JP2010234471A - 工作機械 - Google Patents

Abstract

【課題】洗浄液の無駄な消費を防止する。
【解決手段】主軸ヘッド６と、Ｚ軸移動装置５と、工具ホルダ７５を保持する工具保持部３８Ａを周方向複数箇所に備えた工具マガジン８、及びマガジンモータ４６を有し、主軸ヘッド６と工具保持部３８Ａとの間で工具ホルダ７５を授受可能な自動工具交換装置２と、工具交換時に主軸ヘッド６に新たに装着する工具ホルダ７５Ｂを洗浄する洗浄液を噴出する洗浄ノズル８１、及び洗浄液回路８２とを備えた工作機械１において、主軸ヘッド６に新たに装着する工具ホルダ７５Ｂの工具マガジン８における周方向位置に応じ、工具交換時における工具マガジン８の移動量を算出する手順（ステップＳ２５）と、算出した移動量に基づき洗浄液回路８２による洗浄ノズル８１への洗浄液の噴出開始時期を決定する手順（ステップＳ３０）とを有し、噴出開始時期になったら洗浄液の供給を開始する。
【選択図】図１１

Description

本発明は、複数の工具保持部を有する工具マガジン又はポットを回転可能に設けた工作機械に関し、特に工具の装着部分に洗浄液を噴出して洗浄する工作機械に関する。

従来より、工作機械においては、被加工物の切削箇所の周囲をクーラント液のカーテンで被い、切粉の飛散を防止するようにしている。しかしこれによると、クーラント液のカーテンにより切粉の飛散を防止できるものの、クーラント液が飛散して各所に付着する。そのクーラント液に切粉が含まれている場合もあり、また、飛散したクーラント液に切粉が付着する場合もある。

複数の工具を保持する工具マガジンを被加工物の切削箇所と同じ室内に備えるタレット式工作機械では、このような切粉が工具のシャンク等に付着する可能性がある。工具のシャンク等に切粉が付着すると、自動工具交換装置により工具を交換した際、正常に工具交換ができず、加工精度の低下を招く要因となる。

近年では自動工具交換装置により交換対象の工具を主軸に装着する前に、その交換対象の工具のシャンク等に洗浄液を噴出して切粉を除去する洗浄装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この洗浄装置は、自動工具交換装置が工具マガジンを回転させて次の交換対象の工具を主軸への装着位置まで移動させる割り出し動作を開始すると同時に、洗浄液の噴出を開始する。

特開２００５−２８４６０号公報

上記従来技術のようなタレット式工作機械では、交換対象の工具の位置に応じて割り出し動作における工具マガジンの必要旋回量（旋回ピッチ数）が異なる。例えば、周方向２１箇所に工具ホルダを備えた工具マガジンの場合、交換対象の工具が最も遠い位置にある場合には旋回ピッチ数は半周旋回分の１０となるが、最も近い位置にある場合には最小値の１となる。したがって、交換対象の工具の位置に応じて割り出し動作に要する時間は、異なる。上記従来技術では、割り出し動作を開始すると同時に、上記洗浄装置による洗浄液の噴出を開始する。このため、上記割り出し動作に要する時間が長い場合には、洗浄装置による洗浄液の噴出時間長くなり、それだけ洗浄液を無駄に消費することになる。

本発明の目的は、洗浄液の無駄な消費を防ぐことができる工作機械を提供することにある。

上記目的を達成するために、第１発明の工作機械は、工具を保持する工具係合部を備えた主軸を回転駆動可能に支持する主軸ヘッドと、前記主軸ヘッドを上下方向に移動させ、前記工具による切削加工時の位置決め基準となる加工基準位置と、前記工具の交換時の位置決め基準となる交換基準位置とに、位置決め可能な上下移動機構と、前記工具を取り付けた工具ホルダを保持する工具保持部を周方向複数箇所に備えた回転型マガジン、及び、前記主軸ヘッドが前記交換基準位置に位置するときに前記回転型マガジンを前記周方向に回転駆動するためのマガジン駆動手段を有し、前記主軸ヘッドが前記加工基準位置から前記交換基準位置に移動する間に、前記主軸の前記工具係合部と前記回転型マガジンの前記工具保持部との間で、前記工具を授受可能な工具交換機構と、前記工具交換機構による前記工具交換時に、前記主軸の前記工具係合部に新たに装着する工具を洗浄する洗浄液を噴出する洗浄ノズル、及び、前記洗浄ノズルに対し前記洗浄液を供給する洗浄液供給手段を有する洗浄機構とを備えた工作機械において、前記主軸の前記工具係合部に新たに装着する工具を保持した前記工具ホルダの前記回転型マガジンにおける周方向位置に応じ、工具交換時における前記マガジン駆動手段による前記回転型マガジンの移動量を算出する移動量算出手段と、前記移動量算出手段が算出した前記移動量に基づき、前記洗浄液供給手段による前記洗浄ノズルへの前記洗浄液の供給開始時期を決定する供給時期決定手段とを有し、前記洗浄液供給手段は、前記供給時期決定手段が決定した前記供給開始時期になったら、前記洗浄ノズルに対し洗浄液を供給することを特徴とする。

本願第１発明の工作機械は、主軸を支持する主軸ヘッドを備える。主軸は工具係合部を備えており、工具係合部に工具を保持して回転することにより、被加工物に所定の加工を行う。主軸の工具係合部は、複数の工具を着脱交換して用いることができる。工具交換を実行する工具交換機構は、回転型マガジンとマガジン駆動手段とを有する。回転型マガジンは、周方向複数箇所に工具保持部を備え、各工具保持部が、工具を取り付けた工具ホルダを保持可能である。

工具交換時には、新たに主軸に装着する工具に対し切り屑等が付着しないように洗浄機構が洗浄を行う。洗浄液供給手段が洗浄ノズルに対し洗浄液を供給し、洗浄ノズルが洗浄液を工具に向けて噴出する。洗浄液の無駄な消費を防ぐためには、新たな工具を主軸の工具係合部に保持する、なるべく直前のタイミングで、洗浄ノズルからの噴出を開始することが好ましい。

工具交換の際には、主軸ヘッドが加工基準位置から交換基準位置へ移動した後、マガジン駆動手段が回転型マガジンを周方向に回転駆動する。この回転駆動によって新たに装着する工具を所定の箇所（例えば最下部）へ移動させた後、主軸ヘッドが交換基準位置から加工基準位置へ移動し、主軸の工具係合部へ工具を受け渡す。新たに装着する工具を取り付けた工具ホルダが、回転開始時に回転型マガジンの周方向のどの位置にあったかによって、上記回転駆動による移動に要する時間が異なる。本願第１発明の工作機械は、移動量算出手段が、上記新たに装着する工具を保持した工具ホルダの周方向位置に応じ、工具交換時における回転型マガジンの移動量を算出する。この移動量に基づき、供給時期決定手段が洗浄液の供給開始時期を決定する。その供給開始時期になったら、洗浄液供給手段が洗浄ノズルに洗浄液を供給する。

新たに装着する工具を保持した工具ホルダの周方向位置が工具を受け渡すための所定箇所から遠い場合には、回転型マガジンの移動量が大きく回転駆動時間が長くなることから、供給時期決定手段が供給開始時期を遅めに決定する。新たに装着する工具を保持した工具ホルダの周方向位置が工具を受け渡すための所定箇所から近い場合には、回転型マガジンの移動量が小さく回転駆動時間が短くなることから、供給時期決定手段が供給開始時期を早めに決定する。これにより、工具交換時に、新たな工具を取り付けた工具ホルダがいずれの位置であっても、当該工具を主軸へ取り付ける直前の適切なタイミングで、洗浄液を噴出させることが可能となる。この結果、洗浄液の無駄な消費を防ぐことができる。洗浄液の無駄な循環を防止できるので、洗浄液の劣化を抑制することができる。

