JP7453353B2

JP7453353B2 - 工作機械

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Publication number: JP7453353B2
Application number: JP2022515363A
Authority: JP
Inventors: 力丹後
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2020-04-17
Filing date: 2021-04-12
Publication date: 2024-03-19
Anticipated expiration: 2041-04-12
Also published as: WO2021210521A1; JPWO2021210521A1; US20230143864A1; DE112021002367T5; CN115427190A; CN115427190B

Description

本発明は、工具を用いて加工対象物を加工する工作機械に関する。

主軸を有する切削ユニット（主軸頭）と、その近傍に設けられる旋削ユニットとを備える工作機械が提案されている（例えば、特開２０１６－１５３１４９号公報参照）。特開２０１６－１５３１４９号公報の工作機械では、切削ユニットと旋削ユニットとの位置関係が変わらないように固定される。

しかし、特開２０１６－１５３１４９号公報の工作機械の場合、切削工具または旋削工具を用いて加工を開始する度に、切削工具が取り付けられる切削ユニットの主軸と、旋削工具が取り付けられる旋削ユニットのホルダとの距離を測定し、測定値を工作機械に設定する必要があった。

そこで、本発明は、第１ユニットの主軸と第２ユニットのホルダとの距離を容易に取得し得る工作機械を提供することを目的とする。

本発明の態様は、工作機械であって、
第１工具が取り付けられる主軸を有する第１ユニットと、
前記第１工具または前記第１工具とは異なる第２工具が取り付けられる第２ユニットと、
前記第１ユニットおよび前記第２ユニットを支持する支持部と、
加工対象物を支持するテーブルと、
前記支持部に対して前記テーブルを相対移動させる相対移動機構と、
前記相対移動機構を制御する移動制御部と、
前記テーブルの前記支持部に対する相対位置を検出する相対位置検出部と、
前記第１ユニットと前記テーブルとが第１の相対位置関係に達したときの前記相対位置と、前記第２ユニットと前記テーブルとが第２の相対位置関係に達したときの前記相対位置とに基づいて、前記第１ユニットと前記第２ユニットとの距離を算出する距離算出部と、
を備える。

本発明の態様によれば、第１ユニットの主軸と第２ユニットのホルダとの距離を容易に取得することができる。

実施形態の工作機械を示す側面図である。実施形態の工作機械の構成を示すブロック図である。切削ユニットおよび旋削ユニットの左右方向の移動の様子を示す図である。切削ユニットの上下方向の移動の様子を示す図である。距離算出処理の手順を示すフローチャートである。相対位置取得処理ルーチンの手順を示すフローチャートである。変形例１の工作機械を示す側面図である。

本発明について、好適な実施形態を掲げ、添付の図面を参照しながら以下、詳細に説明する。

図１は、実施形態の工作機械１０を示す側面図である。工作機械１０は、加工対象物を加工するものである。工作機械１０は、マシニングセンタであってもよく、旋盤機であってもよく、マシニングセンタおよび旋盤機以外の加工機であってもよい。本実施形態では、工作機械１０は、マシニングセンタであるものとする。

工作機械１０では、互いに直角に交わるＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を含む機械座標系が定義される。本実施形態では、Ｘ軸の順方向（＋Ｘ方向）は右方向（右側）とし、当該順方向とは逆の逆方向（－Ｘ方向）は左方向（左側）とする。また本実施形態では、Ｙ軸の順方向（＋Ｙ方向）は前方向（前側）とし、当該順方向とは逆の逆方向（－Ｙ方向）は後方向（後側）とする。また本実施形態では、Ｚ軸の順方向（＋Ｚ方向）は上方向（上側）とし、当該順方向とは逆の逆方向（－Ｚ方向）は下方向（下側）とする。

工作機械１０は、機器本体１２と、機器本体１２を制御する制御装置１４とを有する。機器本体１２は、ベッド２０、コラム２２、テーブル２４、切削ユニット２６、および、旋削ユニット２８を有する。

ベッド２０は、工作機械１０の土台である。ベッド２０は、地面や床等の基礎上に設けられる。ベッド２０の設置面には、コラム２２が設けられる。なお、設置面は、基礎側（下側）の面とは逆側（上側）の面である。

コラム２２は、切削ユニット２６および旋削ユニット２８を支えるための支柱である。コラム２２は、ベッド２０の設置面に交わる上方向に向かって延びている。コラム２２には、Ｚ軸の方向（上下方向）に沿って延びるＺ軸レール３０が設けられる。Ｚ軸レール３０には、切削ユニット２６および旋削ユニット２８を支持する支持部３２が、Ｚ軸レール３０を移動可能に連結される。

