CN104070399B - 机床 - Google Patents

Abstract

本发明的机床具有库、控制单元、工件更换部。控制单元的CPU进行控制，使主轴头(2)在该主轴头能加工工件的加工区域内的位置与库(31)能搬运把持部的ATC原点位置之间移动。工件更换部对主轴头加工的工件进行更换。工件更换部在CPU使主轴头上升到ATC原点位置之后，对工件进行更换。机床通过使主轴头移动到ATC原点位置，能扩大更换工件时能供工件通过的空间，因而能抑制工件的机械性干涉。

Description

机床

技术领域

本发明涉及一种机床，其具有库并能进行工具更换，上述库中排列有多个对工具进行把持的把持部，该库能搬运把持部。

背景技术

机床能进行各种加工。机床具有排列有多个对工具进行把持的把持部并能搬运该把持部的库，能使从库中取出的工具与安装于主轴的工具进行更换，从而进行所需的加工。机床将工件固定于工作台上来进行加工。日本专利公开特许公报1994年第0055399号公开了一种现有的机床，其具有对工具及工件把持手进行收容及搬运的库、工件搬运台、对更换工件的动作进行控制的控制部。库中排列有多个把持部，多个把持部对工具及工件把持手进行把持。工件把持手使工作台上的已加工完成的工件移动到工件搬运台，并使未加工的工件从工件搬运台移动到工作台。控制部在更换工件时使机床的主轴移动来将工具收容于库，并在搬运好库之后，将工件把持手安装于主轴。安装有工件把持手的主轴对已加工完成的工件进行把持使其移动到工件搬运台，并使未加工的工件从工件搬运台移动到工作台。控制部使主轴移动来将工件把持手收容于库，并在搬运好库之后，将工具安装于主轴。安装有工具的主轴对未加工的工件进行加工。

在现有的机床中，为了进行工件更换，需要进行主轴上的工具与工件把持手的更换工序，存在更换工件耗费时间这样的问题。例如可考虑设置具有机械臂的工件更换部，从而不需要进行主轴上的工具与工件把持手的更换工序。然而，若在主轴上安装有工具的状态下更换工件，则处于更换过程中的工件可能会与安装于主轴的工具及主轴发生机械性干涉。若是在主轴的前方具有转塔式的库，将工具推出到上升后的主轴下方的更换位置的机床，则还存在库所把持的工具与处于工件更换过程中的工件发生机械性干涉的可能。

发明内容

本发明的目的在于，在机床中抑制更换工件时工件的机械性干涉。

技术方案1的机床包括：库，在该库中排列有多个对工具进行把持的把持部，该库为更换工具而对上述把持部进行搬运；加工部，该加工部通过安装工具来对工件进行加工；以及控制部，该控制部进行使上述加工部在加工区域内的位置与搬运位置间移动的控制，上述加工区域是上述加工部加工工件的区域，上述搬运位置是上述库能搬运上述把持部的位置，该控制部还进行使上述库驱动来搬运上述把持部的控制，该机床使上述加工部在上述加工区域内的位置与搬运位置间移动来将安装于上述加工部的工具更换为其它工具，上述控制部在对上述加工部加工的工件进行更换时，使上述加工部移动到上述搬运位置，然后，将规定的把持部搬运到更换工具的更换位置，并使上述加工部在上述搬运位置停止。

因此，机床通过使加工部移动到搬运位置并将规定的把持部搬运到更换位置，能扩大更换工件时能供工件通过的空间，从而能抑制工件的机械性干涉。

技术方案2的机床包括存储部，该存储部与多个上述把持部中的每一个对应地存储有表示是否把持有工具的工具信息，上述库具有对上述把持部进行搬运的驱动部，上述控制部在使上述加工部移动到上述搬运位置之后，根据存储于上述存储部的工具信息，指令上述驱动部将没有把持工具的把持部搬运到上述更换位置。因此，机床在将没有把持工具的把持部搬运到更换位置的状态下进行工件的更换，能抑制工件与把持于把持部的工具发生机械性干涉。

在技术方案3的机床中，上述控制部进行控制，以在更换工件之后，根据存储于上述存储部的工具信息，指令上述驱动部将把持有工具的把持部搬运到上述更换位置，并使上述加工部从上述搬运位置移动到上述加工区域内的位置。因此，机床在更换工件后能根据工具信息将工具从把持部安装到加工部来进行加工。