第２発明の工作機械は、上記第１発明において、予め定められた、前記回転型マガジンの前記移動量と前記洗浄液の前記供給開始時期との相関を記憶した相関記憶手段をさらに備え、前記供給時期決定手段は、前記移動量算出手段が算出した前記移動量に基づき、前記相関記憶手段が記憶した前記相関を参照して、前記供給開始時期を決定することを特徴とする。

本願第２発明の工作機械は、回転型マガジン移動量と洗浄液供給開始時期とを予め相関として記憶させておき、その相関を参照して、供給時期決定手段が洗浄液の供給開始時期を決定する。これにより、大まかなパターン分けを予め行っておき、そのパターン分けに基づき、簡便な手法で洗浄液の供給開始制御を容易に行うことができる。

第３発明の工作機械は、上記第１又は第２発明において、前記供給時期決定手段は、前記移動量が第１基準値より小さいときには、前記主軸ヘッドが前記加工基準位置から前記交換基準位置へと移動を開始したときを、前記供給開始時期とし、前記移動量が第２基準値より大きいときには、前記回転型マガジンの回転駆動が終了し、前記主軸ヘッドが前記交換基準位置から前記加工基準位置へと移動を開始したときを、前記供給開始時期とし、前記移動量が前記第１基準値以上で前記第２基準値以下であるときには、前記主軸ヘッドが前記加工基準位置から前記交換基準位置へと移動完了後、前記回転型マガジンが回転駆動を開始したときを、前記供給開始時期とすることを特徴とする。

前述したように、工具交換の際には、主軸ヘッドが加工基準位置から交換基準位置へ移動した後、マガジン駆動手段が回転型マガジンを周方向に回転駆動し、さらに主軸ヘッドが交換基準位置から加工基準位置へ移動する。回転型マガジンの移動量が小さい場合は回転駆動時間が短いことから、主軸ヘッドが加工基準位置から交換基準位置へ移動し始めるときに、早めに洗浄液供給手段が洗浄ノズルに洗浄液を供給する。これにより、新たな工具を主軸へ取り付けるより前に確実に洗浄液を噴出させることができる。回転型マガジンの移動量が大きい場合は回転駆動時間が長いことから、主軸ヘッドが交換基準基準位置から加工基準位置へと戻り始めるときに、洗浄液供給手段が洗浄ノズルに洗浄液を供給する。これにより、必要以上に早く洗浄液を噴出することによる無駄を防止できる。また回転型マガジンの移動量が中程度であるときは、上記２つの場合の中間の、回転型マガジンが回転駆動を開始したときに洗浄液供給手段が洗浄ノズルに洗浄液を供給する。

以上のようにして、新たな工具を取り付けた工具ホルダがいずれの位置であっても、当該工具を主軸へ取り付ける直前の適切なタイミングで確実に洗浄液を噴出させることができる。

第４発明の工作機械は、上記第１発明において、前記移動量移動量算出手段が算出した前記回転型マガジンの前記移動量に対応した前記回転型マガジンの回転駆動時間Ｍｔを算出する回転時間算出手段をさらに備え、前記供給時期決定手段は、前記主軸ヘッドが前記加工基準位置から前記交換基準位置へ移動する所要時間をＺｔ、前記洗浄液供給手段に対し前記洗浄液の供給開始指示信号を出力してから実際に洗浄液が前記洗浄ノズルから噴出されるまでの噴出時間差をＣｔ、としたとき、前記主軸ヘッドが前記加工基準位置から前記交換基準位置へ移動を開始したときを基準とし、この基準時からＺｔ＋Ｍｔ−Ｃｔだけ時間が経過した時期を、前記供給開始時期と決定することを特徴とする。

一般に、洗浄液供給手段に対し供給開始指示信号を出力しても直ちに洗浄液が洗浄ノズルから噴射されるわけではなく、ある程度の応答遅れをもって洗浄ノズルからの噴出が行われる。このため、この応答遅れによる噴出時間差Ｃｔの分、早めに供給開始指示信号を出力する必要がある。

前述したように、工具交換の際には、主軸ヘッドが加工基準位置から交換基準位置へ移動した後、マガジン駆動手段が回転型マガジンを周方向に回転駆動し、さらに主軸ヘッドが交換基準位置から加工基準位置へ移動する、という手順となる。本願第４発明の工作機械は回転時間算出手段を備えており、この回転時間算出手段が、上記回転型マガジンの回転駆動時間Ｍｔを算出する。主軸ヘッドが加工基準位置から交換基準位置まで移動する所要時間をＺｔとすると、主軸ヘッドの移動開始時から回転型マガジンの回転終了時までの経過時間はＺｔ＋Ｍｔとなる。

本願第４発明においては、洗浄液の供給タイミング制御として、加工基準位置から交換基準位置への主軸ヘッドの移動開始時を基準とし、ＺｔにＭｔを加えさらに噴出時間差Ｃｔを差し引いた、時間Ｚｔ＋Ｍｔ−Ｃｔを用いる。上記の基準時からＺｔ＋Ｍｔ−Ｃｔの経過を待って洗浄液供給手段に対し供給開始指示信号を出力することにより、回転型マガジンの回転が終了したタイミングで、確実に洗浄ノズルから工具へと洗浄液を噴出させることができる。

本発明によれば、洗浄液の無駄な消費を防ぐことができる。

本発明の実施形態の工作機械の全体構成を表す側面図である。 Ｚ軸移動装置およびその周辺の構成を詳細に表す縦断面図である。 工具マガジンの要部の縦断面図である。 図３のＤ矢視図である。 図３のＥ矢視図である。 図２のＦ矢視図である。 工具ホルダの正面図である。 工具ホルダを保持したグリップアームの平面図である。 工具交換時における主軸及び工具マガジンの周囲を拡大して示す図である。 洗浄液回路の構成を概念的に示す図である。 実施形態の工作機械における工具交換の工程と、洗浄液の噴出との関係を説明する図である。 マガジン旋回ピッチ数に対応して噴出開始時期を記憶する噴出開始時期テーブルの一例を概念的に表す図である。 工作機械の電気的構成を表すブロック図である。 制御部によって実行される制御手順を表すフローチャートである。 工程中に噴出開始時期を指定する変形例において、工作機械における工具交換の工程と、噴出開始時期の算出内容を説明する図である。

以下、本発明の一実施の形態を図面を参照しつつ説明する。

図１は、本実施形態の工作機械の全体構成を表す側面図である。図１において、工作機械１は、ＸＹ軸移動装置（特に図示せず）と、Ｚ軸移動装置（上下移動機構）５と、主軸駆動装置２０と、自動工具交換装置（工具交換機構）２等から構成している。ＸＹ軸移動装置は、ワークを保持したテーブル１３５を直交するＸ方向とＹ方向とに移動するものである。テーブル１３５は、Ｘ軸モータ１３１（図１３参照）及びＹ軸モータ１３２（図１３参照）によって移動する。Ｚ軸移動装置５は、主軸２２（主軸ヘッド６）を上下移動するものである。主軸駆動装置２０は、主軸２２を回転駆動する。自動工具交換装置２は、工具ホルダ７５（後述の図２、図７参照）を自動的に主軸２２に受け渡す。工作機械１は、これら複数の移動機構及び駆動機構の動作をそれぞれ数値制御する制御部９を一体的に設けている。

自動工具交換装置２は、垂直なコラム３と、フレーム４と、主軸ヘッド６及び工具マガジン（回転型マガジン）８等を備えている。フレーム４は、コラム３から前方に延び、工具マガジンを支持する。主軸ヘッド６は、Ｚ軸移動装置５によりＺ軸方向に往復移動する。工具マガジン８は、マガジン支持台７を介してフレーム４に回転可能に支持されている。

工作機械１は、クーラント液を貯留する貯留槽１３４を背面側に設けている。工作機械１は、貯留タンク８６を内部に有している。貯留タンク８６は、貯留槽１３４から第１ポンプ８３（図１０参照）で吸引したクーラント液を、洗浄液として貯留する。

