JP7137723B1 - 工作機械 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の方法により複数の同一種類の工具を刃物台に取り付ける場合において、一部の工具を使用できなくなった場合であっても、加工作業を継続する。【解決手段】工作機械は、ワークの内径側を削るために工具を保持する１以上の第１ホルダと、ワークの外径側を削るために工具を保持する１以上の第２ホルダを含む刃物台と、刃物台を制御してワークを加工する加工制御部と、工具交換部と、刃物台に保持される工具のうち使用すべきでない不使用工具を特定する工具管理部と、を備える。工具交換部は、複数の同一種類の工具が第１ホルダおよび第２ホルダの双方に保持される場合において、保持対象となるホルダのうち第１ホルダの数が第２ホルダの数よりも多く、かつ、第２ホルダに保持される工具が不使用工具として特定されたときには、第１ホルダの工具と第２ホルダの不使用工具を交換する。【選択図】図８

Description

本発明は、工作機械における工具交換技術、に関する。

工作機械は、ワークを所望の形状に切削加工する装置や、金属粉末などを積層してワークを作る装置がある。切削加工する工作機械には、回転するワークに切削用の工具を当てることでワークを加工するターニングセンタと、回転する工具をワークに当てることでワークを加工するマシニングセンタ、これらの機能を複合的に備える複合加工機などがある。

刃物台を備える工作機械は、刃物台に複数の工具が装着されることがある。工作機械は、あらかじめ用意された加工プログラムにしたがって、刃物台を三次元的に動かしつつ、刃物台に装着される複数の工具からワークに当てる工具を選びながらワークを加工する。

工作機械には、多数の工具を格納する外付けの工具格納部を有するものもある。工作機械は、必要な工具が刃物台に装着されていないときには、指定された工具を工具格納部から刃物台に装着した上で、ワークの加工を続行する。以下、刃物台に装着される工具を「作業工具」とよび、工具格納部に格納される工具を「予備工具」とよぶ。特に区別しないときには単に「工具」とよぶ（特許文献１－３参照）。

特開２００８－２２５７３８号公報 特開２０００－２１８４５９号公報 特開昭６２－２３６６４２号公報

刃物台には、複数の工具を複数の方法にて取り付けることもある。たとえば、ワークの内径側を削るためのホルダと外径側を削るためのホルダの２種類のホルダを刃物台に設定することもあれば、旋削加工用のホルダと回転加工用のホルダを設定することもある。工具はこれらのホルダに固定される。

また、刃物台に、複数の同一種類の工具を取り付けることもある。たとえば、内径加工用のホルダＨＩと外径加工用のホルダＨＯが混在する刃物台において、３以上の工具Ｔを取り付けるとき、下記のような状況が生じることがある。

まず、３つの同一種類の工具Ｔが、２つのホルダＨＩ（内径加工用）と１つのホルダＨＯ（外径加工用）に取り付けられたとする。ここで、少数側のホルダＨＯが保持する工具Ｔが加工中に使用不可能になったとする。以下、このような使用すべきでない状態となった工具のことを「不使用工具」とよぶ。たとえば、ホルダＨＯ（外径加工用）における唯一の工具Ｔが使用不可能となると、刃物台は内径加工を継続できるものの、外径加工を継続できなくなる。

このような場合には、ホルダＨＯ（外径加工用）に取り付けられている不使用工具Ｔと工具格納部に格納されている同種の工具Ｔを交換すればよいが、工具格納部に工具Ｔが残っていない場合もある。

本発明のある態様における工作機械は、ワークの内径側を削るために工具を保持する第１ホルダと、ワークの外径側を削るために工具を保持する第２ホルダと、を有する刃物台と、加工プログラムにしたがって、刃物台に装着される工具を制御し、ワークを加工する加工制御部と、刃物台のホルダ間において複数の工具の保持位置を変更する工具交換部と、刃物台に保持される工具のうち使用すべきでない工具である不使用工具を特定する工具管理部と、を備える。
工具交換部は、複数の同一種類の工具が第１ホルダおよび第２ホルダの双方に保持される場合において、保持対象となるホルダのうち第１ホルダの数が第２ホルダの数よりも多く、かつ、第２ホルダに保持される工具が不使用工具として特定されたときには、第１ホルダの工具と第２ホルダの不使用工具を交換する。

本発明の別の態様における工作機械は、ワークの内径側を削るために工具を保持する第１ホルダと、ワークの外径側を削るために工具を保持する第２ホルダと、を有する刃物台と、加工プログラムにしたがって、刃物台に保持される工具を制御し、ワークを加工する加工制御部と、刃物台のホルダ間において複数の工具の保持位置を変更する工具交換部と、刃物台に保持される工具のうち使用すべきでない工具である不使用工具を特定する工具管理部と、を備える。
工具交換部は、複数の同一種類の工具が第１ホルダおよび第２ホルダの双方に保持される場合において、保持対象となるホルダのうち第２ホルダの数が第１ホルダの数よりも多く、かつ、第１ホルダに保持される工具が不使用工具として特定されたときには、第１ホルダの工具と第２ホルダの不使用工具を交換する。

本発明の別の態様における工作機械は、工具のシャンク部を第１方向に挿入し工具を保持する第１ホルダと、工具のシャンク部を第１方向とは異なる第２方向に挿入し工具を保持する第２ホルダと、を有する刃物台と、加工プログラムにしたがって、刃物台に保持される工具を制御し、ワークを加工する加工制御部と、刃物台のホルダ間において複数の工具の保持位置を変更する工具交換部と、刃物台に保持される工具のうち使用すべきでない工具である不使用工具を特定する工具管理部と、を備える。
工具交換部は、複数の同一種類の工具が第１ホルダおよび第２ホルダの双方に保持される場合において、保持対象となるホルダのうち第１ホルダの数が第２ホルダの数よりも多く、かつ、第２ホルダに装着される工具が不使用工具として特定されたときには、第１ホルダの工具と第２ホルダの不使用工具を交換する。

本発明の別の態様における工作機械は、工具を旋削加工可能に保持する旋削ホルダと、工具を回転加工可能に保持する回転ホルダと、を有する刃物台と、加工プログラムにしたがって、刃物台に保持される工具を制御し、ワークを加工する加工制御部と、刃物台のホルダ間において複数の工具の保持位置を変更する工具交換部と、刃物台に保持される工具のうち使用を禁止すべき工具である不使用工具を特定する工具管理部と、を備える。
工具交換部は、複数の同一種類の工具が旋削ホルダおよび回転ホルダの双方に保持される場合において、保持対象となる旋削ホルダおよび回転ホルダの一方の数が他方の数よりも多く、かつ、少数側のホルダに装着される工具が不使用工具として特定されたときには、多数側のホルダの工具と少数側のホルダの不使用工具を交換する。

本発明によれば、複数の方法により複数の同一種類の工具を刃物台に取り付ける場合において、一部の工具を使用できなくなった場合であっても、加工作業を継続しやすくなる。

本実施形態における工作機械の概略構成を示す平面図である。 工作機械の斜視図である。 工具格納部および工具交換部の斜視図である。 図３に示すＡ部の拡大斜視図である。 タレットの外観斜視図である。 工作機械のハードウェア構成図である。 情報処理装置の機能ブロック図である。 偏在状態における外部工具交換を説明するための模式図である。 偏在状態における内部工具交換を説明するための模式図である。 不使用工具が検出されたときの処理過程を示すフローチャートである。