在技术方案4、5的机床中，上述控制部进行控制，以在根据存储于上述存储部的工具信息判断为没有把持工具的把持部没有连续排列规定数量以上时，发出警报。因此，机床例如能对应于工件的外形尺寸，抑制工件与把持于把持部的工具的机械性干涉。

在技术方案6的机床中，加工部能在上下方向上移动，上述搬运位置位于上方，上述加工区域位于该搬运位置的下方。因此，机床能通过加工部的上下移动来更换工具，当加工部位于上方的搬运位置时对工件进行更换。

技术方案7～8的机床包括将多个把持部排列成圆环状的转塔式的库，能抑制更换工件时的机械性干涉。

附图说明

图1是机床的立体图。

图2是主轴头及工具库的主视图。

图3是主轴头的立体图。

图4是把持臂的立体图。

图5是包含工件更换部在内的机床的右视图。

图6是表示机床的电气结构的框图。

图7是说明工具更换的示意图。

图8是简略表示主轴头位于加工区域时的凸轮机构、把持部的右视图。

图9是简略表示主轴头位于Z轴原点位置时的凸轮机构、把持部的右视图。

图10是简略表示主轴头位于Z轴原点位置上方时的凸轮机构、把持部的右视图。

图11是简略表示主轴头位于ATC原点位置时的凸轮机构、把持部的右视图。

图12是对工具信息进行例示的图表。

图13是对加工程序进行例示的示意图。

图14是表示主轴头基于切削进给指令进行的动作的示意图。

图15是表示主轴头及库基于加工程序进行的动作的示意图。

图16是表示主轴马达、Z轴马达及库马达基于加工程序进行的驱动的时序图。

图17是表示CPU进行工具更换及工件更换时的控制处理的步骤的流程图。

图18是表示CPU确认是否可进行工件更换动作的控制处理的步骤的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式的机床进行说明。在以下的说明中，使用图中箭头所表示的上下左右前后。机床1的左右方向、前后方向、上下方向分别为X轴方向、Y轴方向、Z轴方向。操作者在前方对机床1进行操作，进行工件的装拆。参照图1～图6，对机床1的结构进行说明。

机床1包括基座11、立柱12、主轴头2(加工部)、工具更换装置3、工作台15、控制单元6、工件更换部9(参照图5)等。基座11配置于地面上。立柱12立设于基座11的上部后方。主轴头2可沿立柱12的前表面在Z轴方向(上下方向)上升降。主轴头2的主轴2b(参照图2)安装工具保持件5。工具保持件5对工具5b进行保持。主轴2b在主轴马达84的驱动下高速旋转。工件更换部9进行工件的更换。工具更换装置3由支撑台14支撑。支撑台14固定于一对框架13的前端部，这一对框架13固定在立柱12的上部左右。工具更换装置3的库31对多个工具保持件5进行把持。工具更换装置3将安装于主轴2b的工具保持件5更换成其它工具保持件5。工作台15设置在基座11上，将工件固定成可装拆。工作台15能利用X轴进给机构16沿X轴方向(左右方向)移动，且能利用Y轴进给机构17沿Y轴方向(前后方向)移动。X轴进给机构16被X轴马达81(参照图6)驱动，Y轴进给机构17被Y轴马达82(参照图6)驱动。主轴头2在主轴马达84的驱动下，使安装于主轴2b的工具5b高速旋转，从而对固定于工作台15的工件进行加工。控制单元6设于立柱12的后方，对各马达等进行控制。

参照图2对工具更换装置3进行说明。工具更换装置3包括对固定有工具5b的多个工具保持件5进行支撑的库31、设于主轴头2前部的凸轮机构20。库31包括库主体32、多个把持部4。库主体32呈圆盘状。支撑台14(参照图1)对前方朝下方倾斜的支撑轴33进行固定。支撑轴33通过轴承等将库主体32轴支撑成能自由旋转。库马达85(参照图1)驱动库主体32旋转。多个把持部4在库主体32的外周部以规定的中心角(本实施方式中为大约17度)沿周向等间隔地设置，整体排列成圆环状。在本实施方式中，具有21个把持部4。各把持部4对安装有工具5b的工具保持件5进行把持。多个把持部4中连续的一部分把持部4没有把持工具保持件5。如后所述，通过将没有把持工具保持件5的把持部4推出至更换位置，能抑制工件更换时的机械性干涉。