図２はＺ軸移動装置５およびその周辺の構成を詳細に表す縦断面図である。図２において、コラム３は、ガイドレール１１を鉛直方向に備える。ガイドレール１１は、一対の摺動コマ１２を介して主軸ヘッド６を上下（Ｚ軸）方向に昇降自在に取付けている。コラム３は、回転自在なボールねじ１４をガイドレール１１に沿って平行に備えている。ボールねじ１４は、主軸ヘッド６の背面に固定したナット１３にねじ込みながら挿通している。ボールねじ１４は、コラム３の上部に配設したＺ軸モータ１１の駆動で、正逆の両方向に回転する。主軸ヘッド６は、Ｚ軸モータ１１の駆動で、ボールねじ１４及びナット１３を介して、ガイドレール１１に沿って上下方向に移動する。

主軸ヘッド６は、その内部に主軸２２を回転自在に鉛直方向に備えている。主軸２２は、主軸ヘッド６の上部に配設した主軸モータ２３にカップリング２４を介して連結している。主軸２２は、主軸モータ２３で回転駆動する。主軸２２は、その下端部に工具装着部（工具係合部）２１を有する。

工具装着部２１は、図示する例で先端に切削工具（工具）７４を装着した工具ホルダ７５におけるテーパ係合部７５ａを嵌挿可能になっている。主軸２２は、工具装着部２１の上方にホルダ挟持部２５を有する。主軸２２は、ホルダ挟持部２５の上方にドローバー２６を有する。ドローバー２６は、バネを備えており、常にはホルダ挟持部２５が工具装着部２１に装着した工具ホルダ７５の先端部に設けたプルスタッド７５ｂをクランプするように作用する。ホルダ挟持部２５は、ドローバー２６を押圧することで、プルスタッド７５ｂのクランプを解除し、工具ホルダ７５の取外しが可能となる。

主軸ヘッド６は、ドローバー２６を押圧又は押圧の解除をするクランクレバー２８を備えている。支軸２７は、略Ｌ字形のクランクレバー２８を揺動自在に支持している。このクランクレバー２８は、水平向きに一体形成された短尺レバー２８ａと、鉛直向きに一体形成された長尺レバー２８ｂとで構成している。短尺レバー２８ａの先端部は、ドローバー２６に直交的に突設したピン２９と係合可能になっている。

長尺レバー２８ｂは、傾斜面を形成した板カム３０を固定している。その板カム３０は、Ｚ軸モータ１５に配設したカムフォロア３１と係合離脱可能になっている。引張コイルバネ３２は、長尺レバー２８ｂと主軸ヘッド６との間に介装し、クランクレバー２８を常に図中の時計方向に付勢している。引張コイルバネ３２は、短尺レバー２８ａによるピン２９の押圧を解除している。

主軸ヘッド６が上昇すると、その上昇過程においてクランクレバー２８に設けた板カム３０は、固定位置にあるカムフォロア３１と係合する。該係合は、クランクレバー２８に支軸２７を中心とする図中の反時計方向の動きを付与する。それ故、短尺レバー２８ａは、ピン２９を下方に押圧し、ドローバー２６を介してホルダ挟持部２５を付勢し、工具ホルダ７５のプルスタッド７５ｂに対するクランプを解除する。

次に図２〜図５を参照して工具マガジン８について説明する。マガジン支持台７は、主軸ヘッド６の工具交換領域と隣接して斜め左前方に指向する支持軸３５を支持している。この支持軸３５は、鍔付円筒状のマガジンベース３６を軸受け３７を介して回転自在に支持している。マガジンベース３６は、複数個（本実施形態の例では２１個）のグリップアーム３８を放射状に且つ周方向等間隔で揺動自在に支持している。グリップアーム３８は、先端部に工具保持部３８Ａを有する。なお、図４、図５、図６においては、図示の煩雑を避けるためにグリップアーム３８を周方向に１０個設けたマガジンベース３６を示しているが、本実施形態では後述する洗浄液噴出開始時期を特定する上でマガジンベース３６の周方向に２１個のグリップアーム３８を設けた構成であるものとして説明する。

マガジンベース３６は、支持軸３５を中心とする割り出し円板３９をボルト４０により固定している。ローラ形状のカムフォロア４１は、割り出し円板３９の一側面にグリップアーム３８の配設位置に対応させて複数設けている。

次に、図２，図６を参照して工具マガジン８の駆動系について説明する。マガジン支持台７は、マガジンモータ４６を支持するケーシング４５を前方に固定している。マガジンモータ４６の駆動軸４６ａは、カップリング４８を介して連結軸４７が連結している。ベベルギヤ４９は、連結軸４７の下端部に固定している。ベベルギヤ４９は、軸受け５０が回転可能に支持した回転軸５１に固着したベベルギヤ５２と噛合する。前述した構成に基づき、マガジンモータ４６は、回転軸５１を回転する。

回転軸５１は、その中央部にバレルカム５３を設けている。バレルカム５３は、外周面に直線部と所要の曲線とを描いたカム溝５３ａを有している。カム溝５３ａは、割り出し円板３９に放射配置した各カムフォロア４１と順次嵌合可能になっている。割り出し円板３９は、バレルカム５３の回転に基づき、間欠的に割り出し回転する。

次に、図２〜図４を参照してグリップアーム３８について説明する。マガジンベース３６は、支持軸３５を中心とする円周方向に、所要の中心角で複数個（図示する例では煩雑防止のため１０個とする）のクレビス５６を固定している。各クレビス５６は、支持軸５７を介して棒状のグリップアーム３８を揺動自在に支持している。

図４に示すように、グリップアーム３８の外周側端部には、工具ホルダ７５を挟持する非開閉式の二股部３８ａが形成されている。二股部３８ａは、工具ホルダ７５の外径部に周設したＶ溝７５ｅを挟持可能な寸法に設定している。二股部３８ａの各内部には、グリップアーム３８の長さ方向と直交する方向に行止り穴３８ｂがそれぞれ穿設されている。

各行止り穴３８ｂには、コイルバネ５９により付勢される保持ピン６０が後退可能にそれぞれ収納され、各保持ピン６０の先端部は２股部の内方に臨んでいる。即ち、二股部３８ａ及び１対の保持ピン６０等で工具保持部３８Ａが構成され、これら複数の工具保持部３８Ａはマガジンベース３６の外周上に配置されている。

従って、工具ホルダ７５のＶ溝７５ｅをグリップアーム３８の二股部３８ａに位置合わせして押し込むことで、１対の保持ピン６０はＶ溝７５ｅに嵌挿する。１対の保持ピン６０は、コイルバネ５９のバネ力で両側から工具ホルダ７５を挟持した状態で工具ホルダ７５を保持する。二股部３８ａの各外端部は、保持ピン６０の中心を回転中心とする第１カムフォロア６１をそれぞれ回転可能に設けている。

図３に示すように、グリップアーム３８の内径側の端部は、行止り穴３８ｃを穿設している。この行止り穴３８ｃは、コイルバネ６２と共に鋼球６３を保持する。鋼球６３の一部は、行止り穴３８ｃの開口から突出している。マガジンベース３６のボス部３６ａは、グリップ支持カラー６４を外挿している。グリップ支持カラー６４は、その縦断面が円弧状に形成した案内面６４ａを外周に周設している。案内面６４ａは、グリップアーム３８に設けた鋼球６３が弾力的に接触可能になっている。

案内面６４ａは、そのマガジンベース３６側にノッチ溝６４ｂを周設している。ノッチ溝６４ｂは、割り出し待機状態にある各グリップアーム３８の鋼球６３が係合することで、グリップアーム３８を保持する。

図３に示すように、グリップアーム３８は、支持軸５７に近接した位置にローラ形状に形成した第２カムフォロア６５を回転自在に支持している。第２カムフォロア６５は、可動カム体６６（図２参照）に形成した斜面状の可動カム面に対応的に接触可能になっている。

