JP2018039068A - 工具交換装置の位置補正システム及び位置補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】旋回駆動部に対して何らかの作用が働いてタレットの旋回ずれが発生する場合であっても、別異のブレーキ機構の増設により旋回ずれを防止することなく、工具交換装置を適切な位置範囲内に配置可能な位置補正システム及び位置補正方法を提供する。【解決手段】工作機械システム１０（工具交換装置１２の位置補正システム）は、タレット３０の基準位置Ｐｒを示す座標を記憶する記憶部５８と、タレット３０の旋回位置座標を検出するエンコーダ３８（旋回位置座標検出部）と、検出された旋回位置座標の、記憶された旋回位置座標に対する旋回ずれδに応じて、タレット３０を基準位置Ｐｒに戻す旋回補正の要否を判定する補正要否判定部６８と、必要があると判定された場合に旋回補正に関わる動作又は作業を要求する補正指示部７０（補正要求手段）を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、いわゆるタレット方式の工具交換装置を備える工作機械において、工具交換装置の位置を補正するための位置補正システム及び位置補正方法に関する。

従来から、工作機械の主軸に装着させる工具を自動的に交換可能である工具交換装置が知られている。工具交換装置の一形態として、工具を保持可能である複数のグリップが周方向に沿って設けられたタレットを旋回させることで、工具の自動交換を実現するいわゆる「タレット方式」が挙げられる。このタレット方式に関して、主軸とグリップの間に生じ得る位置ずれ（軸心ずれ）を抑制する技術が提案されている。

特許文献１では、タレットを旋回駆動するサーボモータ（旋回駆動部）の駆動状態に基づいて主軸とグリップの間に生じる位置ずれを検出し、必要に応じてこの位置ずれを補正する工作機械が提案されている。より詳細には、主軸から工具を引き抜くとき又は主軸に工具を装着するときに、旋回駆動部の負荷を検出する旨が記載されている。

特開２０１１−１７３１９７号公報（［００１４］〜［００２０］）

ところで、タレットに保持されている複数の工具における重量分布が偏っている場合、旋回駆動部に対して何らかの作用が働いて予期せずに、重心位置を下げる方向にタレットが旋回することがある。このように、無視できない程度の旋回ずれが生じた場合、特許文献１で提案される検出タイミング（工具の挿抜時）では、工具の交換に失敗したり、主軸に衝撃を与えたりすることが問題となる。

一方、この不具合を解消する対策として、タレット又は旋回駆動部に対して機械的な制動力を付与するブレーキ機構を設けることが考えられる。しかし、このブレーキ機構を増設することでその分だけ、装置の構造が複雑になると共にシステム全体の製造コストが高くなるという問題がある。

本発明は上記した問題を解決するためになされたものであり、旋回駆動部に対して何らかの作用が働いてタレットの旋回ずれが発生する場合であっても、別異のブレーキ機構の増設により旋回ずれを防止することなく、工具交換装置を適切な位置範囲内に配置可能な位置補正システム及び位置補正方法を提供することを目的とする。

第１の本発明に係る位置補正システムは、工作機械の主軸に装着させる工具を保持可能な複数のグリップが周方向に沿って設けられたタレットと、旋回軸を中心に前記タレットを旋回駆動して、任意の前記グリップに割り出させる旋回駆動部と、を有する工具交換装置の位置補正システムであって、前記グリップの割出位置に対応する前記タレットの旋回位置座標を、前記タレットの基準位置を示す座標として記憶する記憶部と、前記タレットの旋回位置座標を検出する旋回位置座標検出部と、前記旋回位置座標検出部により検出された前記タレットの旋回位置座標の、前記記憶部に記憶された前記タレットの旋回位置座標に対する旋回ずれに応じて、前記タレットを前記基準位置に戻す旋回補正を行う必要があるか否かを判定する補正要否判定部と、前記補正要否判定部により前記旋回補正を行う必要があると判定された場合、前記旋回補正に関わる動作又は作業を要求する補正要求手段を備える。

このように、検出された旋回位置座標の、記憶された旋回位置座標に対する旋回ずれに応じて、タレットを基準位置に戻す旋回補正を行う必要があるか否かを判定するようにしたので、旋回駆動部を含む工具交換装置の動作を開始又は再開した後、重心位置を下げる方向にタレットが実際に旋回したか否かにかかわらず、タレットの旋回位置を常に適切な座標に設定可能となる。これにより、旋回駆動部に対して何らかの作用が働いてタレットの旋回ずれが発生した場合であっても、別異のブレーキ機構の増設により旋回ずれを防止することなく、工具交換装置を適切な位置範囲内に配置できる。

また、第１の本発明に係る位置補正システムに関して、電力により作動する前記旋回駆動部に対する電力供給のオン・オフ状態を判断する電力状態判断部を更に備え、前記補正要否判定部は、前記電力状態判断部により電力供給がオフ状態からオン状態に切り替わったと判断された場合、前記旋回補正を行う必要があるか否かを判定してもよい。旋回駆動部に対する電力供給の停止をトリガとしてタレットが旋回し易くなる傾向があるので、特に効果的である。

また、第１の本発明に係る位置補正システムに関して、前記補正要求手段は、前記旋回駆動部に対して、前記タレットを前記基準位置に戻す動作を行う旨を指示する補正指示部であってもよい。これにより、自動による旋回補正を用いて、タレットの旋回ずれが解消される。

また、第１の本発明に係る位置補正システムに関して、前記補正要求手段は、作業者に対して、前記タレットを前記基準位置に戻す作業を行う旨を報知する報知部であってもよい。これにより、手動による旋回補正を用いて、タレットの旋回ずれが解消される。