テーブル２４は、加工対象物を支持するものである。テーブル２４は、切削ユニット２６および旋削ユニット２８よりも基礎側（下側）に設けられる。テーブル２４は、サドル３４、直動テーブル３６および回転テーブル３８を有する。

サドル３４は、Ｙ軸の方向（前後方向）に沿って延びるＹ軸レール４０を移動可能に連結される。Ｙ軸レール４０は、ベッド２０の設置面に設けられる。直動テーブル３６は、Ｘ軸の方向（左右方向）に沿って延びるＸ軸レール４２を移動可能に連結される。Ｘ軸レール４２は、サドル３４の設置面に設けられる。回転テーブル３８は、直動テーブル３６の設置面上に設けられ、Ｚ軸の方向（上下方向）に沿って延びる回転軸を有する。なお、回転テーブル３８は、回転テーブル３８の設置面を傾斜させる傾斜部を有してもよい。回転テーブル３８の設置面には、加工対象物が所定の固定具により固定される。

本実施形態では、回転テーブル３８の設置面にセンサ５０が固定されることで、テーブル２４にセンサ５０が取り付けられる。センサ５０は、切削ユニット２６と旋削ユニット２８との距離を取得するために用いられる。センサ５０は、回転テーブル３８の設置面から上方向に沿って支持部３２側に延びる支持棒５２と、支持棒５２の先端に設けられる球状の検出子５４とを有する。検出子５４は、物の接触の有無を示す信号を出力する。

切削ユニット２６は、切削工具が取り付けられるユニットであり、支持部３２に対して脱着自在である。切削ユニット２６は、主軸頭と呼称される部分に相当する。切削ユニット２６は、主軸２６Ｘと、主軸２６Ｘが挿通され、支持部３２に固定されるハウジング２６Ｙと、ハウジング２６Ｙに対して主軸２６Ｘを回転可能に支持する軸受（図示せず）とを有する。切削ユニット２６には、タレット式の自動交換装置４４が設けられてもよい。

主軸２６Ｘは、テーブル２４に向かって延びている。主軸２６Ｘのテーブル２４側の端部には、切削工具を着脱可能な着脱機構（ホルダ）が設けられている。本実施形態では、着脱機構に第１被検出物５６が装着されることで、切削ユニット２６に第１被検出物５６が取り付けられる。第１被検出物５６は、センサ５０の検出対象になるものであり、切削ユニット２６と旋削ユニット２８との距離を取得するために用いられる。

旋削ユニット２８は、旋削工具が取り付けられるユニットであり、支持部３２に対して脱着自在である。旋削ユニット２８は、支持部３２に固定されるハウジング２８Ｘを有する。ハウジング２８Ｘのテーブル２４側の面の所定部位には、旋削工具を着脱可能な着脱機構（ホルダ）が設けられている。本実施形態では、着脱機構に第２被検出物５８が装着されることで、旋削ユニット２８に第２被検出物５８が取り付けられる。第２被検出物５８は、切削ユニット２６と旋削ユニット２８との距離を取得するために用いられる。第２被検出物５８は、第１被検出物５６と同じ形状であってもよい。本実施形態では、第２被検出物５８は、第１被検出物５６と同じ円柱とする。

制御装置１４は、切削制御モードと、旋削制御モードとを有する。制御装置１４は、切削制御モードの場合、切削ユニット２６に取り付けられた切削工具を用いて、テーブル２４に支持された加工対象物を切削加工する。この場合、制御装置１４は、回転テーブル３８を非回転の状態とし、主軸２６Ｘを回転させた状態で、テーブル２４および切削ユニット２６の一方に対して他方を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向またはＺ軸方向に相対移動させる。

一方、制御装置１４は、旋削制御モードの場合、旋削ユニット２８に取り付けられた旋削工具を用いて、テーブル２４に支持された加工対象物を旋削加工する。この場合、制御装置１４は、主軸２６Ｘを非回転の状態とし、回転テーブル３８を回転させた状態で、テーブル２４および旋削ユニット２８の一方に対して他方を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向またはＺ軸方向に相対移動させる。

図２は、実施形態の工作機械１０の構成を示すブロック図である。機器本体１２は、Ｘ軸の相対移動機構６０と、Ｙ軸の相対移動機構６２と、Ｚ軸の相対移動機構６４とを有する。

Ｘ軸の相対移動機構６０は、支持部３２に対してテーブル２４をＸ軸方向に相対移動させるものである。Ｘ軸の相対移動機構６０は、Ｘ軸用のモータ、Ｘ軸用のモータの駆動に応じて回転するボールネジ、および、ボールネジに螺合するナットを有し、当該ナットを通じてテーブル２４の直動テーブル３６をＸ軸方向に相対移動させる。これにより、直動テーブル３６は、Ｘ軸レール４２を移動する。なお、Ｘ軸用のモータが正回転（または負回転）した場合、直動テーブル３６は右方向に相対移動する。一方、Ｘ軸用のモータが負回転（または正回転）した場合、直動テーブル３６は左方向に相対移動する。