図１に示すように、傾斜させた傘状の前側カバー７０は、複数のグリップアーム３８の前側を覆う。板状の後側カバー７１は、マガジンベース３６の後側を覆う。前側カバー７０及び後側カバー７１は、切削工具７４による切削加工に際して発生する切り屑がマガジンベース３６の内部に進入するのを防止している。

工具交換時に、主軸ヘッド６がＺ軸原点位置（後述の図９，図１１参照）に移動すると、工具マガジン８の最下端に位置するグリップアーム３８は使用済みの切削工具７４を取付けた工具ホルダ７５を保持する。その後、主軸ヘッド６が工具交換位置であるＡＴＣ原点位置（図９，図１１参照）まで鉛直方向に上昇する間に、クランクレバー２８は、ドローバー２６を押圧して工具ホルダ７５のプルスタッド７５ｂに対するクランプを解除する。主軸２２に装着していた工具ホルダ７５は、グリップアーム３８が保持しているので、主軸ヘッド６の工具装着部２１から抜き取られる。

次に、マガジンモータ４６の回転駆動によりマガジンベース３６が回転し、次の切削作業で使用する切削工具７４を取付けた工具ホルダ７５を保持したグリップアーム３８が、主軸ヘッド６の工具装着部２１の直下に移動して位置決めされる。このマガジンベース３６の回転によるグリップアーム３８の位置決め移動を割り出し動作という。その後、主軸ヘッド６は、鉛直方向に下降移動するので、新たに割り出された工具ホルダ７５が主軸ヘッド６の工具装着部２１に嵌挿されて、工具交換が完了する。主軸ヘッド６の下降中、クランクレバー２８は、引張コイルバネ３２のバネ力によってドローバー２６の押圧を中断する。それ故、ホルダ挟持部２５は、工具装着部２１に嵌挿した工具ホルダ７５をクランプする。

次に、図７を参照して工具ホルダ７５について説明する。図７に示すように、工具ホルダ７５は、その本体部であるテーパ係合部７５ａと、そのテーパ係合部７５ａの一端部に一体形成したプルスタッド７５ｂと、テーパ係合部７５ａの他端部に一体形成した鍔状部７５ｃと、この鍔状部７５ｃに一体形成し、切削工具７４（図示する例では穴開けドリル）を装着する為のコレットチャック７５ｄ等からなっている。ただし、鍔状部７５ｃは、グリップアーム３８で保持するための環状のＶ溝７５ｅを有するとともに、１対のキー溝７５ｆが凹設している。

図８に示すように、グリップアーム３８の二股部３８ａの基端部には、工具ホルダ７５を装着した際に、そのキー溝７５ｆに係合する小型の板部材からなるキー部材４２が固着している。このキー部材４２の先端部は、二股部３８ａの基端部から部分的に突出し、工具ホルダ７５のキー溝７５ｆに係合可能になっている。

図９は、工具交換時における主軸２２及び工具マガジン８の周囲を拡大して示す縦断面図である。この図９に示す状態では、主軸ヘッド６は、上記Ｚ軸モータ１５（図２参照）の回転駆動により最も上昇した位置に移動している。グリップアーム３８が保持した工具ホルダ７５は、主軸ヘッド６の下端面より下方に位置している。この状態では、主軸ヘッド６の下端面が、工具ホルダ７５の上端部（プルスタッド７５ｂ）と十分離間している。それ故、工具マガジン８は、工具ホルダ７５が主軸２２に干渉接触することなく自由に割り出し動作を行うことができる。このような状態における主軸ヘッド６の下端面の位置をＡＴＣ原点（交換基準位置）という。

図示する状態から、上記Ｚ軸モータ１５の駆動により主軸２２を下降させ、主軸ヘッド６の下端面を工具ホルダ７５の鍔状部７５ｃの上端面に一致させることで、工具ホルダ７５を主軸２２に装着させることができる。この際には、上述したように主軸２２の内部でホルダ挟持部２５は、工具ホルダ７５のプルスタッド７５ｂをクランプする。このような状態における主軸ヘッド６の下端面の位置をＺ軸原点（加工基準位置）という。

主軸ヘッド６は、その下端面且つ工具装着部２１の開口部分の周囲に複数の洗浄ノズル８１を設けている。複数の洗浄ノズル８１は、洗浄液回路８２（洗浄機構；後述の図１０参照）から供給される洗浄液を上記工具装着部２１の開口部分より少し下方（図示する状態におけるテーパ係合部７５ａの位置）に向けて噴出する。

図１０は、上記洗浄液回路８２の構成を概念的に示す図である。図１０において、洗浄液も兼ねているクーラント液は、貯留槽１３４から第１ポンプ８３によって吸引後、クーラント供給通路８４に吐出して切削箇所に送られる。クーラント供給通路８４から分岐した分岐通路８５が貯留タンク８６の下端部に接続している。分岐通路８５を通過したクーラント液は、洗浄液として貯留タンク８６に貯留される。

分岐通路８５は、洗浄液に混入した異物を除去するためのフィルタ部８７と、フィルタ部８７と貯留タンク８６との間に設けた貯留タンク８６方向への流れのみを許容する逆止弁８８とを配置している。

貯留タンク８６の下端部と洗浄ノズル８１とを接続する洗浄液ホース８９は、第１切替バルブ９０を有している。第１切替バルブ９０は、洗浄液ホース８９の通路を閉鎖する閉弁位置と洗浄ノズル８１方向への流通を可能とする開弁位置とに切替え可能としている。第１切替バルブ９０は、通常、閉弁位置となるよう付勢手段によって付勢している。

貯留タンク８６の上下方向中間領域には、工作機械１の加工室に開口して貯留タンク８６内の圧力を抜く、いわゆる脱圧用の排気通路９１を設けている。排気通路９１には、通路を遮断する閉弁位置と加工室方向への流通を可能とする開弁位置とに切替え可能な第２切替バルブ９２が設置されている。第２切替バルブ９２は、通常、開弁位置となるよう付勢手段によって付勢している。

本実施形態の例では、洗浄液の加圧に工場のエア源９３を用いている。工場のエア源９３は、十分な吐出圧を得ることができるので、別途洗浄液を加圧するエアコンプレッサ等を必要としない。エア源９３には、第１〜第３エア通路９４，９５，９６の一端がそれぞれ接続されている。

第１エア通路９４の他端は、第１電磁弁９７に接続している。第１電磁弁９７は、後述する第１位置と第２位置とに電気的に切替え可能となっている。第１位置は、第１電磁弁９７の下流方向のエア供給を禁止するとともに第１電磁弁９７下流の圧力をサイレンサ９８を介して大気解放する。第２位置は、第１電磁弁９７の下流方向へエアを供給する。

第１電磁弁９７は、オフ状態で第１位置となるよう付勢手段によって付勢されている。第１電磁弁９７下流には、第１切替バルブ９０と後述する第３切替バルブ９９とにエア源９３からのエアを供給可能な第４エア通路１００を接続している。

第２エア通路９５の他端は、第２電磁弁１０１に接続している。第２電磁弁１０１は、後述する第１位置と第２位置とに電気的に切替え可能となっている。第１位置は、第２電磁弁１０１の下流方向のエア供給を禁止するとともに第２電磁弁１０１下流の圧力をサイレンサ１０２を介して大気解放する。第２位置は、第２電磁弁１０１下流方向へエアを供給する。

第２電磁弁１０１は、オフ状態で第１位置となるよう付勢手段によって付勢している。第２電磁弁１０１の下流には、第２切替バルブ９２にエア源９３からのエアを供給可能な第５エア通路１０３が接続している。

第３エア通路９６の他端は、貯留タンク８６の上端部分に接続している。第３エア通路９６は、可変絞り弁１０４と、第３切替バルブ９９と、貯留タンク８６方向のエア供給のみを許容する逆止弁１０５とを備えている。第３切替バルブ９９は、通路を遮断する閉弁位置と逆止弁を介して貯留タンク８６方向のエア供給を可能とする開弁位置とに切替え可能となっている。第３切替バルブ９９は、通常、閉弁位置となるよう付勢手段によって付勢している。