また、第１の本発明に係る位置補正システムに関して、前記補正要否判定部は、前記旋回ずれの大きさが閾値を下回る場合に前記旋回補正が不要であると判定する一方、前記旋回ずれの大きさが前記閾値以上である場合に前記旋回補正を行う必要があると判定してもよい。これにより、タレットの旋回ずれが、与えられた許容値（つまり、閾値）よりも常に小さく設定される。

また、第１の本発明に係る位置補正システムに関して、前記補正要求手段は、前記旋回駆動部に対して前記タレットを前記基準位置に戻す動作を行う旨を指示する補正指示部、及び、作業者に対して前記タレットを前記基準位置に戻す作業を行う旨を報知する報知部であり、前記補正要否判定部は、前記旋回ずれの大きさが第１閾値を下回る場合に前記旋回補正が不要であると判定し、前記旋回ずれの大きさが前記第１閾値よりも大きい第２閾値以上である場合に前記報知部による報知を伴う前記旋回補正が必要であると判定し、前記旋回ずれの大きさが前記第１閾値以上であって前記第２閾値を下回る場合に前記補正指示部による指示を伴う前記旋回補正が必要であると判定してもよい。これにより、タレットの旋回ずれの程度に応じて自動又は手動を使い分けることで、臨機応変な旋回補正の対処が可能となる。

第２の本発明に係る位置補正方法は、工作機械の主軸に装着させる工具を保持可能な複数のグリップが周方向に沿って設けられたタレットと、旋回軸を中心に前記タレットを旋回駆動して、任意の前記グリップに割り出させる旋回駆動部と、を有する工具交換装置の位置補正方法であって、前記グリップの割出位置に対応する前記タレットの旋回位置座標を、前記タレットの基準位置を示す座標として記憶する記憶ステップと、前記タレットの旋回位置座標を検出する検出ステップと、検出された前記タレットの旋回位置座標の、記憶された前記タレットの旋回位置座標に対する旋回ずれに応じて、前記タレットを前記基準位置に戻す旋回補正を行う必要があるか否かを判定する判定ステップと、前記旋回補正を行う必要があると判定された場合、前記旋回補正に関わる動作又は作業を要求する要求ステップを備える。

本発明に係る工具交換装置の位置補正システム及び位置補正方法によれば、旋回駆動部に対して何らかの作用が働いてタレットの旋回ずれが発生した場合であっても、別異のブレーキ機構を増設することなく、工具交換装置を適切な位置範囲内に配置できる。

本発明の第１実施形態における位置補正システムとしての工作機械システムの全体構成図である。 図２Ａ及び図２Ｂは、タレットの旋回位置の時間変化を示す第１の遷移図である。 図３Ａ及び図３Ｂは、タレットの旋回位置の時間変化を示す第２の遷移図である。 図１の工作機械システムの動作説明に供されるフローチャートである。 本発明の第２実施形態における位置補正システムとしての工作機械システムの全体構成図である。 図５の工作機械システムの動作説明に供されるフローチャートである。 本発明の第３実施形態における位置補正システムとしての工作機械システムの全体構成図である。 図７の工作機械システムの動作説明に供されるフローチャートである。

以下、本発明に係る工具交換装置の位置補正システムについて、工具交換装置の位置補正方法との関係において好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。

［第１実施形態］
先ず、第１実施形態における工具交換装置の位置補正システム（以下、単に「位置補正システム」ともいう）について、図１〜図４を参照しながら説明する。

＜工作機械システム１０の構成＞
図１は、本発明の第１実施形態における位置補正システムとしての工作機械システム１０の全体構成図である。この工作機械システム１０は、工具交換装置１２を有する工作機械１４と、加工プログラムを用いて工作機械１４を制御する数値制御装置１６を含んで構成される。工作機械１４は、図示しない被加工物に対して所望の機械加工（例えば、フライス加工、施削加工、ドリル加工、中ぐり加工）を施す装置である。

この工作機械１４は、本体部１８と、主軸２０を有する主軸頭２２と、電源スイッチ２４と、軸支部２６を含んで構成される。電源スイッチ２４がオン状態であるときに工作機械１４に対して電源２８から電力が供給される一方、電源スイッチ２４がオフ状態であるときに工作機械１４に対して電源２８からの電力の供給が停止される。

軸支部２６は、工具交換装置１２を本体部１８に対して回動可能に軸支する。工具Ｔを交換するときに工具交換装置１２を主軸頭２２に近接する位置に移動させる一方、交換時以外のときに工具交換装置１２を主軸頭２２から離間する位置に移動させる。これにより、被加工物の加工時における作業空間を広く確保することができる。

工具交換装置１２は、複数の工具Ｔを保持可能なタレット３０と、旋回軸３２を中心にタレット３０を旋回駆動させるタレット駆動モータ３４（旋回駆動部／位置補正部）と、タレット駆動モータ３４のギア（以下、モータ側ギア３６）と噛合可能なタレット側ギア３７を備える。

タレット駆動モータ３４は、例えば、電力により作動する電動式のサーボモータで構成されており、本体部１８の所定位置に固定されている。工具交換装置１２が主軸頭２２に近接する位置にあるとき、モータ側ギア３６とタレット側ギア３７が互いに噛み合うことで、タレット駆動モータ３４によるタレット３０の旋回動作が可能となる。

なお、タレット駆動モータ３４は、旋回位置座標（ここでは、絶対位置）を検出可能なエンコーダ３８（旋回位置座標検出部）を含んで構成されており、検出された旋回位置座標を示す信号を数値制御装置１６（具体的には、後述するサーボアンプ５４）に向けて出力する。

数値制御装置１６は、ＰＭＣ（Programmable Machine Controller）５０と、軸制御回路５２と、サーボアンプ５４と、ＭＤＩ（Manual Data Input）操作部５６と、記憶部５８と、演算部６０を含んで構成されるコンピュータである。