本実施形態における工作機械は、ターニングセンタまたは複合加工機である。まず、図１から図５に関連して工作機械の構造を中心として説明する。図６以降に関連して、本実施形態における工具交換制御の詳細を説明する。

図１は、本実施形態における工作機械１００の概略構成を示す平面図である。
工作機械１００は、制御装置１６０、加工装置１１２、工具交換部１１４および工具格納部１０６を備える。制御装置１６０は、図６に関連して後述する情報処理装置１１８および加工制御部１１６に対応する。タレットベース１０２やタレット１６４は、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向に移動可能である。タレットベース１０２とタレット１６４とを含めて刃物台という場合と、タレット１６４のみを刃物台という場合がある。図１は、Ｘ－Ｚ方向平面に見た場合の平面図である。タレット１６４はＺ軸を中心として回転可能にタレットベース１０２に設置される。工具格納部１０６（工具マガジン）は、タレットベース１０２のＺ軸正方向側に設けられる。工具交換部１１４は、工具Ｔを移送する。

図２は、工作機械１００の斜視図である。
角柱体型のタレット１６４には、その外周平面に、工具Ｔを保持するための複数のホルダ１６８を有する。ホルダ１６８はタレット本体から着脱可能に装着される。位置ＰＴのホルダ１６８に装着される工具Ｔが着脱対象となる。タレット１６４を矢示Ｂ－Ｃ方向（Ｚ軸回転方向）に回転させることにより、各ホルダ１６８を着脱位置ＰＴに割り出すことができる。

工具格納部１０６は、矢示Ｄ－Ｅ方向（Ｘ軸回転方向）に回転可能に設けられた保持板１７０と、保持板１７０の周縁に等間隔に配設された保持ポット１７４と、保持板１７０を回転させる駆動モータ１７６（図３参照）を備える。保持ポット１７４は工具Ｔを保持する。保持ポット１７４は、Ｘ軸負方向に突出する。位置ＰＭの保持ポット１７４にある工具Ｔが着脱対象となる。駆動モータ１７６が保持板１７０を回転させることにより、各保持ポット１７４を着脱位置ＰＭに割り出すことができる。

図３は、工具格納部１０６および工具交換部１１４の斜視図である。
工具交換部１１４は、タレットベース１０２および工具格納部１０６よりも、Ｘ軸負方向側に設けられる（図１参照）。工具交換部１１４は、Ｚ軸に沿って設けられた送り機構１７８と、送り機構１７８によりＺ軸に沿って移動される移動台１８０と、移動台１８０に取り付けられた第１ハンド１８２および第２ハンド１９４などを含む。

送り機構１７８は、Ｚ軸に平行に配設されるレール保持台１８４と、レール保持台１８４の下面に、Ｚ軸に平行に取り付けられる２本のガイドレール１８６と、各ガイドレール１８６に係合するようにそれぞれ２個ずつ設けられたスライダ１８８と、レール保持台１８４に沿って配設されたボールねじ１９０と、ボールねじ１９０に螺合するボールナット１９２と、ボールねじ１９０の端部に連結して、ボールねじ１９０を軸線中心に回転させるサーボモータ１９６を備える。スライダ１８８は移動台１８０の上面に固設される。

移動台１８０の下面には、矢示Ｆ－Ｇ方向（Ｙ軸回転方向）に回転可能、かつ、Ｘ軸方向に移動可能に保持部材１９８が配設される。保持部材１９８は、移動シリンダ２００によりＸ軸方向に駆動される。保持部材１９８は、ラック＆ピニオン機構などの機構を介し、駆動シリンダ２０２により駆動されて、矢示Ｆ－Ｇ方向に９０度の角度範囲で旋回する。すなわち、保持部材１９８はＸ－Ｚ方向に平面移動可能であり、かつ、Ｆ－Ｇ方向に回転可能に構成されている。図３は、保持部材１９８がＦ方向に回転したときの状態を示している。

保持部材１９８には回転軸２０４が貫通して取り付けられる。回転軸２０４は、ラック＆ピニオン機構などの機構を介し、駆動シリンダ２０６により駆動されて、矢示Ｊ－Ｋ方向に１８０度の角度範囲で回転する。

図４は、図３に示すＡ部の拡大斜視図である。
回転軸２０４の端部には、回転軸２０４の軸心を中心とした点対称、かつ、上下平行となるように、第１ハンド１８２および第２ハンド１９４が取り付けられる。第１ハンド１８２および第２ハンド１９４は同一構成である。第１ハンド１８２は、工具Ｔを把持するための一対の把持爪２０８を有し、把持爪２０８により工具Ｔを把持可能である。同様にして、第２ハンド１９４も一対の把持爪２１０を有し、把持爪２１０により工具Ｔを把持可能である。

保持部材１９８が矢示Ｆ方向側に回転したとき（図３，図４に示す回転状態）、第１ハンド１８２と第２ハンド１９４それぞれの把持爪２０８および把持爪２１０はＺ軸方向（把持爪２０８等により把持される工具Ｔの軸線方向と直交する直交方向）に沿った姿勢となる。保持部材１９８が矢示Ｇ方向側に回転したとき、第１ハンド１８２と第２ハンド１９４それぞれの把持爪２０８および把持爪２１０はＸ軸方向に沿った姿勢となる。

保持部材１９８がＸ軸正方向側の移動端（この位置を「第１Ｘ位置」という）にあり、かつ、Ｆ方向の回転端にあるとき、着脱位置ＰＭに割り出された保持ポット１７４に保持されている工具Ｔは、第１ハンド１８２または第２ハンド１９４により把持できる。

また、第１ハンド１８２が上側において工具Ｔを把持し、着脱位置ＰＭの保持ポット１７４に工具Ｔが保持されていないときには、第１ハンド１８２が把持する工具Ｔを着脱位置ＰＭの保持ポット１７４（空の保持ポット）に収容できる。

移動台１８０がタレット１６４と工具格納部１０６の中間位置にあるとする。ここで、保持部材１９８をＸ軸負方向の移動端（この位置を「第２Ｘ位置」という）に移動させ、かつ、矢示Ｆ方向の回転端に回転させる。次に、移動台１８０をＺ軸正方向に移動させ、第１ハンド１８２に把持される工具Ｔの軸心（Ｘ方向）と保持ポット１７４の軸心を一致させる（このときのＺ座標を「第１Ｚ位置」という）。続いて、保持部材１９８をＸ軸正方向に「第１Ｘ位置」まで移動させて、第１ハンド１８２の工具Ｔを着脱位置ＰＭの空の保持ポット１７４に装着する。このあと、移動台１８０をＺ軸負方向に移動させることにより（この位置を「第２Ｚ位置」という）、第１ハンド１８２による工具Ｔの把持が解除される。

一方、上側に第１ハンド１８２が位置し、第１ハンド１８２の把持爪２０８には工具Ｔが把持されておらず、着脱位置ＰＭに工具Ｔが保持されているときには、着脱位置ＰＭの工具Ｔを第１ハンド１８２により取り出すことができる。

移動台１８０がタレット１６４と工具格納部１０６と中間位置にあるとする。ここで、保持部材１９８を矢示Ｆ方向の回転端に回転させ（図３，図４に示す回転状態）、移動台１８０を「第２Ｚ位置」に移動させた後、移動台１８０を「第１Ｘ位置」に移動させ、次いで、移動台１８０を前記「第１Ｚ位置」に移動させる。これにより、着脱位置ＰＭに装着された工具Ｔは、一対の把持爪２０８の開口部分に侵入し、把持爪２０８により把持される。次に、保持部材１９８を「第２Ｘ位置」に移動させる。これにより、保持ポット１７４に装着された工具Ｔは、一対の把持爪２０８により把持された状態で、保持ポット１７４から取り出される。