参照图3对凸轮机构20进行说明。凸轮机构20设于主轴头2的前端侧部分即主轴支撑部2a的前侧面。凸轮机构20包括接近凸轮21、远离凸轮22。接近凸轮21、远离凸轮22从主轴支撑部2a的前表面突出且呈上下方向较长的板状。接近凸轮21从上端朝向下方具有突出宽度(前后宽度)恒定的平坦部21a，并在下端的稍上方使突出宽度(前后宽度)锥状增大而形成顶点21b。顶点21b下方的突出宽度(前后宽度)逐渐减小。远离凸轮22具有突出宽度(前后宽度)从下端朝向上方锥状增大的锥面部22a，并在锥面部22a的上方具有突出宽度(前后宽度)恒定的平坦部22b。主轴支撑部2a将主轴2b支撑成能在其内部自由旋转。主轴2b具有上下方向的转轴，并与安装于主轴支撑部2a上端部的主轴马达84连动而旋转。主轴2b在其下端部具有安装工具保持件5的圆锥状的工具保持孔。主轴2b在其内部具有拉杆(未图示)，利用该拉杆将安装于工具保持孔的工具保持件5固定于主轴2b。主轴头2被在立柱12的前表面沿上下方向延伸的一对导轨(未图示)支撑，并能利用与导轨平行延伸设置的滚珠丝杠机构(未图示)进行升降。滚珠丝杠机构被Z轴马达83(参照图6)驱动。

参照图4，对把持部4进行说明。把持部4包括臂40、把持销43、接近凸轮从动件45、远离凸轮从动件46、抵接部47等。臂40形成沿上下方向延伸且弯曲的形状。臂40在其上端部具有支撑轴41，臂40可绕支撑轴41摆动。支撑轴41由支撑台42支撑。支撑台42固定于库主体32。支撑轴41与库主体32的圆周切线方向平行。因此，当库主体32旋转而使臂40位于上下方向的最下部时，支撑轴41呈左右方向，臂40的下端部在前后方向上摆动。臂40的下端部分成两支，该两支的前端部分别具有把持销43，两个把持销43彼此相对。两个把持销43能在压缩螺旋弹簧的施力的作用下彼此朝对方方向突出，且能通过受力来克服压缩螺旋弹簧的施力而后退。臂40在其上端部具有杆44。杆44朝主轴头2侧突出。杆44在其前端部将接近凸轮从动件45支撑成能绕与支撑轴41平行的轴心自由旋转。臂40在其中间部将远离凸轮从动件46支撑成能绕与支撑轴41平行的轴心自由旋转。接近凸轮从动件45及远离凸轮从动件46例如是滚子。接近凸轮从动件45与凸轮机构20的接近凸轮21抵接。远离凸轮从动件46与凸轮机构20的远离凸轮22抵接。抵接部47由在压缩螺旋弹簧的弹性施力的作用下从臂40的上端部朝上方突出的钢球构成。通过使接近凸轮从动件45及远离凸轮从动件46与和主轴头2一起升降的凸轮机构20抵接，臂40能绕支撑轴41在前后方向上摆动。通过臂40的摆动，臂40的下端部与主轴2b接近或远离主轴2b。如上所述，臂40的下端部分成两支。设于两支的前端部的两个把持销43与在工具保持件5的整周上设置的槽5a(参照图2)嵌合。臂40通过摆动使其下端部接近主轴2b，使得两个把持销43与槽5a嵌合来对工具保持件5进行把持。臂40通过摆动使其下端部远离主轴2b，使得两个把持销43脱离槽5a，来远离工具保持件5。关于更换工具时主轴头2及把持部4的动作将在后面进行说明。