貯留タンク８６は、下端部から所定高さの位置に液面センサ１３６を備えている。この液面センサ１３６の取付け高さは、洗浄液の残量が前記高さ以上のとき、標準的な洗浄工程を１回、例えば、５秒間の噴射を行っても洗浄液の噴射途切れが発生しない位置に設置している。

制御部９は、前述した第１電磁弁９７、第２電磁弁１０１を第１位置と第２位置とに切替制御する。洗浄ノズル８１から洗浄液を噴出する際には、制御部９は、第１電磁弁９７をオン操作（いわゆる第２位置に作動）すると共に、第２電磁弁１０１をオン操作（いわゆる第２位置に作動）する。第１電磁弁９７が第２位置となる結果、エア源９３のエアは、第１電磁弁９７を通過して第４エア通路１００に流れる。第４エア通路１００の第１切替バルブ９０側に流れたエアは、第１切替バルブ９０の付勢手段を圧縮し、第１切替バルブ９０を開弁位置に切り替える。第４エア通路１００の第３切替バルブ９９側に流れたエアは、第３切替バルブ９９の付勢手段を圧縮し、第３切替バルブ９９を開弁位置に切り替える。エア源９３の加圧エアは、可変絞り弁１０４と第３切替バルブ９９と逆止弁１０５とを通過して貯留タンク８６内に供給される。

第２電磁弁１０１が第２位置となる結果、エア源９３のエアは第２電磁弁１０１を通過して第５エア通路１０３に流れる。第５エア通路１０３に流れたエアは、第２切替バルブ９２の付勢手段を圧縮し、第２切替バルブ９２を閉弁位置に切り替える。第２切替バルブ９２は、排気通路９１を閉鎖する。その結果、貯留タンク８６内に供給したエア源９３のエアは、貯留タンク８６内の洗浄液を加圧する。貯留タンク８６に貯留した洗浄液は、エアの圧力によって勢いよく洗浄ノズル８１から噴出する。制御部９は、液面センサ１３６が貯留タンク８６に貯留した洗浄液の残量が前記高さ以上ではないことを、所定回数検出した場合、フィルタ部８７に目詰まりが発生していることを操作者に知らせる。

以上のように構成した本実施形態の工作機械１が備える洗浄液回路８２においては、洗浄バルブ８１への洗浄液の供給と停止を切り替える第１切替バルブ９０がエア源９３からのエアを用いたいわゆるパイロット方式により作動制御される。それ故、制御部９が第１電磁弁９７及び第２電磁弁１０１をオン操作しても、実際に洗浄液が洗浄ノズル８１から噴出されるまでの間に所定の応答遅れ（以下、洗浄液噴出タイムラグという）が生じる。

図１１は、本実施形態の工作機械１における工具交換の工程と、洗浄液の噴出との関係を説明する図である。

図１１においては、工具交換の工程中における４つのタイミングで上記図９に対応する主軸２２及び工具マガジン８の周囲拡大図を示している。最も左の位置に示す時期（Ａ）は、主軸ヘッド６の下端面がＺ軸原点に位置して工具交換を開始するタイミングの状態を示している。上記図８に示すように、工具保持部３８Ａの保持ピン６０が突出して工具ホルダ７５のＶ溝７５ｅに入り込み、工具保持部３８Ａが完全に工具ホルダ７５を保持している状態となっている。

時期（Ａ）の隣の時期（Ｂ）は、時期（Ａ）の状態からＺ軸モータ１５の駆動により主軸ヘッド６が上昇して、その下端面がＺ軸原点からＡＴＣ原点まで上昇する工程（１）を経た状態である。この間、ホルダ挟持部２５は、クランクレバー２８の操作に基づいて、工具ホルダ７５のクランプを解除する。

時期（Ｂ）の隣の時期（Ｃ）は、工具マガジン８を旋回して次に使用する工具を主軸ヘッド６の下方に配置する割り出し動作の工程（２）を経た状態である。

図示する工程（２）の例では、主軸ヘッド６から外した工具（例えば穴開けドリル）を備えた工具ホルダ７５Ａを、次に使用する工具（例えばフライス）を備えた工具ホルダ７５Ｂに交換する例を示している。この例においては、工具マガジン８の割り出し動作は、最も上方に位置する工具ホルダ７５Ｂを主軸ヘッド６下方の割り出し位置まで移動させるために工具マガジン８を半周分旋回させている。なお、この割り出し動作における工具マガジン８の旋回は正転と逆転の両方向で可能であり、通常は旋回量の少ない方向で旋回させる。

最も右に示す時期（Ｄ）は、割り出し動作が完了した時期（Ｃ）から、Ｚ軸モータ１５の駆動により主軸ヘッド６が下降して、その下端面がＡＴＣ原点からＺ軸原点まで下降する工程（３）を経た状態となる。割り出し位置（つまり主軸ヘッド６の下方位置）のグリップアーム３８は、時期（Ａ）と同様に工具保持部３８Ａが完全に工具ホルダ７５を保持している。

これら工程（１）〜工程（３）を経た時期（Ａ）〜時期（Ｄ）の変化は自動的に連続して行われるものである。このうち時期（Ｃ）から時期（Ｄ）の間（つまり工程（３）の間）に、テーパ係合部７５ａに付着した切粉を除去する必要がある。工程（３）は、次に使用する工具ホルダ７５Ｂが割り出し位置に配置した状態で、テーパ係合部７５ａが露出している。この時期（Ｃ）から時期（Ｄ）の間（つまり工程（３）の間）が、洗浄液噴出必須期間となる。

主軸２２のＺ軸方向の位置は、Ｚ軸モータ１５に連動したロータリエンコーダ（特に図示せず）等によりリアルタイムで検出することができる。時期（Ａ）と時期（Ｄ）、時期（Ｂ）と時期（Ｃ）のそれぞれの組み合わせで主軸２２のＺ軸方向の位置が同じとなっているが、それまでの主軸２２の移動方向（つまりＺ軸方向位置の変化の様子）及び各工程（１）〜（４）の動作の流れから、制御部９は各時期（Ａ）〜（Ｄ）を正確に検出できる。

図１２は、マガジン旋回ピッチ数に対応して噴出開始時期を記憶する噴出開始時期テーブルの一例を概念的に表す図を示している。

制御部９が備える適宜の記憶装置（相関記憶手段；例えば後述のＲＡＭ１１３）は、噴出開始時期テーブルを記憶保持している。噴出開始時期テーブルは、上記図１１に示した工程（２）の割り出し動作において工具マガジン８の必要旋回量をピッチ数（グリップアーム３８単位の旋回量）で表したマガジン旋回ピッチ数（回転型マガジンの移動量）と、洗浄ノズル８１に対し洗浄液の供給を開始するのに適切となる噴出開始時期（供給開始時期）との相関情報である。図示する例では、工具マガジン８に２１個のグリップアーム３８が設けられているとする本実施形態に用いる噴出開始時期テーブルを示しており、マガジン旋回ピッチ数の最高値は半周旋回分の「１０」となる。

「１」〜「１０」の値で設定したマガジン旋回ピッチ数のうち、本実施形態では「４」を第１基準値に設定し、「７」を第２基準値に設定している。第１基準値の「４」より小さいマガジン旋回ピッチ数「１」〜「３」は、対応する噴出開始時期を時期（Ａ）に設定している。時期（Ａ）は、主軸ヘッド６の下端面がＺ軸原点に位置して工具交換を開始するタイミングである。第１基準値の「４」以上で第２基準値の「７」以下となるマガジン旋回ピッチ数「４」〜「７」は、対応する噴出開始時期を時期（Ｂ）に設定している。時期（Ｂ）は、主軸ヘッド６の下端面がＡＴＣ原点まで上昇したタイミングである。第７基準値の「７」より大きいマガジン旋回ピッチ数「８」〜「１０」は、対応する噴出開始時期を時期（Ｃ）に設定している。時期（Ｃ）は、工具マガジン８の旋回による割り出し動作が終了したタイミングである。