タレット１６４では、着脱位置ＰＴに割り出されたタレット１６４が半径方向に沿って工具Ｔを保持するタイプの場合には、工具交換部１１４の保持部材１９８が「第１Ｘ位置」にあり、かつ、矢示Ｆ方向の回転端にある時、ホルダ１６８に保持された工具Ｔを、下側に位置する第１ハンド１８２または第２ハンド１９４によって把持できる。

上側に第１ハンド１８２が位置し、下側に第２ハンド１９４が位置し、第１ハンド１８２が工具Ｔを把持し、第２ハンド１９４が工具Ｔを把持していない状態にあり、かつ、着脱位置ＰＴに工具Ｔが保持されているときには、第１ハンド１８２に把持した工具Ｔと、着脱位置ＰＴのホルダ１６８に保持される工具Ｔを交換できる。

移動台１８０がタレット１６４と工具格納部１０６との中間位置にあるとする。ここで、保持部材１９８を矢示Ｆ方向の回転端に回転させるとともに、「第２Ｘ位置」に移動させた状態で、移動台１８０をＺ軸負方向に設定された所定位置（この位置を「第３Ｚ位置」という）まで移動させる。「第３Ｚ位置」は、保持部材１９８を「第１Ｘ位置」に移動させたときに、下側に位置する第２ハンド１９４がホルダ１６８に保持された工具Ｔに対してＺ軸正方向側の位置、言い換えれば、第２ハンド１９４が工具Ｔと干渉しない手前の位置にある。

保持部材１９８を「第１Ｘ位置」に移動させた後、移動台１８０をＺ軸負方向に設定された所定位置（この位置を「第４Ｚ位置」という）まで移動させる。これにより、着脱位置ＰＴの工具Ｔが、一対の把持爪２１０の開口部分に侵入して、把持爪２１０によって把持される。次に、保持部材１９８を「第２Ｘ位置」まで移動させると、ホルダ１６８に装着された工具Ｔが、一対の把持爪２１０によりホルダ１６８から取り出される。

次に、駆動シリンダ２０６は第１ハンド１８２と第２ハンド１９４とを上下反転させて、上側に第２ハンド１９４を位置させ、下側に第１ハンド１８２を位置させ、保持部材１９８を「第１Ｘ位置」に移動させる。これにより、第１ハンド１８２に把持された工具Ｔが着脱位置ＰＴに設置される。次いで、移動台１８０を「第３Ｚ位置」に移動させると、第１ハンド１８２による工具Ｔの把持が解除される。以上の第１交換動作によって、第１ハンド１８２に把持された工具Ｔと、着脱位置ＰＴの工具Ｔが交換される。なお、第２ハンド１９４に把持された工具Ｔは、上述した収納動作によって、工具格納部１０６に収納できる。

タレット１６４の着脱位置ＰＴに割り出されたホルダ１６８が、工具ＴをＺ軸に沿って保持するタイプの場合には、保持部材１９８が矢示Ｇ方向の回転端にあり、かつ、「第１Ｘ位置」にある時に、このホルダ１６８に保持された工具Ｔを、下側に位置する第１ハンド１８２または第２ハンド１９４によって把持できる。

上側に第１ハンド１８２が位置し、下側に第２ハンド１９４が位置し、ボールナット１９２が工具Ｔを把持し、第２ハンド１９４が工具Ｔを把持していない状態にあり、かつ、着脱位置ＰＴに工具Ｔが保持されているときには、第１ハンド１８２に把持された工具Ｔと、着脱位置ＰＴの工具Ｔを交換できる。

移動台１８０がタレット１６４と工具格納部１０６との中間位置にあるとする。ここで、保持部材１９８を矢示Ｇ方向の回転端に回転させるとともに、「第２Ｘ位置」に移動させ、移動台１８０をＺ軸負方向に設定された「第３Ｚ位置」に移動させる。このとき、第２ハンド１９４はホルダ１６８に保持された工具Ｔを把持可能な位置にある。

次に、保持部材１９８を「第１Ｘ位置」に移動させる。これにより、着脱位置ＰＴの工具Ｔが、一対の把持爪２１０の開口部分に侵入し、把持爪２１０によって把持される。この後、保持部材１９８をＺ軸負方向に設定された「第４Ｚ位置」まで移動させると、ホルダ１６８に装着された工具Ｔは、把持爪２１０によりホルダ１６８から取り出される。

次に、駆動シリンダ２０６により、第１ハンド１８２と第２ハンド１９４とを上下反転させて、上側に第２ハンド１９４を位置させ、下側に第１ハンド１８２を位置させ、移動台１８０を「第３Ｚ位置」に移動させる。これにより、第１ハンド１８２が把持する工具Ｔは着脱位置ＰＴに装着される。次いで、保持部材１９８を「第２Ｘ位置」に移動させると、第１ハンド１８２による工具Ｔの把持が解除される。以上の第２交換動作によって、ボールナット１９２に把持された工具Ｔと、着脱位置ＰＴの工具Ｔを交換される。第２ハンド１９４に把持された工具Ｔは、上述した収納動作によって、工具格納部１０６に収納できる。

図５は、タレット１６４の外観斜視図である。
タレット１６４は、上述したように、Ｚ軸を中心として回転可能にタレットベース１０２に接続される。タレット１６４は、１２角柱形状を有し、その側面には差し込み穴を有する１２個のステーション２２２（端面）が形成される。ステーション２２２にはホルダ１６８（図中に示す有孔の円柱型部材）をそのまま差し込むこともできるし、カートリッジ２２０（図中に示すボックス型の部材）を差し込むこともできる。そして、カートリッジ２２０にホルダ１６８を差し込むこともできる。ホルダ１６８に、エンドミル、ドリルなどの工具Ｔのシャンク部を差し込むことで、タレット１６４には１２本の工具Ｔが保持される。なお、図５は各ホルダ１６８に刃具をもたない工具（以下、「ダミー工具」とよぶ）が取り付けられた状態を示している。

ステーション２２２に工具Ｔを直接固定するときには、工具Ｔの長手方向はタレット１６４の径方向である「第２方向」と一致する。以下、ステーション２２２に直接差し込まれたホルダ１６８のことを「第２ホルダ１６８Ｂ」とよぶ。一方、カートリッジ２２０に工具Ｔを固定するときには、工具Ｔの長手方向はタレット１６４の軸方向である「第１方向」と一致する。第１方向は、図５においてはＺ軸負方向とも一致する。以下、カートリッジ２２０に差し込まれたホルダ１６８のことを「第１ホルダ１６８Ａ」とよぶ。第１ホルダ１６８Ａおよび第２ホルダ１６８Ｂは、同一部品であるが、カートリッジ２２０を介してステーション２２２に固定されるか否かによって工具の保持方向が変化する。

第１ホルダ１６８Ａに保持される工具Ｔは、中実のワークの内径側を削る。第２ホルダ１６８Ｂに保持される第２方向の工具は、中実のワークの外径側を削る。本実施形態においては、６本の第１ホルダ１６８Ａと６本の第２ホルダ１６８Ｂがタレット１６４に設置されるため、６本の工具Ｔが内径加工に使用され、６本の工具Ｔが外径加工に使用される。