ＰＭＣ５０は、ラダープログラム等を実行することで工作機械１４に対して所望のシーケンス制御を行う装置である。軸制御回路５２は、工作機械１４に対して多軸制御を行うための電気回路である。サーボアンプ５４は、タレット駆動モータ３４を含む複数の駆動モータを回転駆動させるためのドライバであり、タレット３０の旋回位置が、軸制御回路５２による指令位置と一致するようにタレット駆動モータ３４を駆動させる。

ＭＤＩ操作部５６は、例えば、キーボード、マウス、タッチセンサ、ディスプレイ、スピーカを含む入出力装置からなり、工作機械システム１０の運転に関わる運転情報を種々の形態で入力又は出力可能に構成されている。

記憶部５８は、少なくとも１つの揮発性又は不揮発性のメモリ装置から構成される。メモリ装置は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）、フラッシュメモリ等で構成される。本図例では、記憶部５８には、図示しない起動プログラム及び加工プログラムの他、基準位置Ｐｒ（図２Ａ〜図３Ｂ参照）を示す位置データ６２が格納されている。

演算部６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＭＰＵ（Micro-Processing Unit）のプロセッサによって構成されている。演算部６０は、プロセッサが記憶部５８に格納されたプログラムを読み出し実行することで、電力状態判断部６４、旋回ずれ算出部６６、補正要否判定部６８、補正指示部７０を含む各々の機能を実行可能である。

＜タレット３０の具体的構成＞
続いて、複数の工具Ｔを保持するタレット３０の具体的構成について、図２Ａ〜図３Ｂを参照しながら説明する。以下、複数の工具Ｔを明確に識別する場合、それぞれの工具をＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４（４つの場合）と分けて表記する。

図２Ａ及び図２Ｂは、タレット３０の旋回位置の時間変化を示す第１の遷移図である。より詳しくは、図２Ａは、電源スイッチ２４（図１）がオン状態であるタレット３０の旋回位置を示す。また、図２Ｂは、図２Ａの位置状態から、電源スイッチ２４（図１）をオフ状態に切り替えた直後におけるタレット３０の旋回位置を示す。

概略円盤状のタレット３０には、工具Ｔを１つずつ保持可能である複数のグリップ４０（工具保持部材）が設けられている。本図の例では、１２個のグリップ４０は、タレット３０の周方向に沿って等角度間隔（具体的には、３０度間隔）で配置されている。以下、１２個のうち４つのタレット３０が同じ重量の工具（以下、４つの工具Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４）を保持している場合を想定する。

記憶部５８（図１）には、グリップ４０の割出位置を示す番号（以下、割出番号）と、割出位置に対応する座標（以下、旋回位置座標）が対応付けて格納されている。この割出位置及び旋回位置座標を参照することで、所望の工具Ｔを保持するグリップ４０を割り出すことができる。

図２Ａに示すように、４つの工具Ｔ１〜Ｔ４はそれぞれ、最上位置を基準（０度）とする角度方向において、９０度、１８０度、２７０度、３６０度（０度）の位置に配置されている。つまり、４つの工具Ｔ１〜Ｔ４における重量分布は旋回軸３２に対して略均等になり、タレット３０の重心は、旋回軸３２の上又は旋回軸３２に近い位置にある。この状態にて電源スイッチ２４をオン状態からオフ状態に切り替え、タレット駆動モータ３４の励磁を強制的に切断したとする。

図２Ｂに示すように、４つの工具Ｔ１〜Ｔ４における重量分布が略均等である場合、タレット３０を旋回させる力が発生しないか軽微であるため、タレット３０は、図２Ａに示す旋回位置をそのまま維持する。例えば、工具Ｔ１に対応するタレット３０の旋回位置を基準位置Ｐｒとして定義するとき、タレット３０の現在位置Ｐｃは、基準位置Ｐｒに一致する。

図３Ａ及び図３Ｂは、タレット３０の旋回位置の時間変化を示す第２の遷移図である。より詳しくは、図３Ａは、電源スイッチ２４がオン状態であるタレット３０の旋回位置を示す。また、図３Ｂは、図３Ａの位置状態から、電源スイッチ２４をオフ状態に切り替えた直後におけるタレット３０の旋回位置を示す。

図３Ａに示すように、４つの工具Ｔ１〜Ｔ４はそれぞれ、最上位置を基準（０度）とする角度方向において、９０度、２４０度、２７０度、３００度の位置に配置されている。つまり、４つの工具Ｔ１〜Ｔ４における重量分布は旋回軸３２に対して左側（２７０度）に大きく偏っており、タレット３０の重心は、旋回軸３２から離れた位置にある。この状態にて電源スイッチ２４をオン状態からオフ状態に切り替え、タレット駆動モータ３４の励磁を強制的に切断したとする。

図３Ｂに示すように、４つの工具Ｔ１〜Ｔ４における重量分布が偏っている場合、タレット３０の重心位置を下げる方向、すなわちタレット３０を反時計回りに旋回させる力が発生し、タレット３０は、図３Ａに示す基準位置Ｐｒに対して旋回ずれδだけ移動してしまう。このように、電源２８の状態の切り替わりに伴って、無視できない程度の旋回ずれδが生じた状態下に工具交換装置１２を作動させる場合、工具Ｔ１〜Ｔ４の交換に失敗したり、工作機械１４の主軸２０に衝撃を与えたりする可能性がある。

そこで、タレット駆動モータ３４に対して何らかの作用が働いてタレット３０の旋回ずれδが発生した場合、工作機械システム１０を用いてタレット３０の旋回位置を補正する手法（以下、旋回補正という）を提案する。