Ｙ軸の相対移動機構６２は、支持部３２に対してテーブル２４をＹ軸方向に相対移動させるものである。Ｙ軸の相対移動機構６２は、Ｙ軸用のモータ、Ｙ軸用のモータの駆動に応じて回転するボールネジ、および、ボールネジに螺合するナットを有し、当該ナットを通じてテーブル２４のサドル３４をＹ軸方向に相対移動させる。これにより、サドル３４は、Ｙ軸レール４０を移動する。なお、Ｙ軸用のモータが正回転（または負回転）した場合、サドル３４は前方向に相対移動する。一方、Ｙ軸用のモータが負回転（または正回転）した場合、サドル３４は後方向に相対移動する。

Ｚ軸の相対移動機構６４は、支持部３２に対してテーブル２４をＺ軸方向に相対移動させるものである。Ｚ軸の相対移動機構６４は、Ｚ軸用のモータ、Ｚ軸用のモータの駆動に応じて回転するボールネジ、および、ボールネジに螺合するナットを有し、当該ナットを通じて支持部３２をＺ軸方向に相対移動させる。これにより、支持部３２は、Ｚ軸レール３０を移動する。なお、Ｚ軸用のモータが正回転（または負回転）した場合、支持部３２は上方向に相対移動する。一方、Ｚ軸用のモータが負回転（または正回転）した場合、支持部３２は下方向に相対移動する。

制御装置１４は、プロセッサ７０と、表示部７２と、入力部７４と、記憶部７６とを有する。プロセッサ７０は、情報を処理するものである。プロセッサ７０の具体例として、ＣＰＵ、あるいは、ＧＰＵ等が挙げられる。表示部７２は、情報を表示するものである。表示部７２の具体例としては、液晶ディスプレイ、あるいは、有機ＥＬディスプレイ等が挙げられる。入力部７４は、情報を入力するものである。入力部７４の具体例としては、キーボード、あるいは、マウス、あるいは、タッチパネル等が挙げられる。記憶部７６は、情報を記憶するものである。記憶部７６の具体例としては、ハードディスクや可搬型メモリ等が挙げられる。

記憶部７６には、加工対象物を加工するための加工プログラム、切削ユニット２６と旋削ユニット２８との距離を取得するための距離算出プログラム、および、第１被検出物５６、第２被検出物５８および検出子５４の形状を示す形状情報等が記憶される。なお、形状情報は、入力部７４から入力される。本実施形態の場合、形状情報には、円柱である第１被検出物５６および第２被検出物５８の半径（または直径）と高さ、および、球状である検出子５４の半径（または直径）が含まれる。

プロセッサ７０は、記憶部７６に記憶された距離算出プログラムを実行する場合、移動制御部８０、相対位置検出部８２、および、距離算出部８４として機能する。この場合、主軸２６Ｘおよび回転テーブル３８は非回転である。

移動制御部８０は、Ｘ軸の相対移動機構６０、Ｙ軸の相対移動機構６２またはＺ軸の相対移動機構６４を制御するものである。移動制御部８０は、Ｘ軸の相対移動機構６０を制御する場合、図３の例示のように、所定の開始位置から、切削ユニット２６の第１被検出物５６に対してセンサ５０の検出子５４が接触するまで、テーブル２４（直動テーブル３６）を右方向（または左方向）に相対移動させる。また、移動制御部８０は、所定の開始位置から、旋削ユニット２８の第２被検出物５８に対して検出子５４が接触するまで、テーブル２４（直動テーブル３６）を左方向（または右方向）に相対移動させる。

なお、移動制御部８０は、検出子５４から出力される信号に基づいて検出子５４の接触を検出する。また、第１被検出物５６に対して検出子５４が接触するようにテーブル２４を相対移動させるときの開始位置と、第２被検出物５８に対して検出子５４が接触するようにテーブル２４を相対移動させるときの開始位置とは、同じであってもよく、異なっていてもよい。

Ｙ軸の相対移動機構６２を制御する場合は、図示しないが、Ｘ軸の相対移動機構６０を制御する場合と同様である。すなわち、移動制御部８０は、第１被検出物５６と第２被検出物５８との各々に対して検出子５４が接触するように、所定の開始位置から検出子５４の接触を検出するまで、前方向または後方向にテーブル２４（サドル３４）を相対移動させる。