参照图5，对工件更换部9进行说明。工件更换部9包括基座91、机械臂92、工件搬运台93等。基座91配置于地面上。机械臂92包括固定部92a、方位角旋转部92b、第一臂92c、第二臂92d等。固定部92a固定于基座91。方位角旋转部92b呈柱状，其被固定部92a支撑成可绕方位轴旋转。方位角旋转部92b在其上端部将第一臂92c的一端部支撑成可绕水平轴旋转。第一臂92c在其另一端部将第二臂92d的一端部支撑成可绕水平轴旋转。第二臂92d具有把持工件W的多个爪92e。爪92e例如通过电力驱动使其彼此的间隔变大或变小，来把持工件W。机械臂92包括方位角旋转部92b、第一臂92c及第二臂92d，从而具有绕方位轴旋转的一个关节和绕水平轴旋转的两个关节。机械臂92内置有驱动各关节及爪92e的多个马达(未图示)、驱动控制各马达的微型计算机(未图示)。机械臂92的微型计算机使机械臂92进行一定的动作，从而对已加工完成的工件W进行把持，将其从工作台15搬运到工件搬运台93，并对工件搬运台93上的未加工的工件W进行把持，将其搬运到工作台15。工件搬运台93在左右方向上搬运工件W。

参照图6，对机床1的电气结构进行说明。控制单元6包括CPU61(控制部)、ROM62、RAM63、EEPROM64(存储部)、输入接口65、输出接口66、操作部67，这些结构通过总线N连接。CPU61将存储于ROM62的控制程序读取到RAM63并执行，从而进行工件的加工处理及工具更换处理等。ROM62是掩膜ROM或EEPROM等非易失性的存储元件，其对CPU61所执行的控制程序及处理所需的各种数据等进行预先存储。RAM63是SRAM或DRAM等存储元件，其对从ROM62读取出的控制程序及在处理过程中产生的各种数据等进行临时存储。EEPROM64是能进行数据改写的非易失性的存储元件，其存储有处理所需的各种数据。EEPROM64存储有加工程序、与库31的各把持部4所把持的工具相关的工具信息，其中，上述加工程序中记载有对工件进行加工的加工步骤及加工条件等。也可以使用闪速存储器等非易失性存储元件来代替EEPROM64。机床1包括X轴传感器71、Y轴传感器72、Z轴传感器73及主轴传感器74等。各传感器71～74与控制单元6的输入接口65连接。X轴传感器71及Y轴传感器72分别对工作台15的X轴方向及Y轴方向的位置进行检测。Z轴传感器73对主轴2b的Z轴方向的位置进行检测。主轴传感器74对主轴2b的转速进行检测。输入接口65将X轴传感器71、Y轴传感器72、Z轴传感器73及主轴传感器74输出的信息传输到CPU61。外部输入装置75例如是个人计算机，其是能生成及保存加工程序的装置。外部输入装置75将所生成的加工程序输出到控制单元6。控制单元6通过输入接口65获取来自外部输入装置75的加工程序，并将其存储于EEPROM64。

机床1包括X轴马达81、Y轴马达82、Z轴马达83、主轴马达84及库马达85(驱动部)。各马达81～85与控制单元6的输出接口66连接。X轴马达81及Y轴马达82驱动工作台15在X轴方向及Y轴方向上移动。Z轴马达83驱动主轴头2在Z轴方向上升降。主轴马达84驱动主轴2b旋转。在主轴马达84的驱动下，主轴2b旋转，主轴2b利用所安装的工具对工件进行加工。库马达85驱动库主体32旋转。机械臂92与输出接口66连接。CPU61经由输出接口66朝机械臂92指令进行工件更换。机械臂92内置的微型计算机基于CPU61经由输出接口66输出的更换工件的指令，对工件进行更换。机械臂92经由输入接口65等通知CPU61工件更换已完成。操作部67包括显示面板、数据输入键、控制键等(未图示)，可以接受加工程序的手动输入及机床1的手动操作。显示面板显示与操作有关的画面。操作者通过对数据输入键进行操作，能一边确认显示于显示面板的信息一边生成程序。控制键例如接受主轴头2的上升、下降、库驱动等单次动作，使得操作者可对机床1进行手动操作。

参照图7～图11，对更换工具时的主轴头2及把持部4的动作进行说明。主轴头2在ATC(自动工具更换：Automatic Tool Change)原点位置(搬运位置)及加工区域内的任意位置之间沿Z轴方向移动。以主轴2b的下端面为基准对主轴头2的位置进行说明。当主轴头2位于ATC原点位置时，库主体32能够旋转。Z轴原点位置(待机位置)是在更换工具后使主轴头2待机的位置。通过使主轴头2在ATC原点位置与Z轴原点位置之间升降，主轴2b对所安装的工具保持件5进行更换。