＜工作機械システム１０の動作＞
第１実施形態における工作機械システム１０は、以上のように構成される。続いて、工作機械システム１０の動作、具体的には旋回補正について、図４のフローチャートを参照しながら説明する。この旋回補正に先立ち、グリップ４０の割出位置に対応する旋回位置座標を、タレット３０の基準位置を示す座標として記憶部５８に記憶させておく。

図４のステップＳ１において、電力状態判断部６４は、タレット駆動モータ３４に対する電力供給のオン・オフ状態を判断する。ここでは、電力状態判断部６４は、電源スイッチ２４の状態が「オフ」から「オン」に切り替わったと判断する。

ステップＳ２において、エンコーダ３８は、ステップＳ１にて特定の切り替わりがあったと判断された直後に、タレット３０の現在位置Ｐｃを示す旋回位置座標を検出する（換言すれば、基準位置Ｐｒに対する旋回ずれδを検出する）。具体的には、エンコーダ３８は、タレット駆動モータ３４から得た信号をサーボアンプ５４に向けて出力する。

ここで、「判断された直後」とは、実際に判断した時点から起算して、タレット駆動モータ３４が最初に駆動を開始するまでの時間帯であればよい。また、基準位置Ｐｒは、電源スイッチ２４がオン状態からオフ状態に切り替わる直前（タレット駆動モータ３４が最後に駆動した時点以降）のタレット３０の旋回位置に相当する。

ステップＳ３において、旋回ずれ算出部６６は、ステップＳ２により検出されたタレット３０の旋回位置座標を用いて、旋回ずれδの大きさ（以下、旋回ずれ量｜δ｜）を算出する。具体的には、旋回ずれ算出部６６は、記憶部５８に記憶された位置データ６２を読み出して基準位置Ｐｒを示す旋回位置座標を取得し、この基準位置Ｐｒに対する現在位置Ｐｃの誤差に相当する旋回ずれ量｜δ｜を算出する。

ステップＳ４において、補正要否判定部６８は、ステップＳ３により算出された旋回ずれ量｜δ｜と、予め設定されている閾値Ｔｈ１の間の大小関係に応じて、タレット３０を基準位置Ｐｒに戻す旋回補正を行う必要があるか否かを判定する。具体的には、補正要否判定部６８は、｜δ｜≧Ｔｈ１の関係を満たす場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）に旋回補正が「必要」であると判定し、次のステップ（Ｓ５）に進む。一方、補正要否判定部６８は、｜δ｜＜Ｔｈ１の関係を満たす場合（ステップＳ４：ＮＯ）に旋回補正が「不要」であると判定し、ステップＳ５の実行を省略する。

ステップＳ５において、工作機械システム１０は、旋回補正が必要である場合に、旋回ずれδの自動補正を行う。具体的には、補正指示部７０は、軸制御回路５２に対して、タレット３０の現在位置Ｐｃを基準位置Ｐｒに戻す動作を行う旨を指示する。その後、サーボアンプ５４は、軸制御回路５２からの指令を受け付けて、タレット駆動モータ３４に対して、旋回ずれδを相殺する補正量（−δ）だけ旋回させる駆動制御を行う。その結果、タレット３０の旋回ずれδが解消され、与えられた許容値（ここでは、閾値Ｔｈ１）よりも常に小さく設定されることになる。

＜位置データ６２の作成方法＞
続いて、基準位置Ｐｒを示す位置データ６２の作成方法について説明する。以下に示す方法は、第１実施形態のみならず、後述する実施形態（第２及び第３実施形態）にも同様に適用できることは言うまでもない。

（第１の作成方法）
先ず、位置データ６２を作成する第１の方法について説明する。例えば、工作機械１４のシャットダウン時にタレット３０を常に定位置に戻す場合には、上記した定位置を示す位置データ６２を記憶部５８に格納しておく。この場合、補正要否判定部６８は、位置データ６２により特定されるタレット３０の初期位置を基準位置Ｐｒとして、旋回補正の要否を判定してもよい。

（第２の作成方法）
次いで、位置データ６２を作成する第２の方法について説明する。例えば、電源２８がオン状態の間に、タレット３０の基準位置Ｐｒを示す旋回位置座標を不揮発性の記憶部５８に逐次上書きしておく。そして、補正要否判定部６８は、電源２８が一時的にオフ状態になった場合、電源２８がオフ状態からオン状態に切り替わった直後に記憶部５８から読み出した旋回位置座標（つまり、タレット３０の最終停止位置）から基準位置Ｐｒを特定し、旋回補正の要否を判定してもよい。予期しない電力の供給停止（例えば、停電）が起こった場合であっても、工具交換装置１２を適切な位置範囲内に配置できる。

＜第１実施形態による効果＞
以上のように、工作機械システム１０は、［１］工作機械１４の主軸２０に装着させる工具Ｔを保持可能な複数のグリップ４０が周方向に沿って設けられたタレット３０と、［２］旋回軸３２を中心にタレット３０を旋回駆動して、任意のグリップ４０に割り出させるタレット駆動モータ３４（旋回駆動部）と、を有する工具交換装置１２の位置補正システムである。

そして、この工作機械システム１０は、［３］グリップ４０の割出位置に対応するタレット３０の旋回位置座標を、タレット３０の基準位置を示す座標として記憶する記憶部５８と、［４］タレット３０の旋回位置座標を検出するエンコーダ３８（旋回位置座標検出部）と、［５］検出されたタレット３０の旋回位置座標の、記憶された旋回位置座標に対する旋回ずれδに応じて、タレット３０を基準位置Ｐｒに戻す旋回補正を行う必要があるか否かを判定する補正要否判定部６８と、［６］旋回補正を行う必要があると判定された場合、旋回補正に関わる動作又は作業を要求する補正要求手段と、を備える。