移動制御部８０は、Ｚ軸の相対移動機構６４を制御する場合、図４の例示のように、所定の開始位置から、第１被検出物５６に対して検出子５４が接触するまで、支持部３２を下方向に相対移動させる。また、図示しないが、移動制御部８０は、所定の開始位置から、第２被検出物５８に対して検出子５４が接触するまで、支持部３２を下方向に相対移動させる。なお、第１被検出物５６に対して検出子５４が接触するように支持部３２を相対移動させるときの開始位置と、第２被検出物５８に対して検出子５４が接触するように支持部３２を相対移動させるときの開始位置とは、同じであってもよく、異なっていてもよい。

相対位置検出部８２は、テーブル２４の支持部３２に対する相対位置を検出するものである。相対位置検出部８２は、センサ５０の検出子５４から出力される信号に基づいて、移動制御部８０の制御に応じた軸の相対位置を検出する。

すなわち、移動制御部８０がＸ軸の相対移動機構６０を制御している場合、相対位置検出部８２は、エンコーダで検出される回転位置情報に基づいて、支持部３２に対して移動するテーブル２４（直動テーブル３６）の相対位置を検出する。なお、エンコーダは、Ｘ軸の相対移動機構６０のＸ軸用のモータに設けられる。

一方、移動制御部８０がＹ軸の相対移動機構６２を制御している場合、相対位置検出部８２は、エンコーダで検出される回転位置情報に基づいて、支持部３２に対して移動するテーブル２４（サドル３４）の相対位置を検出する。なお、エンコーダは、Ｙ軸の相対移動機構６２のＹ軸用のモータに設けられる。

他方、移動制御部８０がＺ軸の相対移動機構６４を制御している場合、相対位置検出部８２は、エンコーダで検出される回転位置情報に基づいて、テーブル２４に対して移動する支持部３２の相対位置を検出する。なお、エンコーダは、Ｚ軸の相対移動機構６４のＺ軸用のモータに設けられる。

距離算出部８４は、切削ユニット２６と旋削ユニット２８との距離を算出するものである。距離算出部８４は、相対位置検出部８２の検出結果と、記憶部７６に記憶された形状情報とに基づいて、移動制御部８０の制御に応じた軸方向の距離を算出する。

すなわち、移動制御部８０がＸ軸の相対移動機構６０を制御している場合、距離算出部８４は、切削ユニット２６の第１被検出物５６の中心と、旋削ユニット２８の第２被検出物５８の中心との間におけるＸ軸方向の距離ＤＴ（図３）を算出する。この場合、距離算出部８４は、移動制御部８０が直動テーブル３６を相対移動させるときの開始位置と、第１被検出物５６および第２被検出物５８の各々に対して検出子５４が接触したときの直動テーブル３６の相対位置と、形状情報とに基づいて、Ｘ軸方向の距離ＤＴを算出する。

なお、形状情報は、上記のように、円柱である第１被検出物５６の半径（または直径）と高さ、円柱である第２被検出物５８の半径（または直径）と高さ、および、球状である検出子５４の半径（または直径）を含む。また、第１被検出物５６および第２被検出物５８の中心は、Ｚ軸方向に沿った中心（円柱軸）である。

一方、移動制御部８０がＹ軸の相対移動機構６２を制御している場合、距離算出部８４は、切削ユニット２６の第１被検出物５６の中心と、旋削ユニット２８の第２被検出物５８の中心との間におけるＹ軸方向の距離を算出する。この場合、距離算出部８４は、移動制御部８０がサドル３４を相対移動させるときの開始位置と、第１被検出物５６および第２被検出物５８の各々に対して検出子５４が接触したときのサドル３４の相対位置と、形状情報とに基づいて、Ｙ軸方向の距離を算出する。

他方、移動制御部８０がＺ軸の相対移動機構６４を制御している場合、距離算出部８４は、切削ユニット２６の第１被検出物５６の端面と、旋削ユニット２８の第２被検出物５８の端面との間におけるＺ軸方向の距離を算出する。この場合、距離算出部８４は、移動制御部８０が支持部３２を相対移動させるときの開始位置と、第１被検出物５６および第２被検出物５８の各々に対して検出子５４が接触したときの支持部３２の相対位置と、形状情報とに基づいて、Ｚ軸方向の距離を算出する。なお、第１被検出物５６および第２被検出物５８の端面は、テーブル２４側の端部の端面である。

次に、距離算出プログラムを実行する制御装置１４の距離算出処理を説明する。なお、Ｘ軸方向の距離ＤＴを算出する距離算出処理と、Ｙ軸方向の距離を算出する距離算出処理と、Ｚ軸方向の距離を算出する距離算出処理との処理内容は同等であるため、距離算出処理の説明は、Ｘ軸方向の距離ＤＴを算出する距離算出処理のみとする。図５は、距離算出処理の手順を示すフローチャートである。