图8表示主轴头2位于加工区域的状态。把持部4的远离凸轮从动件46与远离凸轮22的平坦部22b抵接，臂40形成以支撑轴41为中心朝前侧摆动的状态。库主体32同轴地具有圆环状的定位部34。定位部34具有沿轴向形成圆弧形状的外周侧面。该外周侧面的圆弧形状以支撑轴41为中心。定位部34在其轴向一端侧的外周侧面的整周上具有槽34a，且在其轴向另一端侧的外周侧面的整周上具有槽34b。如图8所示，抵接部47与槽34a嵌合，来阻止臂40在前后方向上动作。

图9表示主轴头2从加工区域朝P方向上升而位于Z轴原点位置的状态。把持部4的接近凸轮从动件45与接近凸轮21的从平坦部21a朝向顶点21b的倾斜部分抵接。臂40以支撑轴41为中心朝后方摆动，形成下端部接近主轴2b下端的状态。设于臂40下端部的两个把持销43处于不与工具保持件5的槽5a嵌合的状态，能利用主轴马达84使主轴2b旋转。

图10表示主轴头2从Z轴原点位置进一步朝P方向上升后的状态。把持部4的接近凸轮从动件45与接近凸轮21的顶点21b抵接。臂40形成以支撑轴41为中心、下端部朝最后方摆动的姿势。设于臂40下端部的两个把持销43与工具保持件5的槽5a嵌合，形成对工具保持件5进行把持的状态。抵接部47与槽34b嵌合，来阻止臂40在前后方向上动作。

图11表示主轴头2上升到ATC原点位置的状态。把持部4的接近凸轮从动件45及远离凸轮从动件46分别脱离接近凸轮21及远离凸轮22。臂40维持其下端部朝最后方摆动的姿势。抵接部47与槽34b嵌合，来阻止臂40在前后方向上动作。两个把持销43与工具保持件5的槽5a嵌合，来对工具保持件5进行把持。通过使主轴头2上升到ATC原点位置，工具保持件5在Z轴方向上远离主轴2b。在该状态下，库主体32能避免与主轴头2发生机械性干涉地进行旋转。根据来自控制单元6的指令，库马达85使库主体32旋转，从而将要安装于主轴2b的工具保持件5搬运到主轴2b的正下方。

主轴头2朝Q方向下降，按照与图8～图11的顺序相反的顺序，将工具安装于主轴2b。使位于如图11所示的ATC原点位置的主轴头2朝Q方向下降。当主轴头2如图10所示下降时，远离凸轮从动件46开始与远离凸轮22的锥面部22a的下端部抵接。工具保持件5与设于主轴2b下端部的工具保持孔嵌合。使主轴头2进一步朝Q方向下降到图9所示的Z轴原点位置。如图9所示，远离凸轮从动件46与远离凸轮22的锥面部22a的中间部抵接。臂40的下端部被朝下方推出，两个把持销43脱离工具保持件5的槽5a。工具保持件5通过拉杆固定于主轴2b。使主轴头2进一步朝Q方向下降，如图8所示，使其移动到加工区域内的任意位置。关于图8所示的状态如上所述。

参照图12，对工具信息进行说明。如上所述，EEPROM64中存储有工具信息。工具信息对应于库31内的把持部编号而具有工具编号、工具尺寸、与是否把持有工具有关的各种信息。把持部编号是顺序号。工具编号是每个工具5b所具有的编号。工具尺寸表示工具5b的尺寸。工具5b的尺寸例如是从工具保持件5的与主轴2b的下端面抵接的抵接面到工具5b的前端为止的尺寸。关于是否把持有工具，在把持部4把持着工具的情况下存储有的信息，在把持部4没有把持工具的情况下存储无的信息。与是否把持有工具有关的信息也可以在有的情况下设定为1，在无的情况下设定为0。在图12所示的工具信息的例子中，表示把持部编号从1号到3号的把持部把持有工具5b，把持部编号从4号到6号的把持部没有把持工具5b。

参照图13，对加工程序的一例进行说明。加工程序可以从外部输入装置75输入，也可以通过操作者经由操作部67手动输入。M6是更换工具的指令，具体而言是使主轴头2上升到ATC原点位置，使库主体32旋转之后，再使主轴头2下降到Z轴原点位置的指令。T12表示工具编号12。根据T12，库主体32将把持工具编号为12的工具的把持部4搬运到主轴2b正下方的更换位置。