また、この工具交換装置１２の位置補正方法は、［１］グリップ４０の割出位置に対応するタレット３０の旋回位置座標を、タレット３０の基準位置Ｐｒを示す座標として記憶する記憶ステップと、［２］タレット３０の旋回位置座標を検出する検出ステップ（Ｓ２）と、［３］検出されたタレット３０の旋回位置座標の、記憶されたタレット３０の旋回位置座標に対する旋回ずれδに応じて、タレット３０を基準位置Ｐｒに戻す旋回補正を行う必要があるか否かを判定する判定ステップ（Ｓ４）と、［４］旋回補正を行う必要があると判定された場合、旋回補正に関わる動作又は作業を要求する要求ステップ（Ｓ５）と、を備える。

このように、検出された旋回位置座標の、記憶された旋回位置座標に対する旋回ずれδに応じて、タレット３０を基準位置Ｐｒに戻す旋回補正を行う必要があるか否かを判定するようにしたので、タレット駆動モータ３４を含む工具交換装置１２の動作を開始又は再開した後、重心位置を下げる方向にタレット３０が実際に旋回したか否かにかかわらず、タレット３０の旋回位置を常に適切な座標に設定可能となる。これにより、タレット駆動モータ３４に対して何らかの作用が働いてタレット３０の旋回ずれδが発生する場合であっても、別異のブレーキ機構の増設により旋回ずれδを防止することなく、工具交換装置１２を適切な位置範囲内に配置できる。

特に、工作機械システム１０は、電力により作動するタレット駆動モータ３４に対する電力供給のオン・オフ状態を判断する電力状態判断部６４を更に備えると共に、補正要否判定部６８は、電力状態判断部６４により電力供給がオフ状態からオン状態に切り替わったと判断された場合、旋回補正を行う必要があるか否かを判定してもよい。タレット駆動モータ３４に対する電力供給の停止をトリガとしてタレット３０が旋回し易くなる傾向があるので、特に効果的である。

ここで、補正要求手段は、タレット駆動モータ３４に対して、タレット３０を基準位置Ｐｒに戻す動作を行う旨を指示する補正指示部７０であってもよい。また、補正要否判定部６８は、旋回ずれ量｜δ｜が閾値Ｔｈ１を下回る場合に旋回補正が不要であると判定する一方、旋回ずれ量｜δ｜が閾値Ｔｈ１以上である場合に旋回補正を行う必要があると判定してもよい。自動による旋回補正を用いることで、タレット３０の旋回ずれδが、与えられた許容値（つまり、閾値Ｔｈ１）よりも常に小さく設定される。

［第２実施形態］
続いて、第２実施形態における位置補正システムについて、図５及び図６を参照しながら説明する。なお、第１実施形態（工作機械システム１０）と同様の構成には同一の参照符号を付すると共に、その構成に関する説明を省略する場合がある。

＜工作機械システム８０の構成＞
図５は、本発明の第２実施形態における位置補正システムとしての工作機械システム８０の全体構成図である。この工作機械システム８０は、工具交換装置１２を有する工作機械１４と、加工プログラムを用いて工作機械１４を制御する数値制御装置８２を含んで構成される。工作機械１４は、基本的には、第１実施形態の場合と同じ構成を有する。

数値制御装置８２は、ＰＭＣ５０と、軸制御回路５２、サーボアンプ５４、及び記憶部５８の他、第１実施形態とはそれぞれ構成又は機能が異なるＭＤＩ操作部８４（報知部／補正要求手段）、演算部８６を含んで構成されるコンピュータである。

ＭＤＩ操作部８４は、例えば、キーボード、マウス、タッチセンサ、ディスプレイ、スピーカを含む入出力装置からなり、工作機械システム８０の運転に関わる運転情報を種々の形態で入力又は出力可能に構成されている。具体的には、ＭＤＩ操作部８４は、後述する旋回補正の実行を誘導するための復旧画面を表示可能であり、作業者に対して旋回補正の実行を促すための警告音を出力可能である。

演算部８６は、第１実施形態（演算部６０）と同様に、ＣＰＵ又はＭＰＵのプロセッサによって構成されている。演算部８６は、プロセッサが記憶部５８に格納されたプログラムを読み出し実行することで、電力状態判断部６４、旋回ずれ算出部６６、補正要否判定部８８、出力指示部９０を含む各々の機能を実行可能である。

＜工作機械システム８０の動作＞
第２実施形態における工作機械システム８０は、以上のように構成される。続いて、工作機械システム８０の動作（具体的には、旋回補正）について、図６のフローチャートを参照しながら、第１実施形態（図４）とは異なる特徴を中心に説明する。

図６に示すように、電力状態判断部６４は、ステップＳ１の場合と同様に、タレット駆動モータ３４に対する電力供給のオン・オフ状態を判断する（ステップＳ１１）。エンコーダ３８は、ステップＳ２の場合と同様に、タレット３０の現在位置Ｐｃを示す旋回位置座標、つまり、基準位置Ｐｒに対する旋回ずれδを検出する（ステップＳ１２）。旋回ずれ算出部６６は、ステップＳ３の場合と同様に、検出された旋回位置座標及び記憶された旋回位置座標を用いて、旋回ずれ量｜δ｜を算出する（ステップＳ１３）。

ステップＳ１４において、補正要否判定部８８は、ステップＳ１３により算出された旋回ずれ量｜δ｜と、予め設定されている閾値Ｔｈ２の間の大小関係に応じて、タレット３０を基準位置Ｐｒに戻す旋回補正を行う必要があるか否かを判定する。具体的には、補正要否判定部６８は、｜δ｜≧Ｔｈ２の関係を満たす場合（ステップＳ１４：ＹＥＳ）に旋回補正が「必要」であると判定し、次のステップ（Ｓ１５）に進む。一方、補正要否判定部８８は、｜δ｜＜Ｔｈ２の関係を満たす場合（ステップＳ１４：ＮＯ）に旋回補正が「不要」であると判定し、ステップＳ１５、Ｓ１６の実行を省略する。