図６は、工作機械１００のハードウェア構成図である。
工作機械１００は、情報処理装置１１８、加工制御部１１６、加工装置１１２、工具交換部１１４および工具格納部１０６を含む。数値制御装置として機能する加工制御部１１６は、加工プログラムにしたがって加工装置１１２に制御信号を送信する。加工装置１１２は、加工制御部１１６からの指示にしたがってタレットベース１０２を動かしてワークを加工する。また、加工制御部１１６は、工具管理部１３０（後述）からタレット１６４に保持させるべき工具Ｔの組み合わせを示す「工具パターン」を取得する。加工制御部１１６は、工具管理部１３０から指示された工具パターンにしたがって、工具交換部１１４に工具交換を実行させる。

情報処理装置１１８は、加工制御部１１６を制御する。本実施形態においては、情報処理装置１１８は作業者にユーザインタフェース機能を提供するとともに工具パターンを管理する。工具格納部１０６は予備工具を格納する。工具交換部１１４は、いわゆるＡＴＣ（Automatic Tool Changer）に対応する。工具交換部１１４は、加工制御部１１６からの交換指示にしたがって、工具格納部１０６から予備工具を取り出し、タレット１６４の交換位置にある作業工具と予備工具を交換する。

図７は、情報処理装置１１８の機能ブロック図である。
情報処理装置１１８の各構成要素は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）および各種コプロセッサ（co-processor）などの演算器、メモリやストレージといった記憶装置、それらを連結する有線または無線の通信線を含むハードウェアと、記憶装置に格納され、演算器に処理命令を供給するソフトウェアによって実現される。コンピュータプログラムは、デバイスドライバ、オペレーティングシステム、それらの上位層に位置する各種アプリケーションプログラム、また、これらのプログラムに共通機能を提供するライブラリによって構成されてもよい。以下に説明する各ブロックは、ハードウェア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを示している。

なお、加工制御部１１６の各構成要素も、プロセッサなどの演算器、メモリやストレージといった記憶装置、それらを連結する有線または無線の通信線を含むハードウェアと、記憶装置に格納され演算器に処理命令を供給するソフトウェアにより実現されてもよい。加工制御装置１０２は、情報処理装置１１８とは別個の装置として構成されてもよい。

情報処理装置１１８は、ユーザインタフェース処理部１２０、データ処理部１２２およびデータ格納部１２４を含む。
ユーザインタフェース処理部１２０は、ユーザからの操作を受け付けるほか、画像表示や音声出力など、ユーザインタフェースに関する処理を担当する。データ処理部１２２は、ユーザインタフェース処理部１２０により取得されたデータおよびデータ格納部１２４に格納されているデータに基づいて各種処理を実行する。データ処理部１２２は、ユーザインタフェース処理部１２０およびデータ格納部１２４のインタフェースとしても機能する。データ格納部１２４は、各種プログラムと設定データを格納する。

ユーザインタフェース処理部１２０は、入力部１２６および出力部１２８を含む。
入力部１２６は、タッチパネルあるいはハンドル等のハードデバイスを介してユーザからの入力を受け付ける。出力部１２８は、画像表示あるいは音声出力を介して、ユーザに各種情報を提供する。

データ処理部１２２は、工具管理部１３０を含む。工具管理部１３０は、タレット１６４が保持すべき作業工具の組み合わせを示す工具パターンを管理する。

データ格納部１２４は、加工プログラムごとの工具パターンを保存する。加工制御部１１６は、加工プログラムの実行時において、指定された工具パターンにしたがって工具交換を適宜実行する。このほか、データ格納部１２４は、工具格納部１０６に格納される予備工具の種類および状態（使用可否）に関する予備工具情報も保存する。

本実施形態における工具交換は、工具格納部１０６とタレット１６４の間での工具交換、すなわち、作業工具と予備工具の工具交換である「外部工具交換」と、タレット１６４における工具交換、すなわち、作業工具同士の工具交換である「内部工具交換」の２種類である（後述）。

図８は、偏在状態における外部工具交換を説明するための模式図である。
上述したように、工作機械１００のタレットベース１０２にはタレット１６４が接続される。タレット１６４は中央の軸を中心として回転可能に構成される。タレット１６４は、ホルダ１６８またはカートリッジ２２０を保持可能な１２個のステーション２２２を備える。ホルダ１６８に作業工具Ｔが取り付けられる。

図８においては、第１ホルダ１６８Ａ（内径加工用）は四角形、第２ホルダ１６８Ｂ（外径加工用）は円形で表現している。図８に示すタレット１６４においては第１ホルダ１６８Ａおよび第２ホルダ１６８Ｂが交互に６つずつ装着されている。

工具Ｔは内径加工用の第１ホルダ１６８Ａまたは外径加工用の第２ホルダ１６８Ｂに取り付けられる。第１ホルダ１６８Ａはカートリッジ２２０に挿入され、カートリッジ２２０はステーション２２２に取り付けられる。第２ホルダ１６８Ｂは直接ステーション２２２に取り付けられる。図８においては工具の種別を示す型番号を「Ｐ」として表記する。ステーション番号＝Ｓ１に対応するステーション２２２（以下、「ステーション２２２（Ｓ１）」のように表記する）には、型番号＝Ｐ１５の作業工具Ｔ（以下、「作業工具Ｔ（Ｐ１５）」のように表記する）が第２方向にて装着されている。ステーション２２２（Ｓ１）は外径加工用の第２ホルダ１６８Ｂが取り付けられているので、作業工具Ｔ（Ｐ１５）は外径加工に使用される。
同様にして、ステーション２２２（Ｓ２）には作業工具Ｔ（Ｐ４）が第１方向（内径加工用）、ステーション２２２（Ｓ３）には作業工具Ｔ（Ｐ２）が第２方向（外径加工用）にて装着されている。

タレットベース１０２は、所定の加工位置１１０に対応する作業工具Ｔによりワークを加工する。図８においては、ステーション２２２（Ｓ１）にある作業工具Ｔ（Ｐ１５）により、ワークの外径加工が実行される。工作機械１００は、タレットベース１０２を移動させ、作業工具Ｔ（Ｐ１５）をワークの所定位置に所定角度にて当てることでワークの外径を加工する。別の作業工具Ｔ（Ｐ４）によりワークを内径加工したいときには、工作機械１００はタレット１６４を回転させて作業工具Ｔ（Ｐ４）を加工位置１１０に割り出せばよい。

交換位置１０８に対応する作業工具Ｔは外部工具交換の対象となる。一般的に工具マガジンともよばれる工具格納部１０６には多数の予備工具Ｔが格納される。工作機械１００は、たとえば、予備工具Ｔ（Ｐ１１）をタレットベース１０２に装着したいときには、交換位置１０８（ステーション２２２（Ｓ２））（「着脱位置ＰＴ」に対応する）の作業工具Ｔ（Ｐ４）を工具格納部１０６に格納するとともに、予備工具Ｔ（Ｐ１１）を交換位置１０８に対応するステーション２２２（Ｓ２）に装着する。