次に、工作機械１の電気的構成について説明する。図１３に示すように、前述の制御部９は、制御回路１１０と、各種駆動回路１２１〜１２８を有している。制御回路１１０は、後述するＲＯＭ１１２に記憶した制御プログラム（後述の図１４参照）等を実行することで、工作機械１の加工動作及び工具交換動作等を制御するものである。制御回路１１０は、ＣＰＵ１１１、ＲＯＭ１１２及びＲＡＭ１１３からなるマイクロコンピュータと、入力インターフェース１１４、及び出力インターフェース１１５を基本に構成している。ＲＡＭ１１３は、前述した噴出開始時期テーブルの他に、工作機械１に所望の加工を施すための加工プログラムを記憶保持している。加工プログラムは、複数の動作ブロックからなり、操作者が後述する操作パネルを介して作成する。

入力インターフェース１１４は、工作機械１の前面に設けた操作パネル（図示略）のキーボード１３０が電気的に接続している。出力インターフェース１１５は、Ｘ軸モータ１３１を駆動する駆動回路１２１と、Ｙ軸モータ１３２を駆動する駆動回路１２２と、Ｚ軸モータ１５を駆動する駆動回路１２３と、主軸モータ２３を駆動する駆動回路１２４と、マガジンモータ４６を駆動する駆動回路１２５と、第１ポンプ８３を駆動する駆動回路１２６と、操作パネルのＣＲＴ１３３を駆動するための駆動回路１２７と、第１・第２電磁弁９７，１０１を駆動するための駆動回路１２８とが各々電気的に接続している。Ｘ軸モータ１３１は、テーブル１３５のＸ軸方向の位置を検出するエンコーダ１３１ａを備えている。エンコーダ１３１ａは、入力インターフェース１１４に接続している。Ｙ軸モータ１３２は、テーブル１３５のＹ軸方向の位置を検出するエンコーダ１３２ａを備えている。エンコーダ１３２ａは、入力インターフェース１１４に接続している。Ｚ軸モータ１５は、主軸ヘッド６のＺ軸方向の位置を検出するエンコーダ６ａを備えている。エンコーダ６ａは、入力インターフェース１１４に接続している。

図１４は、制御部９が実行する制御手順を表すフローチャートである。このフローは、工作機械１の電源投入後、操作者が所望の加工プログラムを前記操作パネルから選択した後、前記操作パネルの起動キー（図示省略）を押した際に開始する。

図１４において、まず、ステップＳ５では、ＣＰＵ１１１は、制御回路１１０のＲＡＭ１１３に記憶してある加工プログラムを構成する動作ブロックを１つ読み込む。この動作ブロックの読み込みは、あらかじめ指定した順番で読み込む。

次にステップＳ１０へ移り、ＣＰＵ１１１は、上記ステップＳ５で読み込んだ動作ブロックの指示内容が加工終了であるか否かを判定する。読み込んだ動作ブロックの指示内容が加工終了である場合（ステップＳ１０でＹｅｓ）、ＣＰＵ１１１は、この制御を終了する。指示内容が加工終了でない場合（ステップＳ１０でＮｏ）、ＣＰＵ１１１は、制御を次のステップＳ１５へ移す。

ステップＳ１５では、ＣＰＵ１１１は、上記ステップＳ５で読み込んだ動作ブロックの指示内容が工具交換を指示するものであるか否かを判定する。指示内容が工具交換でない場合（ステップＳ１５でＮｏ）、ＣＰＵ１１１は、ステップＳ２０で当該動作ブロックの指示内容に従った動作制御を実行した後、ステップＳ５に戻って同様の手順を繰り返す。読み込んだ動作ブロックの指示内容が工具交換である場合（ステップＳ１５でＹｅｓ）、ＣＰＵ１１１は、制御を次のステップＳ２５へ移す。

ステップＳ２５では、ＣＰＵ１１１は、工具交換の動作ブロックの指示内容から次に使用する工具を特定し、工具マガジン８のその時点における次の工具の周方向位置から主軸ヘッド６下方の割り出し位置まで工具マガジン８を旋回して割り出し動作を行うのに必要なマガジン旋回ピッチ数を算出する。

次にＣＰＵ１１１は、上記ステップＳ２５で算出したマガジン旋回ピッチ数に対応する適切な噴出開始時期を、上記図１２に示した噴出開始時期テーブルから取得して（ステップＳ３０）、次のステップＳ３５へ制御を移す。

ステップＳ３５では、ＣＰＵ１１１は、工具交換の動作を開始する。具体的には、ＣＰＵ１１１は、Ｚ軸モータ１５及びマガジンモータ４６を制御して、前記工程（１）〜工程（３）の動作をマルチタスク処理にて自動的に連続して実行させる。この工具交換の動作を自動的に行わせている間に、ＣＰＵ１１１は、処理を次のステップＳ４０へ移す。

ステップＳ４０では、ＣＰＵ１１１は、上記ステップＳ３０で取得した噴出開始時期に到達したか否かを判定し、まだ噴出開始時期に到達していない場合（ステップＳ４０でＮｏ）、同じ判定を繰り返してループ待機する。噴出開始時期に到達した場合（ステップＳ４０でＹｅｓ）、ＣＰＵ１１１は、第１電磁弁９７及び第２電磁弁１０１にオン操作の制御信号を出力して（ステップＳ４５）、ステップＳ５０へ処理を移す。ステップＳ４５の処理は、洗浄ノズル８１に洗浄液の供給を開始するものである。噴出開始時期に到達したか否かは、Ｚ軸モータ６のエンコーダ６ａから得た主軸ヘッド６の位置と、マガジンモータ４６を既に駆動しかた否かで判断する。時期（Ａ）と時期（Ｄ）は、主軸ヘッド６の位置が同じであるが、時期（Ａ）では、マガジンモータ４６を駆動する前であり、時期（Ｄ）では、マガジンモータ４６を駆動した後となる。同様に、ＣＰＵ１１１は、時期（Ｂ）と時期（Ｃ）とを区別できる。

ＣＰＵ１１１は、噴出停止時期に到達したか否か、つまり主軸ヘッド６の下端面がＺ軸原点まで下降して洗浄液の噴出が不要となったか否かを判定する（ステップＳ５０）。ＣＰＵ１１１は、噴出停止時期に到達していない場合（ステップＳ５０でＮｏ）、同じ判定を繰り返してループ待機する。噴出停止時期に到達した場合（ステップＳ５０でＹｅｓ）、ＣＰＵ１１１は、第１電磁弁９７及び第２電磁弁１０１にオフ操作の制御信号を出力して洗浄液の噴出を停止する（ステップＳ５５）。なおこの時点では同時に、主軸２２が工具ホルダ７５を完全に保持している時期（Ｄ）の状態となっている。

次にステップＳ６０へ移り、ＣＰＵ１１１は、主軸２２が加工待機位置に到達したか否かを判定する。加工待機位置では、この時点の割り出し位置にあるグリップアーム３８は、回動して主軸ヘッド６から離間し、工具ホルダ７５は、工具保持部３８Ａから離れる。加工待機位置は、通常、Ｚ軸原点よりも下方の位置である。まだ主軸２２が加工待機位置に到達していない場合（ステップＳ６０でＮｏ）、ＣＰＵ１１１は、同じ判定を繰り返してループ待機する。加工待機位置に到達した場合（ステップＳ６０でＹｅｓ）、ＣＰＵ１１１は、処理をステップＳ５に移し同様の手順を繰り返す。

以上の制御を行うことにより、工具交換動作においてマガジン旋回ピッチ数が「８」〜「１０」の比較的多い場合、つまり工具マガジン８が旋回する割り出し動作に必要な時間が比較的長い場合には、遅めの時期（Ｃ）に噴出開始動作を行わせることができる。これにより、上述した洗浄液噴出必須期間内に洗浄液の噴出を確実に行えると共に、マガジン旋回ピッチ数が「１」〜「７」の場合よりも洗浄液の噴出時間を短縮し、必要以上に早く噴出することによる洗浄液の無駄な消費を防止することができる。