ステップＳ１５において、ＭＤＩ操作部８４は、旋回補正が必要である場合に、作業者に対して、タレット３０を基準位置Ｐｒに戻す作業を行う旨を報知するガイダンス表示を行う。具体的には、出力指示部９０は、作業の復旧画面を示す表示用データをＭＤＩ操作部８４に向けて出力する。これにより、ＭＤＩ操作部８４は、旋回補正の実行を誘導するための復旧画面（例えば、旋回ずれδ又は補正量（−δ）の内容を含む。）を所定の表示領域内に表示する。或いは、ＭＤＩ操作部８４は、出力指示部９０からの出力指示に応じて、作業者に対して旋回補正の実行を促すための警告音を発してもよい。

ステップＳ１６において、作業者は、ステップＳ１５によるガイダンス表示に従って、手動による復旧作業（すなわち、旋回ずれδの手動補正）を行う。例えば、作業者は、表示されている旋回ずれδ又は補正量（−δ）を確認した後、手動（マニュアル操作）によりタレット３０の位置を戻す。その結果、タレット３０の旋回ずれδが解消され、与えられた許容値（つまり、閾値Ｔｈ２）よりも常に小さく設定されることになる。

＜第２実施形態による効果＞
以上のように、工作機械システム８０は、［１］工作機械１４の主軸２０に装着させる工具Ｔを保持可能な複数のグリップ４０が周方向に沿って設けられたタレット３０と、［２］旋回軸３２を中心にタレット３０を旋回駆動して、任意のグリップ４０に割り出させるタレット駆動モータ３４（旋回駆動部）と、を有する工具交換装置１２の位置補正システムである。

そして、この工作機械システム８０は、［３］グリップ４０の割出位置に対応するタレット３０の旋回位置座標を、タレット３０の基準位置Ｐｒを示す座標として記憶する記憶部５８と、［４］タレット３０の旋回位置座標を検出するエンコーダ３８（旋回位置座標検出部）と、［５］検出されたタレット３０の旋回位置座標の、記憶された旋回位置座標に対する旋回ずれδに応じて、タレット３０を基準位置Ｐｒに戻す旋回補正を行う必要があるか否かを判定する補正要否判定部８８と、［６］旋回補正を行う必要があると判定された場合、旋回補正に関わる動作又は作業を要求する補正要求手段と、を備える。

また、この工具交換装置１２の位置補正方法は、［１］グリップ４０の割出位置に対応するタレット３０の旋回位置座標を、タレット３０の基準位置Ｐｒを示す座標として記憶する記憶ステップと、［２］タレット３０の旋回位置座標を検出する検出ステップ（Ｓ１２）と、［３］検出されたタレット３０の旋回位置座標の、記憶されたタレット３０の旋回位置座標に対する旋回ずれδに応じて、タレット３０を基準位置Ｐｒに戻す旋回補正を行う必要があるか否かを判定する判定ステップ（Ｓ１４）と、［４］旋回補正を行う必要があると判定された場合、旋回補正に関わる動作又は作業を要求する要求ステップ（Ｓ１５）と、を備える。

このように構成したので、第１実施形態（工作機械システム１０）の場合と同様の作用・効果が得られる。つまり、タレット駆動モータ３４に対して何らかの作用が働いてタレット３０の旋回ずれδが発生した場合であっても、別異のブレーキ機構の増設により旋回ずれδを防止することなく、工具交換装置１２を適切な位置範囲内に配置できる。

ここで、補正要求手段は、作業者に対して、タレット３０を基準位置Ｐｒに戻す作業を行う旨を報知するＭＤＩ操作部８４（報知部）であってもよい。また、補正要否判定部８８は、旋回ずれ量｜δ｜が閾値Ｔｈ２を下回る場合に旋回補正が不要であると判定する一方、旋回ずれ量｜δ｜が閾値Ｔｈ２以上である場合に旋回補正を行う必要があると判定する。手動による旋回補正を用いることで、タレット３０の旋回ずれδが、与えられた許容値（つまり、閾値Ｔｈ２）よりも常に小さく設定される。

［第３実施形態］
続いて、第３実施形態における位置補正システムについて、図７及び図８を参照しながら説明する。なお、第１実施形態（工作機械システム１０）又は第２実施形態（工作機械システム８０）と同様の構成には同一の参照符号を付すると共に、その構成に関する説明を省略する場合がある。

＜工作機械システム１００の構成＞
図７は、本発明の第３実施形態における位置補正システムとしての工作機械システム１００の全体構成図である。この工作機械システム１００は、工具交換装置１２を有する工作機械１４と、加工プログラムを用いて工作機械１４を制御する数値制御装置１０２を含んで構成される。工作機械１４は、基本的には、第１実施形態の場合と同じ構成を有する。

数値制御装置１０２は、ＰＭＣ５０と、軸制御回路５２、サーボアンプ５４、記憶部５８、及びＭＤＩ操作部８４の他、第１実施形態とは構成又は機能が異なる演算部１０４を含んで構成されるコンピュータである。

演算部１０４は、第１実施形態（演算部６０）と同様に、ＣＰＵ又はＭＰＵのプロセッサによって構成されている。演算部１０４は、プロセッサが記憶部５８に格納されたプログラムを読み出し実行することで、電力状態判断部６４、旋回ずれ算出部６６、補正要否判定部１０６、補正指示部７０、出力指示部９０を含む各々の機能を実行可能である。