ステップＳ１において、プロセッサ７０は、相対位置取得処理ルーチンを実行し、切削ユニット２６の第１被検出物５６または旋削ユニット２８の第２被検出物５８に対してセンサ５０の検出子５４が接触するように、直動テーブル３６を相対移動させる。プロセッサ７０は、第１被検出物５６に対して検出子５４が接触するように直動テーブル３６を相対移動させた場合、第１被検出物５６に対して検出子５４が接触したときの直動テーブル３６の相対位置を取得する。一方、プロセッサ７０は、第２被検出物５８に対して検出子５４が接触するように直動テーブル３６を相対移動させた場合、第２被検出物５８に対して検出子５４が接触したときの直動テーブル３６の相対位置を取得する。第１被検出物５６または第２被検出物５８に対する検出子５４の接触時の直動テーブル３６の相対位置が取得されると、距離算出処理はステップＳ２に移行する。

ステップＳ２において、プロセッサ７０は、第１被検出物５６に対する検出子５４の接触時の直動テーブル３６の相対位置と、第２被検出物５８に対する検出子５４の接触時の直動テーブル３６の相対位置との双方を取得したか否かを判定する。ここで、双方の相対位置が取得されていない場合、距離算出処理はステップＳ１に戻る。一方、双方の相対位置が取得されている場合、距離算出処理はステップＳ３に移行する。

ステップＳ３において、プロセッサ７０は、ステップＳ１で取得された相対位置と、直動テーブル３６を相対移動させるときの開始位置と、記憶部７６に記憶された形状情報とに基づいて、Ｘ軸方向の距離ＤＴ（図３）を算出する。Ｘ軸方向の距離ＤＴが算出されると、距離算出処理は終了する。

次に、相対位置取得処理ルーチンを説明する。なお、相対位置取得処理ルーチンの説明は、Ｘ軸方向の距離ＤＴを算出する距離算出処理を実行する場合の相対位置取得処理ルーチンのみとする。図６は、相対位置取得処理ルーチンの手順を示すフローチャートである。

ステップＳ１１において、プロセッサ７０は、切削ユニット２６または旋削ユニット２８と、テーブル２４とが初期位置に配置されるように、各々の相対移動機構６０、６２、６４を適宜制御する。切削ユニット２６が初期位置に配置された状態では、切削ユニット２６に取り付けられた第１被検出物５６は、所定の固定位置に位置する。また、旋削ユニット２８が初期位置に配置された状態では、旋削ユニット２８に取り付けられた第２被検出物５８は、所定の固定位置に位置する。また、テーブル２４が初期位置に配置された状態では、センサ５０の検出子５４が所定の開始位置に位置する。切削ユニット２６または旋削ユニット２８と、テーブル２４とが初期位置に配置されると、相対位置取得処理ルーチンはステップＳ１２に移行する。

ステップＳ１２において、プロセッサ７０は、切削ユニット２６または旋削ユニット２８に向かって直動テーブル３６が移動するように、Ｘ軸の相対移動機構６０を制御する。これにより、固定位置に位置する第１被検出物５６または第２被検出物５８に向かって検出子５４が近づいていく。Ｘ軸の相対移動機構６０の制御が開始されると、相対位置取得処理ルーチンはステップＳ１３に移行する。

ステップＳ１３において、プロセッサ７０は、検出子５４から出力される信号に基づいて、第１被検出物５６または第２被検出物５８が検出子５４と接触したか否かを判定する。

ここで、第１被検出物５６または第２被検出物５８が検出子５４と接触した場合には、相対位置取得処理ルーチンはステップＳ１４に移行する。なお、第１被検出物５６は、支持部３２が支持する切削ユニット２６に取り付けられ、当該支持部３２に対して相対移動する直動テーブル３６にセンサ５０が取り付けられている。このため、センサ５０が第１被検出物５６を検出したとき（第１被検出物５６と接触したとき）は、切削ユニット２６と直動テーブル３６とが第１の相対位置関係に達したときを意味する。一方、第２被検出物５８は、支持部３２が支持する旋削ユニット２８に取り付けられ、当該支持部３２に対して相対移動する直動テーブル３６にセンサ５０が取り付けられている。このため、センサ５０が第２被検出物５８を検出したとき（第２被検出物５８と接触したとき）は、旋削ユニット２８と直動テーブル３６とが第２の相対位置関係に達したときを意味する。

ステップＳ１４において、プロセッサ７０は、第１被検出物５６に対して検出子５４が接触したときの直動テーブル３６の相対位置、または、第２被検出物５８に対して検出子５４が接触したときの直動テーブル３６の相対位置を記憶部７６に記憶する。相対位置が記憶部７６に記憶されると、相対位置取得処理ルーチンは上記のステップＳ２（図５）に移行する。