G81是进行镗孔动作的一个加工指令，对工件进行镗孔加工。Z_是切削进给的Z坐标的目标点，对应于孔底位置。R_是切削进给后的Z坐标的目标位置，表示镗孔后的返回位置。主轴2b根据切削进给指令如图14所示实线箭头D那样移动到孔底位置，然后返回到镗孔后返回位置。

参照图15，对主轴头2及库31基于加工程序进行的动作进行说明。如上所述，根据G81Z_R_，主轴头2进行镗孔加工。在镗孔加工后，M600指令进行工件更换前的主轴头2等的退避动作。即，主轴头2基于M600指令，从镗孔后返回位置R上升到ATC原点位置。在主轴头2上升到ATC原点位置之后，库主体32旋转，从而将没有把持工具的把持部4搬运到更换位置。根据接下来的M30，加工程序结束。控制单元6的CPU61因加工程序已结束，而指令机械臂92进行工件更换。机械臂92基于来自CPU61的指令进行工件更换。机械臂92通知CPU61工件更换已完成。CPU61再次调用加工程序，执行M6T12。根据T12，库主体32将把持工具编号为12的工具的把持部4搬运到主轴2b正下方的更换位置。在库主体32旋转之后，主轴头2下降到Z轴原点位置，从而将工具编号为12的工具安装于主轴2b。

参照图16，对主轴马达84、Z轴马达83及库马达85基于加工程序进行的驱动进行说明。根据加工程序中的G81Z_R_，CPU61从时刻t1开始使主轴马达84的旋转速度增大，在时刻t2达到匀速状态。CPU61从时刻t2开始使Z轴马达83朝负向侧旋转，使主轴头2下降来进行镗孔加工，在时刻t3使Z轴马达83朝正向侧旋转，从而使主轴头2上升。在t4时间点，主轴头2朝镗孔后返回位置R移动，G81Z_R_结束。从t4时间点开始，主轴马达84使旋转速度降低为0(零)。CPU61转移到基于M600的主轴头等的退避动作，从t4时间点开始使主轴头2继续上升，在t5时间点使主轴头2移动到ATC原点位置。对Z轴马达83进行驱动控制，使得其在主轴头2移动到ATC原点位置时的旋转速度为0。在主轴头2到达ATC原点位置之后，CPU61使库马达85驱动，从而使库主体32旋转。库马达85利用从t6时间点到t7时间点的驱动，将没有把持工具的空的把持部4推出至更换位置。CPU61根据加工程序的M30，结束加工程序处理，并指令机械臂92进行工件更换。机械臂92在从时刻t8到时刻t9为止的期间对工件进行更换，并通知CPU61工件更换已完成。CPU61再次调用加工程序，执行基于M6T12的工具更换。CPU61在从时刻t9到时刻t10为止的期间使库马达85驱动，将把持工具编号为12的工具的把持部4搬运到主轴2b正下方的更换位置。在库主体32进行的工具推出完成之后，CPU61从时刻t11开始使Z轴马达83朝负向侧旋转，从而使主轴头2从ATC原点位置开始下降，并在时刻t12使主轴头2朝Z轴原点位置移动。主轴头2在从ATC原点位置下降到Z轴原点位置期间，将工具编号为12的工具安装于主轴2b。