以上のように、工作機械１００は、タレットベース１０２の移動によりワークと作業工具Ｔの相対距離および相対角度を変化させつつワークを加工する。また、タレット１６４を回転させることで１２本の作業工具Ｔから使用対象となる作業工具Ｔを選ぶ。ワークの内径加工時には第１ホルダ１６８Ａに保持される作業工具Ｔを選び、外径加工時には第２ホルダ１６８Ｂに保持される作業工具Ｔを選ぶ。工具管理部１３０は、タレット１６４においてどのステーション２２２にカートリッジ２２０が設置されているか、いいかえれば、ステーション番号ごとに第１ホルダ１６８Ａと第２ホルダ１６８Ｂのいずれが設定されているかをあらかじめデータ格納部１２４に登録しておく。

作業工具Ｔと予備工具Ｔは随時交換可能である。大容量の工具格納部１０６に多数の予備工具Ｔを格納しておけば、１台の工作機械１００により多種多様な加工を実現できる。その一方、比較的使用頻度の高い１２種類の作業工具Ｔをタレット１６４に装着しておけば、外部工具交換にともなう時間のロスを抑制できる。

特に使用頻度が高い工具Ｔの場合、同時に複数本をタレット１６４に装着しておくこともある。図５においては、３つの作業工具Ｔ（Ｐ１）がステーション２２２（Ｓ９）、ステーション２２２（Ｓ７）、ステーション２２２（Ｓ４）にそれぞれ保持されている。ステーション２２２（Ｓ９）とステーション２２２（Ｓ７）には第２ホルダ１６８Ｂ（内径加工用）が装着され、ステーション２２２（Ｓ４）には第１ホルダ１６８Ａ（外径加工用）が装着されている。すなわち、３つの作業工具Ｔ（Ｐ１）のうち１つは第１方向（第１ホルダ１６８Ａ）にて装着され、２つは第２方向（第２ホルダ１６８Ｂ）にて装着されている。このように複数の同一種類の工具Ｔが第１ホルダ１６８Ａおよび第２ホルダ１６８Ｂに分散して装着され、かつ、一方の装着本数が他方の装着本数よりも多い状態にあることを「偏在状態」とよぶ。

作業工具Ｔ（Ｐ１：Ｓ７）と作業工具Ｔ（Ｐ１：Ｓ９）はどちらも外径加工用であり、１本は予備扱いとなる。たとえば、作業工具Ｔ（Ｐ１：Ｓ７）は、外径加工をしている途中で継続使用不可になることがある。工具管理部１３０は、工具Ｔごとに、加工位置１１０に割り出されて使用対象となった回数をカウントする。この使用回数が閾値に到達したとき、工具管理部１３０はこの工具をこれ以上使用すべきではない工具（以下、「不使用工具」とよぶ）と判定する。ワークの加工にともなって工具も摩耗するため、あらかじめ工具ごとに使用回数の閾値（限界値）が設定されている。作業工具Ｔ（Ｐ１：Ｓ７）が不使用工具と判定されたときには、工具管理部１３０は作業工具Ｔ（Ｐ１：Ｓ９）を加工位置１１０に設定するように指示し、ワークの外径加工を継続させる。

このように、外径加工用として２本の作業工具（Ｐ１）をタレット１６４に装着しておけば、いずれか１本の作業工具Ｔ（Ｐ１）が不使用工具となった場合でももう１本の作業工具Ｔ（Ｐ１）をすぐに使えるので、作業効率を維持しやすくなる。

一方、作業工具Ｔ（Ｐ１：Ｓ４）は内径加工用であり、内径加工用の作業工具Ｔ（Ｐ１）は１本だけである。すなわち、偏在状態において１本しか存在しない内径加工用の作業工具Ｔ（Ｐ１：Ｓ４）が不使用工具と判定されたときには、ワークの内径加工を継続できなくなる。

このような状況において、工具管理部１３０は、外部工具交換が可能であれば、不使用工具となった作業工具Ｔ（Ｐ１：Ｓ４）と工具格納部１０６に格納されている予備工具Ｔ（Ｐ１）を交換する。すなわち、作業工具Ｔ（Ｐ１）が偏在状態であって、１本しか存在しない、少数側である内径加工用の作業工具Ｔ（Ｐ１：Ｓ４）が不使用工具となったときには、工具管理部１３０は加工制御部１１６に指示して不使用工具Ｔ（Ｐ１：Ｓ４）を交換位置１０８に設定する。続いて、工具管理部１３０は、工具格納部１０６に格納されている予備工具Ｔ（Ｐ１）と交換位置１０８に設定された不使用工具Ｔ（Ｐ１：Ｓ４）の外部工具交換を加工制御部１１６に指示する。外部工具交換のあと、ステーション２２２（Ｓ４）には内径加工用として作業工具Ｔ（Ｐ１）が保持されるので、ワークの内径加工を実行可能となる。

なお、不使用工具Ｔ（Ｐ１）を工具格納部１０６に格納したときには、工具管理部１３０は予備工具情報を更新し、新たに格納された予備工具Ｔ（Ｐ１）に「使用不可」のフラグを設定する。また、工具管理部１３０は、各工具Ｔの使用回数を更新するごとに、工具ごとの使用回数もデータ格納部１２４に登録しておく。

図９は、偏在状態における内部工具交換を説明するための模式図である。
図８と同様の偏在状態において、工具格納部１０６に予備工具Ｔ（Ｐ１）が存在しない、または、使用可能な状態の予備工具Ｔ（Ｐ１）が存在しないときには、工具管理部１３０は内部工具交換を実行する。具体的には、工具管理部１３０は、不使用工具となった内径加工用の作業工具Ｔ（Ｐ１：Ｓ４）と使用可能な外径加工用の作業工具Ｔ（Ｐ１：Ｓ９）を交換するように加工制御部１１６に指示する。

なお、工具管理部１３０は、作業工具Ｔ（Ｐ１：Ｓ９）ではなく、作業工具Ｔ（Ｐ１：Ｓ７）を交換対象としてもよい。工具管理部１３０は、作業工具Ｔ（Ｐ１：Ｓ９）と作業工具Ｔ（Ｐ１：Ｓ７）のうち使用回数が少ない方を交換対象としてもよい。

内部工具交換の結果、ステーション２２２（Ｓ９：第２ホルダ１６８Ｂ）には不使用工具Ｔ（Ｐ１）が保持され、使用可能な残り２つの作業工具Ｔ（Ｐ１）はステーション２２２（Ｓ７：第２ホルダ１６８Ｂ）とステーション２２２（Ｓ４：第１ホルダ１６８Ａ）に保持される。内部工具交換の結果、第１ホルダ１６８Ａと第２ホルダ１６８Ｂの双方に使用可能な作業工具Ｔが設定されるため、ワークの内径加工および外径加工のいずれも継続可能となる。

図１０は、不使用工具が検出されたときの処理過程を示すフローチャートである。
工具管理部１３０が不使用工具を検出したとき、すなわち、いずれかの工具Ｔの使用回数が閾値に到達したときに図１０に示す処理が実行される。ここでは、作業工具Ｔ（Ｐ１）が加工中に不使用工具となったとして説明する。

作業工具Ｔ（Ｐ１）が偏在状態でなければ（Ｓ１０のＮ）、以降の処理はスキップされる。作業工具Ｔ（Ｐ１）が偏在状態にあるときには（Ｓ１０のＹ）、工具管理部１３０は不使用工具Ｔ（Ｐ１）が多数側と少数側のいずれであるかを判定する（Ｓ１２）。多数側のときには（Ｓ１２のＮ）、以降の処理はスキップされる。