マガジン旋回ピッチ数が「１」〜「３」の比較的少ない場合、つまり工具マガジン８が旋回する割り出し動作に必要な時間が比較的短い場合には、早めの時期（Ａ）に噴出開始動作を行わせることができる。割り出し動作に必要な時間が短いため、早めに噴出を開始しても洗浄液の無駄な消費を抑制できる。工程（１）及び工程（２）の間に上述した洗浄液噴出タイムラグを経過させることができるため、洗浄液噴出必須期間の開始時期である時期（Ｃ）になる前に洗浄液を噴出することができる。すなわち、洗浄液噴出タイムラグを考慮したタイミングで洗浄液の噴出を行うことができる。

マガジン旋回ピッチ数が「４」〜「７」の場合、つまり割り出し動作に必要な時間が中程度である場合には、早めの時期（Ｂ）に噴出開始動作を行わせることができる。割り出し動作に必要な時間が中程度であるため、早めに噴出を開始しても洗浄液の無駄な消費を抑制できる。工程（２）の間に上述した洗浄液噴出タイムラグを経過させることができるため、上記マガジン旋回ピッチ数が「１」〜「３」の場合と同様に、洗浄液噴出タイムラグを考慮したタイミングで洗浄液の噴出を行うことができる。

尚、マガジンモータ４６、連結軸４７、カップリング４８、ベベルギヤ４９，５０、回転軸５１、及びバレルカム５３等が、マガジン駆動手段を構成する。第１ポンプ８３、第１切替バルブ９０、第２切替バルブ９２、第３切替バルブ９９、エア源９３、第１電磁弁９７、及び第２電磁弁１０１が、洗浄液供給手段を構成する。上記図１４のフローチャートにおけるステップＳ２５の手順を実行するＣＰＵ１１１が移動量算出手段として機能し、ステップＳ３０の手順を実行するＣＰＵ１１１が供給時期決定手段として機能する。

以上説明したように、本実施形態の工作機械１は、新たに装着する工具を保持した工具ホルダ７５Ｂの周方向位置に応じ、工具交換時における工具マガジン８の割り出し動作に必要な移動量であるマガジン旋回ピッチ数を算出する。このマガジン旋回ピッチ数に基づき、洗浄液の供給を開始する噴出開始時期を決定する。その噴出開始時期になったら、第１ポンプ８３、第１切替バルブ９０、第２切替バルブ９２、第３切替バルブ９９、エア源９３、第１電磁弁９７、及び第２電磁弁１０１が洗浄ノズル８１への洗浄液の供給を開始する。

新たに装着する工具７４を保持した工具ホルダ７５Ｂの周方向位置が工具を受け渡すための割り出し位置から遠い場合には、工具マガジン８の旋回移動量が大きく回転駆動時間が長くなるから、噴出開始時期を遅めに決定する。新たに装着する工具７４を保持した工具ホルダ７５Ｂの周方向位置が工具を受け渡すための割り出し位置から近い場合には、工具マガジン８の旋回移動量が小さく回転駆動時間が短くなることから、噴出開始時期を早めに決定する。工具交換時に、新たな工具７４を取り付けた工具ホルダ７５Ｂがいずれの位置であっても、当該工具ホルダ７５Ｂを主軸２２へ取り付ける直前の適切なタイミングで、洗浄液を噴出させることができる。この結果、洗浄液の無駄な消費を防ぐことができる。エアや電力の無駄な消費を防止できる。洗浄液の循環量を低減できるので、洗浄液自体の劣化を抑制することができる。

この実施形態では特に、マガジン旋回ピッチ数と噴出開始時期とを予め相関として記憶させておき、その相関を参照して、ステップＳ３０の手順が洗浄液の供給を開始する噴出開始時期を決定する。これにより、大まかなパターン分けを予め行っておき、そのパターン分けに基づき、簡便な手法で洗浄液の供給開始制御を容易に行うことができる。

この実施形態では特に、マガジン旋回ピッチ数が「１」〜「３」であって工具マガジン８の旋回移動量が小さい場合は回転駆動時間が短いことから、主軸ヘッド６がＺ軸原点からＡＴＣ原点へ移動し始める時期（Ａ）で、早めに洗浄ノズル８１への洗浄液の供給を開始する。これにより、新たな工具７４を主軸２２へ取り付けるより前に確実に洗浄液を噴出させることができる。マガジン旋回ピッチ数が「８」〜「１０」であって工具マガジン８の旋回移動量が大きい場合は回転駆動時間が長いことから、主軸ヘッド６がＡＴＣ原点からＺ軸原点へと戻り始める時期（Ｃ）で、洗浄ノズル８１への洗浄液の供給を開始する。これにより、必要以上に早く洗浄液を噴出することによる無駄を防止できる。マガジン旋回ピッチ数が「４」〜「７」であって工具マガジン８の旋回移動量が中程度であるときは、上記２つの場合の中間の、工具マガジン８が回転駆動を開始する時期（Ｂ）で、洗浄ノズル８１への洗浄液の供給を開始する。

以上のようにして、新たな工具７４を取り付けた工具ホルダ７５Ｂがいずれの位置であっても、当該工具を主軸２２へ取り付ける直前の適切なタイミングで確実に洗浄液を噴出させることができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、その趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。以下、そのような変形例を説明する。

（１）工程中に噴出開始時期を指定する場合
上記実施形態の工作機械１では、割り出し動作に必要なマガジン旋回ピッチ数に対応して適切とされる３つの時期（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかのタイミングで洗浄液の供給を開始する。それ故、洗浄液噴出タイムラグ等を考慮した場合、洗浄液噴出必須期間の開始時期である時期（Ｃ）そのもののタイミングで、必ずしも実際に洗浄ノズル８１から洗浄液の噴出を開始させることができるとは限らない。本変形例はこれに対応し、時期（Ｃ）のタイミングで実際に洗浄ノズル８１から洗浄液の噴出を開始させるよう、主軸２２を上昇させる工程（１）の間や、割り出し動作の工程（２）の途中に噴出開始時期を指定するものである。

図１５は、本変形例の工作機械１における工具交換の工程と、噴出開始時期の算出内容を説明する図であり、上記実施形態における図１１に対応する図である。

この図１５において、時期（Ａ）から時期（Ｂ）へ移行するための工程（１）に要する時間は、Ｚ軸モータ１５の駆動により主軸ヘッド６を上昇させてその下端面をＺ軸原点からＡＴＣ原点まで上昇させるのに必要なＺ軸移動時間Ｚｔとなる。時期（Ｂ）から時期（Ｃ）へ移行するための工程（２）に要する時間は、工具マガジン８の割り出し動作に要する時間、つまり１つのピッチ分だけ工具マガジン８を旋回するのに必要な時間Ｐｔと、算出されたマガジン旋回ピッチ数Ｐｎとの積であるマガジン旋回時間Ｍｔ（＝Ｐｔ×Ｐｎ）となる。

これにより、工具交換動作を開始する時期（Ａ）から計時を開始して、Ｚ軸移動時間Ｚｔとマガジン旋回時間Ｍｔの合計時間（＝Ｚｔ＋Ｍｔ）だけ経過した時点で時期（Ｃ）となる。この時期（Ｃ）に到達した時点で実際に洗浄ノズル８１から洗浄液の噴出を開始させるためには、前述した洗浄液噴出タイムラグＣｔ（噴出時間差Ｃｔ）だけ遡ったタイミングで第１電磁弁９７及び第２電磁弁１０１にオン操作を行う制御信号（供給開始指示信号）を出力すればよい。つまり、時期（Ａ）から計時を開始して（Ｚｔ＋Ｍｔ）−Ｃｔだけ経過した時点で第１電磁弁９７及び第２電磁弁１０１をオン操作することにより、時期（Ｃ）に到達した時点で実際に洗浄ノズル８１から洗浄液の噴出を開始させることができる。