下面对控制单元6的CPU61进行的工具更换及工件更换时的控制处理的步骤进行说明。图17的控制处理在执行工具更换指令或工件更换指令时进行动作。CPU61判断是否是工件更换指令(步骤S1)。根据所执行的指令是否是“M600”来判断是否是工件更换指令。当判断为是工件更换指令时(S1：是)，CPU61判断可动作标志是否接通(步骤S2)。可动作标志请见后述。CPU61在判断为不是工件更换指令时(S1：否)，使处理转移到后述的S3。在S2中判断为可动作标志断开(为0)时(S2：否)，CPU61使蜂鸣器(未图示)等鸣响来发出警报(步骤S6)，然后结束处理。当判断为可动作标志接通(为1)时(S2：是)，CPU61判断主轴头2是否位于Z轴行程内(步骤S3)。Z轴行程表示从工作台15上表面到Z轴原点位置的范围即加工区域。当判断为主轴头2位于Z轴行程内时(S3：是)，CPU61对Z轴马达83发出指令，使主轴头2移动到Z轴原点位置(步骤S4)。在S4之后，CPU61对Z轴马达83发出指令，使主轴头2移动到ATC原点位置(步骤S7)。主轴头2在S7中上升，从而将工具保持件5从主轴2b传递到把持部4。在S7之后，CPU61朝库马达85发出用于将指定的把持部4搬运到主轴2b正下方的更换位置的指令，从而使库主体32旋转(步骤S8)。在S8之后，CPU61再次判断是否是工件更换指令(步骤S9)。在判断为是工件更换指令时(S9：是)，CPU61并不使主轴头2从ATC原点位置开始移动而是使其停止(步骤S11)，然后结束处理。在判断为不是工件更换指令时(S9：否)，CPU61使主轴头2朝Z轴原点位置移动(步骤S10)，然后结束处理。CPU61通过执行S10来结束工具更换动作。当在S3中判断为主轴头2没有位于Z轴行程内时(S3：否)，CPU61判断主轴头2是否位于ATC原点位置(步骤S5)。当判断为主轴头2位于ATC原点位置时(S5：是)，CPU61转移到步骤S8，将指定的把持部4朝更换位置搬运。当判断为主轴头2没有位于ATC原点位置时(S5：否)，CPU61使蜂鸣器(未图示)等鸣响来发出警报(步骤S6)，然后结束处理。

当库主体32所具有的多个把持部4中没有把持工具的把持部4连续存在时，可执行基于M600的动作。此时，可动作标志接通。参照图18，对可动作标志的设定进行说明。CPU61使对没有把持工具5b的把持部4是否连续进行计数的计数器清零(步骤S21)。CPU61对表示是否可动作的可动作标志进行清零(步骤S22)。可动作标志例如取1或0的值。可动作标志为1时，表示可进行M600的动作，可动作标志为0时，表示不可进行M600的动作。CPU61从存储于EEPROM64的工具信息中读取对应于第一个即把持部编号为1的把持部4的工具信息(步骤S23)。CPU61基于读取的工具信息判断是否把持有工具(步骤S24)。当判断为把持有工具时(S24：是)，CPU61将计数器清零(步骤S25)。当判断为没有把持工具时(S24：否)，CPU61使计数器加1(步骤S26)。在S25及S26之后，CPU61判断计数器是否达到规定值以上(步骤S27)。规定值与没有把持工具的把持部4的个数有关，是需要连续排列的规定数量的值，只需根据工件的外形尺寸等设定为不会与工件和机床发生机械性干涉的值即可。另外，在更换的工件的外形尺寸较小时，规定值也可设定为1。当判断为计数器达到规定值以上时(S27：是)，CPU61将可动作标志设定为1(步骤S28)，然后结束处理。当判断为计数器没有达到规定值以上时(S27：否)，CPU61判断读取了工具信息的把持部4是否是工具信息中的最后一个把持部4(步骤S29)。当判断为是最后一个把持部4时(S29：是)，CPU61结束处理。此时，可动作标志为0。当判断为不是最后一个把持部4时(S29：否)，CPU61从工具信息中读取对应于下一个把持部编号的把持部4的工具信息(步骤S30)。在S30后，CPU61返回到S24并重复进行处理。

如上所述，根据本实施方式，库31中排列有多个把持工具5b的把持部4，将把持部4搬运到更换工具5b的主轴2b正下方的更换位置。主轴头2将工具5b安装于主轴2b来对工件进行加工。控制单元6的CPU61进行控制，使主轴头2在主轴头2能加工工件的加工区域内的位置与库31能搬运把持部4的ATC原点位置(搬运位置)之间移动。CPU61进行控制，使库31驱动来搬运把持部4。机床1通过使主轴头2在加工区域内的位置与ATC原点位置之间移动，能将安装于主轴头2的主轴2b上的工具5b卸下，并能搬运没有把持工具的把持部4(规定的把持部)。工件更换部9在CPU61使主轴头2移动到ATC原点位置并对没有把持工具的把持部4进行搬运之后，对工件进行更换。若是一般的工具更换，则主轴头2会下降到Z轴原点位置，使把持部4摆动，因此，工件更换时能供工件通过的空间会受到限制。机床1通过使主轴头2移动到ATC原点位置，能扩大更换工件时能供工件通过的空间，从而能抑制工件的机械性干涉。可以省略使主轴头2下降到Z轴原点位置的动作以及在更换工件后更换工具时使主轴头2朝ATC原点位置上升的动作，从而可以缩短加工时间。