＜工作機械システム１００の動作＞
第３実施形態における工作機械システム１００は、以上のように構成される。続いて、工作機械システム１００の動作（具体的には、旋回補正）について、図８のフローチャートを参照しながら、第１実施形態（図４）とは異なる特徴を中心に説明する。

図８に示すように、電力状態判断部６４は、ステップＳ１の場合と同様に、タレット駆動モータ３４に対する電力供給のオン・オフ状態を判断する（ステップＳ２１）。エンコーダ３８は、ステップＳ２の場合と同様に、タレット３０の現在位置Ｐｃを示す旋回位置座標、つまり、基準位置Ｐｒに対する旋回ずれδを検出する（ステップＳ２２）。旋回ずれ算出部６６は、ステップＳ３の場合と同様に、検出された旋回位置座標及び記憶された旋回位置座標を用いて、旋回ずれ量｜δ｜を算出する（ステップＳ２３）。

ステップＳ２４において、補正要否判定部１０６は、ステップＳ２３により算出された旋回ずれ量｜δ｜と、予め設定されている閾値Ｔｈ１（第１閾値）、閾値Ｔｈ２（第２閾値）の間の大小関係に応じて、タレット３０を基準位置Ｐｒに戻す旋回補正を行う必要があるか否かを判定する。ここでは、０＜Ｔｈ１＜Ｔｈ２を満たすとする。

具体的には、補正要否判定部１０６は、｜δ｜≧Ｔｈ２の関係を満たす場合（ステップＳ２４：｜δ｜≧Ｔｈ２）には、手動（マニュアル操作）による旋回補正が「必要」であると判定し、次のステップＳ２５、Ｓ２６に進む。ＭＤＩ操作部８４は、出力指示部９０からの指示に応じて、作業者に対してタレット３０を基準位置Ｐｒに戻す作業を行う旨を報知するガイダンス表示を行う（ステップＳ２５）。そして、作業者は、ステップＳ２５によるガイダンス表示に従って、手動による復旧作業（旋回ずれδの手動補正）を行う（ステップＳ２６）。

また、補正要否判定部１０６は、Ｔｈ１≦｜δ｜＜Ｔｈ２の関係を満たす場合（ステップＳ２４：Ｔｈ１≦｜δ｜＜Ｔｈ２）には、自動による旋回補正が「必要」であると判定し、次のステップＳ２７に進む。工作機械システム１００は、補正指示部７０からの指示に応じて、旋回ずれδの自動補正を行う（ステップＳ２７）。

一方、補正要否判定部１０６は、０≦｜δ｜＜Ｔｈ１の関係を満たす場合（ステップＳ２４：０≦｜δ｜＜Ｔｈ１）には、旋回補正が「不要」であると判定し、ステップＳ２５〜Ｓ２７の実行を省略する。

＜第３実施形態による効果＞
以上のように、工作機械システム１００は、［１］工作機械１４の主軸２０に装着させる工具Ｔを保持可能な複数のグリップ４０が周方向に沿って設けられたタレット３０と、［２］旋回軸３２を中心にタレット３０を旋回駆動して、任意のグリップ４０に割り出させるタレット駆動モータ３４（旋回駆動部）と、を有する工具交換装置１２の位置補正システムである。

そして、この工作機械システム１００は、［３］グリップ４０の割出位置に対応するタレット３０の旋回位置座標を、タレット３０の基準位置Ｐｒを示す座標として記憶する記憶部５８と、［４］タレット３０の旋回位置座標を検出するエンコーダ３８（旋回位置座標検出部）と、［５］検出されたタレット３０の旋回位置座標の、記憶された旋回位置座標に対する旋回ずれδに応じて、タレット３０を基準位置Ｐｒに戻す旋回補正を行う必要があるか否かを判定する補正要否判定部１０６と、［６］旋回補正を行う必要があると判定された場合、旋回補正に関わる動作又は作業を要求する補正要求手段と、を備える。

また、この工具交換装置１２の位置補正方法は、［１］グリップ４０の割出位置に対応するタレット３０の旋回位置座標を、タレット３０の基準位置Ｐｒを示す座標として記憶する記憶ステップと、［２］タレット３０の旋回位置座標を検出する検出ステップ（Ｓ２２）と、［３］検出されたタレット３０の旋回位置座標の、記憶されたタレット３０の旋回位置座標に対する旋回ずれδに応じて、タレット３０を基準位置Ｐｒに戻す旋回補正を行う必要があるか否かを判定する判定ステップ（Ｓ２４）と、［４］旋回補正を行う必要があると判定された場合、旋回補正に関わる動作又は作業を要求する要求ステップ（Ｓ２５、Ｓ２７）と、を備える。

このように構成したので、第１実施形態（工作機械システム１０）の場合と同様の作用・効果が得られる。つまり、タレット駆動モータ３４に対して何らかの作用が働いてタレット３０の旋回ずれδが発生する場合であっても、別異のブレーキ機構の増設により旋回ずれδを防止することなく、工具交換装置１２を適切な位置範囲内に配置できる。

ここで、補正要求手段は、（ａ）タレット駆動モータ３４に対してタレット３０を基準位置Ｐｒに戻す動作を行う旨を指示する補正指示部７０、及び（ｂ）作業者に対してタレット３０を基準位置Ｐｒに戻す作業を行う旨を報知するＭＤＩ操作部８４（報知部）であってもよい。また、補正要否判定部１０６は、（１）旋回ずれ量｜δ｜が第１閾値Ｔｈ１を下回る場合に旋回補正が不要であると判定し、（２）旋回ずれ量｜δ｜が第２閾値Ｔｈ２（＞Ｔｈ１）以上である場合にＭＤＩ操作部８４による報知を伴う旋回補正が必要であると判定し、（３）旋回ずれ量｜δ｜が第１閾値Ｔｈ１以上であって第２閾値Ｔｈ２を下回る場合に補正指示部７０による指示を伴う旋回補正が必要であると判定する。タレット３０の旋回ずれδの程度に応じて自動又は手動を使い分けることで、臨機応変な旋回補正の対処が可能となる。