不使用工具Ｔ（Ｐ１）が少数側のときには（Ｓ１２のＹ）、工具管理部１３０は工具格納部１０６に正常（使用可能）な予備工具Ｔ（Ｐ１）が存在するか否かを判定する（Ｓ１４）。正常な予備工具Ｔ（Ｐ１）が存在するときには（Ｓ１４のＹ）、工具管理部１３０は加工制御部１１６に外部工具交換の実行を指示する（Ｓ１６）。加工制御部１１６は、工具交換部１１４に予備工具Ｔ（Ｐ１）と不使用工具Ｔ（Ｐ１）を交換させ、工具管理部１３０は不使用工具Ｔ（Ｐ１）を「使用不可」として予備工具情報に登録する。正常な予備工具Ｔ（Ｐ１）が存在しないときには（Ｓ１４のＮ）、工具管理部１３０は加工制御部１１６に内部工具交換を指示する（Ｓ１８）。

内部工具交換においては、上述したように、工具交換部１１４は少数側の不使用工具Ｔ（Ｐ１）と多数側の工具Ｔ（Ｐ１）を交換する。より具体的には、工具交換部１１４は第１ハンド１８２および第２ハンド１９４により、交換対象となる工具Ｔ（Ｐ１）をそれぞれのホルダ１６８から引き抜き、少数側の不使用工具Ｔ（Ｐ１）を多数側のホルダ１６８に挿入し、多数側の工具Ｔ（Ｐ１）を少数側のホルダ１６８に挿入することで、内部工具交換が実行される。

［総括］
以上、実施形態にもとづいて工作機械１００を説明した。
タレット１６４において複数の同一種類の工具Ｔが偏在状態にある場合、少数側の工具Ｔが加工中に不使用工具となったとき、ワークの加工を継続できなくなることがある。このような状況において、外部工具交換が可能であるときには、工具交換部１１４は不使用工具Ｔと予備工具Ｔを交換する。外部工具交換が行われたときには、不使用工具Ｔは工具格納部１０６に格納され、タレット１６４の作業工具Ｔはすべて使用可能な状態となるため、ワークの加工を継続できる。

一方、外部工具交換が不可能であるときには、工具交換部１１４はタレット１６４において内部工具交換を実行することにより、少数側の工具Ｔが使えなくなることでワークの加工を継続できなくなるという状況を回避できる。外部工具交換および内部工具交換という二段階の対策により、不使用工具の検出時でも加工作業を継続させやすくなる。

内径加工にも外径加工にも同一種類の工具Ｔ（Ｐ１）を使用することは多い。この場合、第１ホルダ１６８Ａおよび第２ホルダ１６８Ｂの双方に同一種類の工具Ｔ（Ｐ１）を保持させておけば、外部工具交換をしなくても複数の工具Ｔ（Ｐ１）により内径加工と外径加工を実行できる。しかし、第１ホルダ１６８Ａの工具Ｔ（Ｐ１）または第２ホルダ１６８Ｂの工具Ｔ（Ｐ１）のいずれかが不使用工具となると外部工具交換を実行する必要がある。

内径加工よりも外径加工の頻度が高い場合には、第１ホルダ１６８Ａ（内径加工用）に１本、第２ホルダ１６８Ｂ（外径加工用）に２本の工具Ｔ（Ｐ１）を配置しておけば、外径加工用の工具Ｔ（Ｐ１）が不使用工具となっても、もう一つの外径加工用の工具Ｔを使えばよいので、外部工具交換を実行することなくワークの加工を継続できる。

第１ホルダ１６８Ａ（内径加工用）にも２本の工具Ｔ（Ｐ１）を保持させておけば、より確実であるが、タレット１６４にはなるべく多種類の工具Ｔを保持しておきたい場合もある。このため、外径加工用だけでなく内径加工用の工具Ｔにも余裕を持たせることは必ずしも合理的とはいえない。本実施形態においては、少数側である第１ホルダ１６８Ａ（内径加工用）の工具Ｔが不使用工具となったときには、外部工具交換を実行することでワークの加工を継続する。外部工具交換もできないときには内部工具交換により、余裕のある外径加工用の工具Ｔ（Ｐ１）を内径加工用に切り替えることで、ワークの加工を継続する。このように、本実施形態における工作機械１００によれば、使用頻度の高い工具Ｔ（Ｐ１）を最低３本だけタレット１６４に装着しておくことにより、タレット１６４の限られたステーション２２２に多様な工具Ｔを装着可能としつつ、加工の継続性を合理的に高めることができる。
また、正常工具を効率よく使用できるため、途中での工具交換作業が少なくなり、加工に係わる総時間を短縮できる。その結果、工作機械の稼働時間を短くできるため、省エネにもつながる。

なお、本発明は上記実施形態や変形例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。上記実施形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成してもよい。また、上記実施形態や変形例に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。

［変形例］
本実施形態においては、外径加工用の工具Ｔが多数側、内径加工用の工具Ｔが少数側であって、内径加工用の工具Ｔが不使用工具となった場合の工具交換について説明した。これに限らず、内径加工用の工具Ｔが多数側、外径加工用の工具Ｔが少数側であって、外径加工用の工具Ｔが不使用工具となった場合も同様である。この場合、工具交換部１１４は外径加工用の不使用工具Ｔと工具格納部１０６に格納される予備工具Ｔを外部工具交換する。外部工具交換が不可能であるときには、工具交換部１１４は外径加工用の不使用工具Ｔと内径加工用（多数側）の工具Ｔの内部工具交換を実行すればよい。

本実施形態においては、第１ホルダ１６８Ａは「ワークの内径側を削るための工具を保持するホルダ１６８」、第２ホルダ１６８Ｂは「ワークの外径側を削るための工具を保持するホルダ１６８」であるとして説明した。本発明は、内径側／外径側に限らず、タレット１６４において複数の工具保持方法が可能である場合に適用可能である。

たとえば、第１ホルダ１６８Ａの長軸方向（第１方向）と第２ホルダ１６８Ｂの長軸方向（第２方向）が異なるときにも偏在状態は生じる。ここでいう第１方向と第２方向は任意であり、互いに直交しない場合も考えられる。

このほか、旋削と回転という用途の違い応じて偏在状態が生じることもある。工具Ｔによっては旋削加工と回転加工の両方に対応できるものがある。ステーション２２２に旋削ホルダ１６８Ｍを取り付け、旋削ホルダ１６８Ｍに工具Ｔを取り付けたとき、この工具Ｔは旋削加工に使用される。一方、ステーション２２２に回転ホルダ１６８Ｎを取り付け、回転ホルダ１６８Ｎに同一種類の工具Ｔを取り付けたとき、この工具Ｔは回転加工に使用される。

たとえば、３本の工具Ｔ（Ｐ１）のうち、２本は旋削ホルダ１６８Ｍに保持され、１本は回転ホルダ１６８Ｎに保持されるとする。このような偏在状態において、少数側の回転ホルダ１６８Ｎに保持される工具Ｔ（Ｐ１）が不使用工具となったとき、図１０に示したフローチャートと同様の処理過程により、外部工具交換または内部工具交換が実行される。

３本の工具Ｔ（Ｐ１）のうち、２本が回転ホルダ１６８Ｎに保持され、１本が旋削ホルダ１６８Ｍに保持される場合も同様である。少数側の旋削ホルダ１６８Ｍに保持される工具Ｔ（Ｐ１）が不使用工具となったときも、加工制御部１１６は外部工具交換または内部工具交換を実行し、旋削ホルダ１６８Ｍに正常な工具Ｔ（Ｐ１）を設定すればワークの旋削加工と回転加工のどちらも継続できる。