一方、第１被検出物５６または第２被検出物５８が検出子５４と接触していない場合には、相対位置取得処理ルーチンはステップＳ１５に移行する。ステップＳ１５において、プロセッサ７０は、Ｘ軸の相対移動機構６０の制御を開始してから所定時間を経過したか否かを判定する。ここで、所定時間が経過していない場合、相対位置取得処理ルーチンはステップＳ１３に戻る。一方、所定時間が経過している場合、固定位置に位置する第１被検出物５６または第２被検出物５８に対して検出子５４が接触しない可能性が高い。この場合、相対位置取得処理ルーチンはステップＳ１６に移行する。

ステップＳ１６において、プロセッサ７０は、例えば表示部７２に距離を算出できない可能性が高い旨を表示することで、異常を報知する。異常が報知されると、相対位置取得処理ルーチンは終了する。なお、相対位置取得処理ルーチンが終了した場合には、距離算出処理も終了する。

以上のように、本実施形態の工作機械１０では、加工対象物を支持する回転テーブル３８の設置面にセンサ５０が取り付けられる。一方、切削ユニット２６において切削工具が取り付けられる主軸２６Ｘの着脱機構（ホルダ）に第１被検出物５６が取り付けられ、旋削ユニット２８において旋削工具が取り付けられる着脱機構（ホルダ）に第２被検出物５８が取り付けられる。工作機械１０は、センサ５０、第１被検出物５６および第２被検出物５８を用いて、切削ユニット２６と旋削ユニット２８との間におけるＸ軸方向の距離ＤＴ（図３）と、Ｙ軸方向の距離と、Ｚ軸方向の距離とを算出する。これにより、切削ユニット２６の主軸２６Ｘと旋削ユニット２８のホルダとの距離を容易に取得することができる。

なお、本実施形態の場合、切削ユニット２６に取り付けられる第１被検出物５６と旋削ユニット２８に取り付けられる第２被検出物５８との双方を１つのセンサ５０で検出することができる。また、切削工具を第１被検出物５６とし、旋削工具を第２被検出物５８とした場合には、工具を交換しなくても、切削ユニット２６と旋削ユニット２８との間の距離を算出することができる。

上記の実施形態は、下記のように変形してもよい。

（変形例１）
図７は、変形例１の工作機械１０を示す側面図である。図７では、実施形態において説明した構成と同等の構成に対して同一の符号が付されている。なお、本変形例では、実施形態と重複する説明は省略する。

本変形例の工作機械１０は、実施形態のセンサ５０に代えて、第１センサ５０Ａと、第２センサ５０Ｂとを有する。第１センサ５０Ａおよび第２センサ５０Ｂの各々は、実施形態と同じ支持棒５２および検出子５４を有する。

第１センサ５０Ａは、実施形態の第１被検出物５６に代えて取り付けられる。つまり、第１センサ５０Ａは、切削ユニット２６において切削工具が取り付けられる主軸２６Ｘの着脱機構（ホルダ）に取り付けられる。一方、第２センサ５０Ｂは、実施形態の第２被検出物５８に代えて取り付けられる。つまり、第２センサ５０Ｂは、旋削ユニット２８において旋削工具が取り付けられる着脱機構（ホルダ）に取り付けられる。

他方、実施形態のセンサ５０に代えて、被検出物９０が取り付けられる。つまり、被検出物９０は、加工対象物を支持する回転テーブル３８の設置面に取り付けられる。被検出物９０は、第１センサ５０Ａおよび第２センサ５０Ｂの検出対象になるものであり、実施形態と同様に、切削ユニット２６と旋削ユニット２８との距離を取得するために用いられる。被検出物９０の形状は、円柱であってもよく、四角柱等の角柱であってもよい。また、被検出物９０は、回転テーブル３８であってもよい。

本変形例であっても、実施形態と同様にして距離算出処理を実行することで、切削ユニット２６と旋削ユニット２８との間におけるＸ軸方向の距離ＤＴ（図３）と、Ｙ軸方向の距離と、Ｚ軸方向の距離とを算出することができる。したがって、実施形態と同様に、切削ユニット２６の主軸２６Ｘと旋削ユニット２８のホルダとの距離を容易に取得することができる。

なお、本変形例の場合、テーブル２４側にセンサを設けなくてよく、また、テーブル２４の所定部位（例えば回転テーブル３８）を被検出物９０とすることが可能であるため、テーブル２４の作業空間の制約を受け難くなる。

（変形例２）
実施形態のセンサ５０、または、変形例１の被検出物９０は、テーブル２４において回転テーブル３８の設置面以外の部位に取り付けられてもよい。このようにする場合、回転テーブル３８の設置面上の基準位置に対する、センサ５０または被検出物９０の取付位置のＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の距離を示す情報を、形状情報とともに予め記憶部７６に記憶する必要がある。なお、基準位置は、回転テーブル３８の設置面上において加工対象物を支持する領域のなかで基準として定められる位置である。上記の実施形態では、上記の基準位置にセンサ５０が取り付けられる。