［備考］
なお、この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。或いは、技術的に矛盾が生じない範囲で各々の構成を任意に組み合わせてもよい。

１０、８０、１００…工作機械システム（位置補正システム）
１２…工具交換装置 １４…工作機械
１６、８２、１０２…数値制御装置 ２０…主軸
２２…主軸頭 ２４…電源スイッチ
３０…タレット ３２…旋回軸
３４…タレット駆動モータ（旋回駆動部／位置補正部）
３８…エンコーダ（旋回位置座標検出部） ４０…グリップ
５０…ＰＭＣ ５２…軸制御回路
５４…サーボアンプ ５６…ＭＤＩ操作部
５８…記憶部 ６０、８６、１０４…演算部
６２…位置データ ６４…電力状態判断部
６６…旋回ずれ算出部 ６８、８８、１０６…補正要否判定部
７０…補正指示部（補正要求手段）
８４…ＭＤＩ操作部（報知部／補正要求手段）
９０…出力指示部 Ｐｃ…現在位置
Ｐｒ…基準位置 Ｔ（Ｔ１〜Ｔ４）…工具
Ｔｈ１…閾値（第１閾値） Ｔｈ２…閾値（第２閾値）
δ…旋回ずれ

Claims (7)

1. 工作機械の主軸に装着させる工具を保持可能な複数のグリップが周方向に沿って設けられたタレットと、
   旋回軸を中心に前記タレットを旋回駆動して、任意の前記グリップに割り出させる旋回駆動部と、
   を有する工具交換装置の位置補正システムであって、
   前記グリップの割出位置に対応する前記タレットの旋回位置座標を、前記タレットの基準位置を示す座標として記憶する記憶部と、
   前記タレットの旋回位置座標を検出する旋回位置座標検出部と、
   前記旋回位置座標検出部により検出された前記タレットの旋回位置座標の、前記記憶部に記憶された前記タレットの旋回位置座標に対する旋回ずれに応じて、前記タレットを前記基準位置に戻す旋回補正を行う必要があるか否かを判定する補正要否判定部と、
   前記補正要否判定部により前記旋回補正を行う必要があると判定された場合、前記旋回補正に関わる動作又は作業を要求する補正要求手段と、
   を備えることを特徴とする工具交換装置の位置補正システム。
2. 請求項１に記載の位置補正システムにおいて、
   電力により作動する前記旋回駆動部に対する電力供給のオン・オフ状態を判断する電力状態判断部を更に備え、
   前記補正要否判定部は、前記電力状態判断部により電力供給がオフ状態からオン状態に切り替わったと判断された場合、前記旋回補正を行う必要があるか否かを判定する
   ことを特徴とする工具交換装置の位置補正システム。
3. 請求項１又は２に記載の位置補正システムにおいて、
   前記補正要求手段は、前記旋回駆動部に対して、前記タレットを前記基準位置に戻す動作を行う旨を指示する補正指示部であることを特徴とする工具交換装置の位置補正システム。
4. 請求項１又は２に記載の位置補正システムにおいて、
   前記補正要求手段は、作業者に対して、前記タレットを前記基準位置に戻す作業を行う旨を報知する報知部であることを特徴とする工具交換装置の位置補正システム。
5. 請求項３又は４に記載の位置補正システムにおいて、
   前記補正要否判定部は、前記旋回ずれの大きさが閾値を下回る場合に前記旋回補正が不要であると判定する一方、前記旋回ずれの大きさが前記閾値以上である場合に前記旋回補正を行う必要があると判定することを特徴とする工具交換装置の位置補正システム。
6. 請求項１又は２に記載の位置補正システムにおいて、
   前記補正要求手段は、前記旋回駆動部に対して前記タレットを前記基準位置に戻す動作を行う旨を指示する補正指示部、及び、作業者に対して前記タレットを前記基準位置に戻す作業を行う旨を報知する報知部であり、
   前記補正要否判定部は、前記旋回ずれの大きさが第１閾値を下回る場合に前記旋回補正が不要であると判定し、前記旋回ずれの大きさが前記第１閾値よりも大きい第２閾値以上である場合に前記報知部による報知を伴う前記旋回補正が必要であると判定し、前記旋回ずれの大きさが前記第１閾値以上であって前記第２閾値を下回る場合に前記補正指示部による指示を伴う前記旋回補正が必要であると判定する
   ことを特徴とする工具交換装置の位置補正システム。
7. 工作機械の主軸に装着させる工具を保持可能な複数のグリップが周方向に沿って設けられたタレットと、
   旋回軸を中心に前記タレットを旋回駆動して、任意の前記グリップに割り出させる旋回駆動部と、
   を有する工具交換装置の位置補正方法であって、
   前記グリップの割出位置に対応する前記タレットの旋回位置座標を、前記タレットの基準位置を示す座標として記憶する記憶ステップと、
   前記タレットの旋回位置座標を検出する検出ステップと、
   検出された前記タレットの旋回位置座標の、記憶された前記タレットの旋回位置座標に対する旋回ずれに応じて、前記タレットを前記基準位置に戻す旋回補正を行う必要があるか否かを判定する判定ステップと、
   前記旋回補正を行う必要があると判定された場合、前記旋回補正に関わる動作又は作業を要求する要求ステップと、
   を備えることを特徴とする工具交換装置の位置補正方法。

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