以上においては、３本の工具Ｔ（Ｐ１）が第１ホルダ１６８Ａと第２ホルダ１６８Ｂあるいは、旋削ホルダ１６８Ｍと回転ホルダ１６８Ｎに２本と１本に分けて設置される状態を偏在状態として説明した。偏在状態は、２本と１本に限らず、３本と１本、３本と２本のように、同一種類の工具Ｔ（Ｐ１）が多数側と少数側に分かれて保持される状態も含む。工具管理部１３０は、少数側の工具Ｔ（Ｐ１）が不使用工具となった場合に、外部工具交換または内部工具交換を実行させる。

本実施形態においては、外部工具交換の可能性を検討し、外部工具交換が実行不可のときに内部工具交換を実行するとして説明した。変形例として、工具管理部１３０は内部工具交換を優先的に実行し、内部工具交換が不可能な場合には外部工具交換を実行するとしてもよい。あるいは、偏在状態において、工具管理部１３０は外部工具交換を実行せず、内部工具交換のみを実行するとしてもよい。

本実施形態においては、工具管理部１３０は工具Ｔの使用回数が閾値に到達したとき、この工具Ｔを「不使用工具」と判定するとして説明した。これに限らず、工具管理部１３０は工具Ｔの使用時間、たとえば、工具Ｔが加工位置１１０に設定されている時間を使用時間として計測し、この使用時間が閾値に到達したとき、この工具Ｔを不使用工具と判定してもよい。工作機械１００は、工具長を加工中の任意のタイミングにて適宜検査してもよい。工具管理部１３０は、工具長が摩耗によって所定長以下となったとき、この工具Ｔを不使用工具とみなしてもよい。

本実施形態においては、複数の同一種類の工具が内径側と外径側の双方に取り付けられ、かつ、一方の装着本数が他方の装着本数よりも多い状態である偏在状態において、外部工具交換、内部工具交換を行うとして説明した。内径・外径に限らず、旋削・回転、内径・旋削、内径・回転、外径・旋削、外径・回転のように同一種類の複数の工具を複数の方法に分散して取り付ける場合であれば、図８、９等に関連して説明した外部工具交換、内部工具交換を応用可能である。

また、偏在状態時に限らず、下記のような状況においても、内径・外径などの２種類の取り付け方法の一方に不使用工具が偏ってしまわないように内部工具交換を実行することが望ましい。

タレット１６４のステーション２２２（Ｓ１）～ステーション２２２（Ｓ５）において、下記のように工具が取り付けられているとする。
ステーション２２２（Ｓ１：外径）：不使用工具（Ｔ１：Ｐ１）
ステーション２２２（Ｓ２：外径）：不使用工具（Ｔ２：Ｐ１）
ステーション２２２（Ｓ３：外径）：不使用工具（Ｔ３：Ｐ１）
ステーション２２２（Ｓ４：内径）：正常工具（Ｔ４：Ｐ１）
ステーション２２２（Ｓ５：内径）：正常工具（Ｔ５：Ｐ１）
また、工具格納部１０６には、正常工具（Ｐ１）は存在しないため、外部工具交換は実行できないとする。

タレット１６４に取り付けられている外径側の３本の工具（Ｔ１：Ｐ１）～工具（Ｔ３：Ｐ１）はいずれも不使用工具であるため、外径加工を継続できない状態にある。一方、内径側の２本の工具（Ｔ４：Ｐ１）、工具（Ｔ５：Ｐ１）はいずれも正常工具であるため、内径加工には余裕がある。

このような状況においては、加工制御部１１６は、外径側のステーション２２２に保持されている不使用工具（Ｐ１）と、内径側のステーション２２２に保持されている正常工具（Ｐ１）を内部工具交換する。ステーション２２２（Ｓ１：外径）とステーション２２２（Ｓ４：内径）の間で内部工具交換した場合、タレット１６４のステーション２２２（Ｓ１）～２２２（Ｓ５）における工具配置は、下記のようになる。
ステーション２２２（Ｓ１：外径）：正常工具（Ｔ４：Ｐ１）
ステーション２２２（Ｓ２：外径）：不使用工具（Ｔ２：Ｐ１）
ステーション２２２（Ｓ３：外径）：不使用工具（Ｔ３：Ｐ１）
ステーション２２２（Ｓ４：内径）：不使用工具（Ｔ１：Ｐ１）
ステーション２２２（Ｓ５：内径）：正常工具（Ｔ５：Ｐ１）

以上の内部工具交換が行われたあとは、内径側と外径側の双方に正常工具を配置できるため、内径加工および外径加工の双方を実行可能となる。
なお、この場合には、ステーション２２２（Ｓ２：外径）、ステーション２２２（Ｓ３：外径）、ステーション２２２（Ｓ４：内径）に保持される工具（Ｔ２：Ｐ１）、工具（Ｔ３：Ｐ１）、工具（Ｔ１：Ｐ１）は使用不可であるため、加工制御部１１６は加工位置１１０にステーション２２２（Ｓ２：外径）、ステーション２２２（Ｓ３：外径）、ステーション２２２（Ｓ４：内径）が割り出されないように制御する。

別例として、タレット１６４のステーション２２２（Ｓ１）～ステーション２２２（Ｓ５）において、下記のように内径と外径に同数の工具が取り付けられているとする。
ステーション２２２（Ｓ１：外径）：不使用工具（Ｔ１：Ｐ１）
ステーション２２２（Ｓ２：外径）：不使用工具（Ｔ２：Ｐ１）
ステーション２２２（Ｓ４：内径）：正常工具（Ｔ４：Ｐ１）
ステーション２２２（Ｓ５：内径）：正常工具（Ｔ５：Ｐ１）
また、工具格納部１０６には、正常工具（Ｐ１）は存在しないため、外部工具交換は実行できないとする。

タレット１６４に取り付けられている外径側の２本の工具（Ｔ１：Ｐ１）、工具（Ｔ２：Ｐ１）はいずれも不使用工具であるため、外径加工を継続できない状態にある。一方、内径側の２本の工具（Ｔ４：Ｐ１）、工具（Ｔ５：Ｐ１）はいずれも正常工具であるため、内径加工には余裕がある。

このような状況においても、加工制御部１１６は、外径側のステーション２２２に保持されている不使用工具（Ｐ１）と、内径側のステーション２２２に保持されている正常工具（Ｐ１）を内部工具交換する。ステーション２２２（Ｓ１：外径）とステーション２２２（Ｓ４：内径）の間で内部工具交換した場合、タレット１６４のステーション２２２（Ｓ１）～２２２（Ｓ５）における工具配置は、下記のようになる。
ステーション２２２（Ｓ１：外径）：正常工具（Ｔ４：Ｐ１）
ステーション２２２（Ｓ２：外径）：不使用工具（Ｔ２：Ｐ１）
ステーション２２２（Ｓ４：内径）：不使用工具（Ｔ１：Ｐ１）
ステーション２２２（Ｓ５：内径）：正常工具（Ｔ５：Ｐ１）

以上の内部工具交換が行われたあとは、内径側と外径側の双方に正常工具を配置できるため、内径加工および外径加工の双方を実行可能となる。

図５に示したタレット１６４は、加工主軸が左主軸であることを想定している。図５においては、内径工具は右向き（Ｚ軸正方向）に第１ホルダ１６８Ａに挿し込まれており、したがって、内径工具は左向き（Ｚ軸負方向）となっている。本発明は、左主軸に限定されるものではなく、右主軸にも応用可能である。

