１：角度割出装置、４２：Ｘ軸下スライド、４３：Ｚ軸スライド、４４：Ｚ軸下スライド、４９０：Ｘ軸モータ、４９１：Ｚ軸モータ、４９２：角度割出モータ、４９３：ハンド開閉モータ。
５：芯押台、５０：本体、５１：ドライブサポートシャフト（シャフト）、５２：芯押下スライド、５９０：Ｚ軸モータ。
６：主軸台、６０：本体、６１：主軸、６２：チャック、６３：サポートシャフト（シャフト）、６９０：Ｚ軸モータ、６９１：主軸モータ。
７：ベッド、７０：ベッド本体、７００：平面部、７０１：傾斜部。
８：工具搬送部、８０：工具ストッカ、８１：Ｚ軸スライド、８２：Ｚ軸下スライド、８９０：Ｚ軸モータ。
９６：窓部、９００：シャッタ開閉モータ。
Ａ：加工室、ａ：後方開口（開口）、Ｃ１：ケース、Ｃ２：ケース、Ｈ１〜Ｈ８：ホルダ、ｈ：ハンド、Ｔ１〜Ｔ９：工具、ｔａ：被挟持部、ｔｂ：凹部、Ｗ：ワーク。

Claims (3)

1. 工具を用いてワークに加工が施される加工室と、
   該加工室の内部に配置される第一工具保持部と、
   該加工室の外部に配置される第二工具保持部と、
   複数の該工具を着脱可能に保持し、かつ自ら移動して該第一工具保持部と該第二工具保持部との間で該工具を受渡可能なマガジンと、
   を備える工作機械。
2. 前記第二工具保持部は、機内から機外まで前記工具を搬送可能な工具搬送部である請求項１に記載の工作機械。
3. 前記第一工具保持部は、前記工具を用いて前記ワークに加工を施す際、該工具を挟持する一対のシャフトである請求項１または請求項２に記載の工作機械。

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