この場合には、あらかじめ上記のＺ軸移動時間Ｚｔと洗浄液噴出タイムラグＣｔをそれぞれ確定しておき、上記実施形態における図１４のフローチャートのステップＳ３０の手順でマガジン旋回ピッチ数（ステップＳ２５で算出済み）に基づくマガジン旋回時間Ｍｔを算出し、それを用いて（Ｚｔ＋Ｍｔ）−Ｃｔの時間を算出する。ステップＳ３５の時点（基準時）で工具交換の動作を開始する際に計時を開始し、ステップＳ４０でその計時が（Ｚｔ＋Ｍｔ）−Ｃｔを経過したか否かを判定すればよい。以上によって、噴出開始時期テーブルを参照せずに、時期（Ｃ）に到達した時点で実際に洗浄ノズル８１から洗浄液の噴出を開始させることができる。

以上において、マガジン旋回時間Ｍｔが、回転型マガジンの回転駆動時間Ｍｔに相当し、Ｚ軸移動時間Ｚｔが、主軸ヘッドが加工基準位置から交換基準位置へ移動する所要時間Ｚｔに相当する。また、変形例に記載したステップＳ３０の手順が、回転時間算出手段として機能する。

以上説明したように、本変形例においては、上記マガジン旋回時間Ｍｔを算出し、Ｚ軸移動時間Ｚｔと併せて主軸ヘッド６の移動開始時から工具マガジン８の回転終了時までの経過時間としてＺｔ＋Ｍｔを算出する。Ｚ軸原点からＡＴＣ原点への主軸ヘッド６の移動開始時（つまり時期（Ａ））を基準とし、ＺｔにＭｔを加えさらに洗浄液噴出タイムラグＣｔを差し引いた時間Ｚｔ＋Ｍｔ−Ｃｔを、洗浄液の供給タイミングである噴出開始時期として決定する。上記の基準時からＺｔ＋Ｍｔ−Ｃｔの経過を待って第１電磁弁９７及び第２電磁弁１０１に対しオン操作を行うための制御信号を出力することにより、工具マガジン８の回転が終了した時期（Ｃ）のタイミングで、確実に洗浄ノズル８１から洗浄液を噴出させることができる。

なお、洗浄液の噴出を停止させる動作タイミングに対しても同様の手法で設定してもよい。つまり、時期（Ｃ）から時期（Ｄ）へ移行するための工程（３）に要する時間をＺ軸戻り移動時間Ｒｔとして算出し、時期（Ａ）から計時して（Ｚｔ＋Ｍｔ＋Ｒｔ）−Ｃｔだけ経過した時点で第１電磁弁９７をオフ操作する制御信号を出力することで、時期（Ｄ）のタイミングで洗浄ノズル８１からの実際の洗浄液の噴出を停止させることができる。

１ 工作機械
２ 自動工具交換装置（工具交換機構）
５ Ｚ軸移動装置（上下移動機構）
６ 主軸ヘッド
８ 工具マガジン（回転型マガジン）
１５ Ｚ軸モータ
２１ 工具装着部（工具係合部）
２２ 主軸
２３ 主軸モータ
３８ グリップアーム
３８Ａ 工具保持部
４６ マガジンモータ（マガジン駆動手段）
４７ 連結軸（マガジン駆動手段）
４８ カップリング（マガジン駆動手段）
４９，５０ ベベルギヤ（マガジン駆動手段）
５１ 回転軸（マガジン駆動手段）
５３ バレルカム（マガジン駆動手段）
７４ 切削工具（工具）
７５，７５Ａ，７５Ｂ 工具ホルダ
８１ 洗浄ノズル
８２ 洗浄液回路（洗浄機構）
８３ 第１ポンプ（洗浄液供給手段）
９０ 第１切替バルブ（洗浄液供給手段）
９２ 第２切替バルブ（洗浄液供給手段）
９９ 第３切替バルブ（洗浄液供給手段）
９３ エア源（洗浄液供給手段）
９７ 第１電磁弁（洗浄液供給手段）
１０１ 第２電磁弁（洗浄液供給手段）
１１３ ＲＡＭ（相関記憶手段）

Claims (4)

1. 工具を保持する工具係合部を備えた主軸を回転駆動可能に支持する主軸ヘッドと、
   前記主軸ヘッドを上下方向に移動させ、前記工具による切削加工時の位置決め基準となる加工基準位置と、前記工具の交換時の位置決め基準となる交換基準位置とに、位置決め可能な上下移動機構と、
   前記工具を取り付けた工具ホルダを保持する工具保持部を周方向複数箇所に備えた回転型マガジン、及び、前記主軸ヘッドが前記交換基準位置に位置するときに前記回転型マガジンを前記周方向に回転駆動するためのマガジン駆動手段を有し、前記主軸ヘッドが前記加工基準位置から前記交換基準位置に移動する間に、前記主軸の前記工具係合部と前記回転型マガジンの前記工具保持部との間で、前記工具を授受可能な工具交換機構と、
   前記工具交換機構による前記工具交換時に、前記主軸の前記工具係合部に新たに装着する工具を洗浄する洗浄液を噴出する洗浄ノズル、及び、前記洗浄ノズルに対し前記洗浄液を供給する洗浄液供給手段を有する洗浄機構と
   を備えた工作機械において、
   前記主軸の前記工具係合部に新たに装着する工具を保持した前記工具ホルダの前記回転型マガジンにおける周方向位置に応じ、工具交換時における前記マガジン駆動手段による前記回転型マガジンの移動量を算出する移動量算出手段と、
   前記移動量算出手段が算出した前記移動量に基づき、前記洗浄液供給手段による前記洗浄ノズルへの前記洗浄液の供給開始時期を決定する供給時期決定手段とを有し、
   前記洗浄液供給手段は、
   前記供給時期決定手段が決定した前記供給開始時期になったら、前記洗浄ノズルに対し洗浄液を供給する
   ことを特徴とする工作機械。
2. 請求項１記載の工作機械において、
   予め定められた、前記回転型マガジンの前記移動量と前記洗浄液の前記供給開始時期との相関を記憶した相関記憶手段をさらに備え、
   前記供給時期決定手段は、
   前記移動量算出手段が算出した前記移動量に基づき、前記相関記憶手段が記憶した前記相関を参照して、前記供給開始時期を決定する
   ことを特徴とする工作機械。
3. 請求項１又は請求項２記載の工作機械において、
   前記供給時期決定手段は、
   前記移動量が第１基準値より小さいときには、前記主軸ヘッドが前記加工基準位置から前記交換基準位置へと移動を開始したときを、前記供給開始時期とし、
   前記移動量が第２基準値より大きいときには、前記回転型マガジンの回転駆動が終了し、前記主軸ヘッドが前記交換基準位置から前記加工基準位置へと移動を開始したときを、前記供給開始時期とし、
   前記移動量が前記第１基準値以上で前記第２基準値以下であるときには、前記主軸ヘッドが前記加工基準位置から前記交換基準位置へと移動完了後、前記回転型マガジンが回転駆動を開始したときを、前記供給開始時期とする
   ことを特徴とする工作機械。
4. 請求項１記載の工作機械において、
   前記移動量移動量算出手段が算出した前記回転型マガジンの前記移動量に対応した前記回転型マガジンの回転駆動時間Ｍｔを算出する回転時間算出手段をさらに備え、
   前記供給時期決定手段は、
   前記主軸ヘッドが前記加工基準位置から前記交換基準位置へ移動する所要時間をＺｔ、
   前記洗浄液供給手段に対し前記洗浄液の供給開始指示信号を出力してから実際に洗浄液が前記洗浄ノズルから噴出されるまでの噴出時間差をＣｔ、
   としたとき、
   前記主軸ヘッドが前記加工基準位置から前記交換基準位置へ移動を開始したときを基準とし、この基準時から
   Ｚｔ＋Ｍｔ−Ｃｔ
   だけ時間が経過した時期を、前記供給開始時期と決定する
   ことを特徴とする工作機械。

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