また、実施形態の第１被検出物５６、または、変形例１の第１センサ５０Ａは、切削ユニット２６において主軸２６Ｘの着脱機構（ホルダ）以外の部位に取り付けられてもよい。なお、このようにする場合、着脱機構（ホルダ）に対する、第１被検出物５６または第１センサ５０Ａの取付位置のＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の距離を示す情報を、形状情報とともに予め記憶部７６に記憶する必要がある。

また、実施形態の第２被検出物５８、または、変形例１の第２センサ５０Ｂは、旋削ユニット２８において着脱機構（ホルダ）以外の部位に取り付けられてもよい。なお、このようにする場合、着脱機構（ホルダ）に対する、第２被検出物５８または第２センサ５０Ｂの取付位置のＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の距離を示す情報を、形状情報とともに予め記憶部７６に記憶する必要がある。

（変形例３）
実施形態のセンサ５０、または、変形例１の第１センサ５０Ａおよび第２センサ５０Ｂは、接触式センサであったが、レーザ変位式センサであってもよい。レーザ変位式センサは、予め決められた１以上の照射角度でレーザを発光部から受光部に向かって照射し、当該レーザを物体が遮ることで生じる影に基づいて、物体が達したことを検出するものである。このようなレーザ変位式センサであっても、実施形態と同様にして距離算出処理を実行することで、切削ユニット２６と旋削ユニット２８との間におけるＸ軸方向の距離ＤＴ（図３）と、Ｙ軸方向の距離と、Ｚ軸方向の距離とを算出することができる。したがって、実施形態と同様に、切削ユニット２６の主軸２６Ｘと旋削ユニット２８のホルダとの距離を容易に取得することができる。

（変形例４）
切削ユニット２６における主軸２６Ｘの端部に設けられる着脱機構（ホルダ）には、切削工具に代えて旋削工具が装着可能である。旋削工具が装着される場合、主軸２６Ｘが非回転の状態で加工が実行される。また、着脱機構（ホルダ）には、切削工具に代えて旋削工具以外の工具が装着可能である。つまり、切削ユニット２６は、第１工具が取り付けられる主軸２６Ｘを有する第１ユニットと換言し得る。

一方、旋削ユニット２８の着脱機構（ホルダ）には、旋削工具に代えて切削工具、あるいは、複数の刃先を有する櫛歯状の工具、あるいは、切削工具および櫛歯状の工具以外の工具が装着可能である。つまり、旋削ユニット２８は、第１ユニットに装着される第１工具または第１工具とは異なる第２工具が取り付けられる第２ユニットと換言し得る。

上記の実施形態から把握しうる発明について、以下に記載する。

本発明は、工作機械（１０）である。工作機械（１０）は、第１工具が取り付けられる主軸（２６Ｘ）を有する第１ユニット（２６）と、第１工具または第１工具とは異なる第２工具が取り付けられる第２ユニット（２８）と、第１ユニット（２６）および第２ユニット（２８）を支持する支持部（３２）と、加工対象物を支持するテーブル（２４）と、支持部（３２）に対してテーブル（２４）を相対移動させる相対移動機構（６０、６２、６４）と、相対移動機構（６０、６２、６４）を制御する移動制御部（８０）と、テーブル（２４）の支持部（３２）に対する相対位置を検出する相対位置検出部（８２）と、第１ユニット（２６）とテーブル（２４）とが第１の相対位置関係に達したときの相対位置と、第２ユニット（２８）とテーブル（２４）とが第２の相対位置関係に達したときの相対位置とに基づいて、第１ユニット（２６）と第２ユニット（２８）との距離を算出する距離算出部（８４）と、を備える。これにより、第１ユニット（２６）の主軸（２６Ｘ）と第２ユニット（２８）のホルダとの距離を容易に取得することができる。

距離算出部（８４）は、第１ユニット（２６）に取り付けられた第１被検出物（５６）を、テーブル（２４）に取り付けられたセンサ（５０）が検出したときの相対位置と、第２ユニット（２８）に取り付けられる第２被検出物（５８）をセンサ（５０）が検出したときの相対位置とに基づいて、距離を算出してもよい。これにより、第１被検出物（５６）と第２被検出物（５８）との双方を１つのセンサ（５０）で検出することができる。また、切削工具を第１被検出物（５６）とし、旋削工具を第２被検出物（５８）とした場合には、工具を交換しなくても、第１ユニット（２６）と第２ユニット（２８）との距離を算出することができる。