根据本实施方式，EEPROM64对应于多个把持部4中的每一个而存储有表示是否把持有工具5b的工具信息。库31的库马达85通过使库主体32旋转来搬运把持部4。CPU61在使主轴头2移动到ATC原点位置后，根据存储于EEPROM64的工具信息，指令库马达85将没有把持工具的把持部4朝更换位置搬运。因此，机床1在将没有把持工具5b的把持部4搬运到更换位置的状态下进行工件的更换，能抑制工件与把持于把持部4的工具5b发生机械性干涉。

根据本实施方式，CPU61在工件更换部9更换好工件后，根据存储于EEPROM64的工具信息，指令库马达85将把持有工具5b的把持部4朝更换位置搬运，并进行控制，使主轴头2从ATC原点位置朝加工区域内的位置移动。因此，机床1在更换工件后能根据工具信息将工具从把持部4安装到主轴头2，来进行加工。

根据本实施方式，CPU61根据存储于EEPROM64的工具信息，判断没有把持工具5b的把持部4是否连续排列了规定数量以上，并设定可动作标志的值。在没有把持工具5b的把持部4没有连续排列规定数量以上时，CPU61将可动作标志设定为0，并进行控制来发出警报。因此，机床1例如能对应于工件的外形尺寸，抑制工件与把持于把持部的工具的机械性干涉。

根据本实施方式，主轴头2可在上下方向上移动，ATC原点位置位于上方，加工区域位于ATC原点位置的下方。因此，机床1能通过主轴头2的上下移动对工具5b进行更换，当主轴头2位于上方的ATC原点位置时能更换工件。

此外，根据本实施方式，在包括将多个把持部4排列成圆环状的库31的机床中，能抑制工件更换时的机械性干涉。

Claims (5)

1.一种机床(1)，包括：库(31)，在该库中排列有多个对工具进行把持的把持部(4)，该库为更换工具而将所述把持部搬运到更换工具的更换位置；加工部(2)，该加工部通过安装工具来对工件进行加工；以及控制部(61)，该控制部进行使所述加工部在加工区域内的位置与搬运位置间移动的控制，所述加工区域是所述加工部加工工件的区域，所述搬运位置是所述库能搬运所述把持部的位置，该控制部还进行使所述库驱动来搬运所述把持部的控制，所述机床使所述加工部在所述加工区域内的位置与搬运位置间移动来对安装于所述加工部的工具进行更换，其特征在于，

包括存储部(64)，该存储部与多个所述把持部中的每一个对应地存储有表示是否把持有工具的工具信息，

所述库具有对所述把持部进行搬运的驱动部(85)，

所述加工部能在上下方向上移动，所述搬运位置位于上方，所述加工区域位于该搬运位置的下方，

所述更换位置位于所述搬运位置与所述加工区域之间，

所述控制部在对工件进行更换时，使所述加工部移动到所述搬运位置并使其停止，然后，根据存储于所述存储部的工具信息，指令所述驱动部将没有把持工具的把持部搬运到所述更换位置，将没有把持工具的把持部搬运到所述更换位置之后，对工件进行更换。

2.如权利要求1所述的机床，其特征在于，

所述控制部进行控制，以在更换工件之后，根据存储于所述存储部的工具信息，指令所述驱动部将把持有工具的把持部搬运到所述更换位置，并使所述加工部从所述搬运位置移动到所述加工区域内的位置。

3.如权利要求1所述的机床，其特征在于，

所述控制部进行控制，以在根据存储于所述存储部的工具信息判断为没有把持工具的把持部没有连续排列规定数量以上时，发出警报。

4.如权利要求2所述的机床，其特征在于，

所述控制部进行控制，以在根据存储于所述存储部的工具信息判断为没有把持工具的把持部没有连续排列规定数量以上时，发出警报。

5.如权利要求1至4中任一项所述的机床，其特征在于，

所述库是将多个所述把持部排列成圆环状的转塔式。