また、右向きの第１ホルダ１６８Ａ、左向きの第１ホルダ１６８Ａおよび第２ホルダ１６８Ｂの３種類のホルダ１６８を有するタレット１６４、いいかえれば、右主軸と左主軸の双方に対応可能なタレット１６４に対しても本発明を応用可能である。

工具のシャンクを挿入する穴を塞ぐためのキャップ部材をホルダ１６８に取り付けてもよい。刃のついている通常の工具をキャップ代わりにホルダ１６８に取り付けてもよいが、通常の工具はキャップ部材よりも干渉が発生する可能性が高いため、キャップ部材を使用する方が好ましい。また、上述したように、ダミー工具をキャップ部材の代わりにホルダ１６８に取り付けてもよい。ダミー工具の場合には、工具交換部１１４（ＡＴＣ）による工具交換方式によりタレット１６４に取り付けることができる。キャップ部材あるいはダミー工具を取り付けることにより、加工時に切屑や油がホルダ１６８の穴に入り込むのを防ぐことができる。

１００ 工作機械、１０２ タレットベース、１０６ 工具格納部、１０８ 交換位置、１１０ 加工位置、１１２ 加工装置、１１４ 工具交換部、１１６ 加工制御部、１１８ 情報処理装置、１２０ ユーザインタフェース処理部、１２２ データ処理部、１２４ データ格納部、１２６ 入力部、１２８ 出力部、１３０ 工具管理部、１６０ 制御装置、１６４ タレット、１６８ ホルダ、１６８Ａ 第１ホルダ、１６８Ｂ 第２ホルダ、１６８Ｍ 旋削ホルダ、１６８Ｎ 回転ホルダ、１７０ 保持板、１７４ 保持ポット、１７６ 駆動モータ、１７８ 送り機構、１８０ 移動台、１８２ 第１ハンド、１８４ レール保持台、１８６ ガイドレール、１８８ スライダ、１９０ ボールねじ、１９２ ボールナット、１９４ 第２ハンド、１９６ サーボモータ、１９８ 保持部材、２００ 移動シリンダ、２０２ 駆動シリンダ、２０４ 回転軸、２０６ 駆動シリンダ、２０８ 把持爪、２１０ 把持爪、２２０ カートリッジ、２２２ ステーション、Ｔ 工具

Claims (9)

1. ワークの内径側を削るために工具を保持する第１ホルダと、ワークの外径側を削るために工具を保持する第２ホルダと、を有する刃物台と、
   加工プログラムにしたがって、前記刃物台に装着される工具を制御し、ワークを加工する加工制御部と、
   前記刃物台のホルダ間において複数の工具の保持位置を変更する工具交換部と、
   前記刃物台に保持される工具のうち使用すべきでない工具である不使用工具を特定する工具管理部と、を備え、
   前記工具交換部は、複数の同一種類の工具が前記第１ホルダおよび前記第２ホルダの双方に保持される場合において、保持対象となるホルダのうち前記第１ホルダの数が前記第２ホルダの数よりも多く、かつ、前記第２ホルダに保持される工具が不使用工具として特定されたときには、前記第１ホルダの工具と前記第２ホルダの不使用工具を交換する、工作機械。
2. ワークの内径側を削るために工具を保持する第１ホルダと、ワークの外径側を削るために工具を保持する第２ホルダと、を有する刃物台と、
   加工プログラムにしたがって、前記刃物台に保持される工具を制御し、ワークを加工する加工制御部と、
   前記刃物台のホルダ間において複数の工具の保持位置を変更する工具交換部と、
   前記刃物台に保持される工具のうち使用すべきでない工具である不使用工具を特定する工具管理部と、を備え、
   前記工具交換部は、複数の同一種類の工具が前記第１ホルダおよび前記第２ホルダの双方に保持される場合において、保持対象となるホルダのうち前記第２ホルダの数が前記第１ホルダの数よりも多く、かつ、前記第１ホルダに保持される工具が不使用工具として特定されたときには、前記第１ホルダの工具と前記第２ホルダの不使用工具を交換する、工作機械。
3. 工具のシャンク部を第１方向に挿入し工具を保持する第１ホルダと、工具のシャンク部を前記第１方向とは異なる第２方向に挿入し工具を保持する第２ホルダと、を有する刃物台と、
   加工プログラムにしたがって、前記刃物台に保持される工具を制御し、ワークを加工する加工制御部と、
   前記刃物台のホルダ間において複数の工具の保持位置を変更する工具交換部と、
   前記刃物台に保持される工具のうち使用すべきでない工具である不使用工具を特定する工具管理部と、を備え、
   前記工具交換部は、複数の同一種類の工具が前記第１ホルダおよび前記第２ホルダの双方に保持される場合において、保持対象となるホルダのうち前記第１ホルダの数が前記第２ホルダの数よりも多く、かつ、前記第２ホルダに装着される工具が不使用工具として特定されたときには、前記第１ホルダの工具と前記第２ホルダの不使用工具を交換する、工作機械。
4. 工具を旋削加工可能に固定する旋削ホルダと、工具を回転加工可能に固定する回転ホルダと、を有する刃物台と、
   加工プログラムにしたがって、前記刃物台に保持される工具を制御し、ワークを加工する加工制御部と、
   前記刃物台のホルダ間において複数の工具の保持位置を変更する工具交換部と、
   前記刃物台に保持される工具のうち使用を禁止すべき工具である不使用工具を特定する工具管理部と、を備え、
   前記工具交換部は、複数の同一種類の工具が前記旋削ホルダおよび前記回転ホルダの双方に保持される場合において、保持対象となる前記旋削ホルダおよび前記回転ホルダの一方の数が他方の数よりも多く、かつ、少数側のホルダに装着される工具が不使用工具として特定されたときには、多数側のホルダの工具と少数側のホルダの不使用工具を交換する、工作機械。
5. 前記第１方向は、前記刃物台の径方向または周方向のいずれか一方であり、
   前記第２方向は、前記刃物台の径方向または周方向のいずれか他方である、請求項３に記載の工作機械。
6. 複数の工具を格納可能な工具格納部、を更に備え、
   前記工具交換部は、前記第１ホルダおよび前記第２ホルダの双方に保持される工具と同一種類の工具が使用可能な工具として前記工具格納部に格納されているときには、前記工具格納部における前記使用可能な工具を前記第１ホルダまたは前記第２ホルダに保持されている不使用工具を交換する、請求項１から３のいずれかに記載の工作機械。
7. 前記工具交換部は、前記工具格納部に前記使用可能な工具が格納されていないことを条件として、前記第１ホルダの工具と前記第２ホルダの間の工具交換を実行する、請求項６に記載の工作機械。
8. 複数の工具を格納可能な工具格納部、を更に備え、
   前記工具交換部は、前記旋削ホルダおよび前記回転ホルダの双方に保持される工具と同一種類の工具が使用可能な工具として前記工具格納部に格納されているときには、前記工具格納部における前記使用可能な工具を前記旋削ホルダまたは前記回転ホルダに保持されている不使用工具を交換する、請求項４に記載の工作機械。
9. 前記工具交換部は、前記工具格納部に前記使用可能な工具が格納されていないことを条件として、前記旋削ホルダの工具と前記回転ホルダの間の工具交換を実行する、請求項８に記載の工作機械。

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