距離算出部（８４）は、テーブル（２４）に取り付けられた被検出物（９０）を、第１ユニット（２６）に取り付けられた第１センサ（５０Ａ）が検出したときの相対位置と、被検出物（９０）を、第２ユニット（２８）に取り付けられた第２センサ（５０Ｂ）が検出したときの相対位置とに基づいて、距離を算出してもよい。これにより、テーブル（２４）側にセンサを設けなくてよく、また、テーブル（２４）の所定部位を被検出物（９０）とすることが可能であるため、テーブル（２４）の作業空間の制約を受け難くなる。

支持部（３２）は、テーブル（２４）側からテーブル（２４）の面に交わる方向に延びるコラム（２２）に設けられ、第２ユニット（２８）は、コラム（２２）と第１ユニット（２６）との間に配置され、距離算出部（８４）は、面に沿った方向の距離と、面に交わる方向の距離とを算出してもよい。これにより、第１ユニット（２６）と第２ユニット（２８）との距離を高精度で算出することができる。

Claims

第１工具が取り付けられる主軸を有する第１ユニットと、
前記第１工具または前記第１工具とは異なる第２工具が取り付けられる第２ユニットと、
前記第１ユニットおよび前記第２ユニットを支持する支持部と、
加工対象物を支持するテーブルと、
前記支持部に対して前記テーブルを相対移動させる相対移動機構と、
前記相対移動機構を制御する移動制御部と、
前記テーブルの位置を検出する位置検出部と、
前記第１ユニットに取り付けられる第１被検出物との接触を、前記テーブルに取り付けられるセンサが検出したときの前記テーブルの位置と、前記第２ユニットに取り付けられる第２被検出物との接触を、前記テーブルに取り付けられる前記センサが検出したときの前記テーブルの位置とに基づいて、前記第１ユニットと前記第２ユニットとの距離を算出する距離算出部と、
を備える、工作機械。
第１工具が取り付けられる主軸を有する第１ユニットと、
前記第１工具または前記第１工具とは異なる第２工具が取り付けられる第２ユニットと、
前記第１ユニットおよび前記第２ユニットを支持する支持部と、
加工対象物を支持するテーブルと、
前記支持部に対して前記テーブルを相対移動させる相対移動機構と、
前記相対移動機構を制御する移動制御部と、
前記テーブルの位置を検出する位置検出部と、
前記テーブルに取り付けられる被検出物との接触を、前記第１ユニットに取り付けられる第１センサが検出したときの前記テーブルの位置と、前記テーブルに取り付けられる前記被検出物との接触を、前記第２ユニットに取り付けられる第２センサが検出したときの前記テーブルの位置とに基づいて、前記第１ユニットと前記第２ユニットとの距離を算出する距離算出部と、
を備える、工作機械。
第１工具が取り付けられる主軸を有する第１ユニットと、
前記第１工具または前記第１工具とは異なる第２工具が取り付けられる第２ユニットと、
前記第１ユニットおよび前記第２ユニットを支持する支持部と、
加工対象物を支持するテーブルと、
前記テーブルに対して前記支持部を相対移動させる相対移動機構と、
前記相対移動機構を制御する移動制御部と、
前記支持部の位置を検出する位置検出部と、
前記第１ユニットに取り付けられる第１被検出物との接触を、前記テーブルに取り付けられるセンサが検出したときの前記支持部の位置と、前記第２ユニットに取り付けられる第２被検出物との接触を、前記テーブルに取り付けられる前記センサが検出したときの前記支持部の位置とに基づいて、前記第１ユニットと前記第２ユニットとの距離を算出する距離算出部と、
を備える、工作機械。
第１工具が取り付けられる主軸を有する第１ユニットと、
前記第１工具または前記第１工具とは異なる第２工具が取り付けられる第２ユニットと、
前記第１ユニットおよび前記第２ユニットを支持する支持部と、
加工対象物を支持するテーブルと、
前記テーブルに対して前記支持部を相対移動させる相対移動機構と、
前記相対移動機構を制御する移動制御部と、
前記支持部の位置を検出する位置検出部と、
前記テーブルに取り付けられる被検出物との接触を、前記第１ユニットに取り付けられる第１センサが検出したときの前記支持部の位置と、前記テーブルに取り付けられる前記被検出物との接触を、前記第２ユニットに取り付けられる第２センサが検出したときの前記支持部の位置とに基づいて、前記第１ユニットと前記第２ユニットとの距離を算出する距離算出部と、
を備える、工作機械。
請求項１～４のいずれか１項に記載の工作機械であって、
前記支持部は、前記テーブル側から前記テーブルの面に交わる方向に延びるコラムに設けられ、
前記第２ユニットは、前記コラムと前記第１ユニットとの間に配置され、
前記距離算出部は、前記面に沿った方向の前記距離と、前記面に交わる方向の前記距離とを算出する、工作機械。