WO2023033024A1 - タレット、クランプ状態の検出方法、およびクランプ状態の検出プログラム - Google Patents

タレット、クランプ状態の検出方法、およびクランプ状態の検出プログラム Download PDF

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WO2023033024A1
WO2023033024A1 PCT/JP2022/032720 JP2022032720W WO2023033024A1 WO 2023033024 A1 WO2023033024 A1 WO 2023033024A1 JP 2022032720 W JP2022032720 W JP 2022032720W WO 2023033024 A1 WO2023033024 A1 WO 2023033024A1
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WO
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tool holder
tool
clamping mechanism
clamping
axis
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/032720
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Inventor
龍彦 栗谷
功男 疋田
健一 水越
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Dmg森精機株式会社
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B29/00Holders for non-rotary cutting tools; Boring bars or boring heads; Accessories for tool holders
    • B23B29/24Tool holders for a plurality of cutting tools, e.g. turrets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B31/00Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/155Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling

Definitions

  • the present disclosure relates to a turret, a clamp state detection method, and a clamp state detection program.
  • Patent Document 1 discloses a machine tool having a turret.
  • the turret is configured to hold multiple tool holders.
  • Each tool holder is fixed to the turret by being clamped by a clamping mechanism.
  • the tool holder is attached to the turret by an automatic tool changer (ATC) or by an operator. At this time, the tool holder may not be properly clamped by the clamping mechanism. If the workpiece is machined while the tool holder is not properly clamped by the clamping mechanism, there is a possibility that the machining accuracy of the workpiece will be reduced or the tool will be damaged. Therefore, there is a need for a technique that can detect the clamping condition of the tool holder with respect to the turret. Note that Patent Document 1 does not disclose this technology.
  • the turret includes a turning section that is configured to turn about a first axis, and supports the turning section so that the turning section can turn about the first axis. and a support for The pivot includes a clamping mechanism capable of clamping the tool holder.
  • the clamping mechanism has an interlocking member that interlocks with the tool holder when clamping the tool holder.
  • the support section includes a sensor capable of detecting the presence or absence of an object within the detectable range. The sensor is provided on the support portion so that the interlocking member moves between inside and outside of the detectable range when the tool holder is clamped by the clamping mechanism.
  • the outer peripheral surface of the support portion is provided with a circumferential groove in a circumferential direction around the first axis.
  • the support further includes a motor and a rotating portion driven to rotate by the motor about a second axis orthogonal to the first axis.
  • the rotating portion forms part of the circumferential groove.
  • the tool holder is coupled to the rotating portion when clamped in the clamping mechanism.
  • the interlocking member is a pin configured to be movable in a direction perpendicular to the first axis.
  • the tip of the pin is positioned inside the circumferential groove when the tool holder is clamped by the clamping mechanism.
  • the senor is provided on the support part so that the detectable range is included inside the circumferential groove.
  • a machine tool includes the turret and an automatic tool changer for exchanging a tool holder to be exchanged held by the revolving part with a tool holder different from the tool holder.
  • the machine tool further includes a control unit for controlling the machine tool.
  • the sensor has a distance sensor.
  • the distance sensor detects a distance between an object in the detectable range and the distance sensor.
  • the interlocking member has a tapered portion that falls within the detectable range when the tool holder is clamped to the clamping mechanism.
  • the control unit determines that the tool holder is normally clamped by the clamp mechanism when the distance detected by the distance sensor is within a predetermined range.
  • the turret includes a revolving part configured to be revolvable about a first axis, and a support part for supporting the revolving part so that the revolving part can turn about the first axis.
  • the pivot includes a clamping mechanism capable of clamping the tool holder.
  • the clamping mechanism has an interlocking member that interlocks with the tool holder when clamping the tool holder.
  • the support section includes a sensor capable of detecting the presence or absence of an object within the detectable range.
  • the sensor is provided on the support portion so that the interlocking member moves between inside and outside of the detectable range when the tool holder is clamped by the clamping mechanism.
  • the detection method includes a step of acquiring an output value of the sensor based on the attachment of the tool holder to the clamping mechanism; is properly clamped in the clamping mechanism.
  • the turret includes a revolving part configured to be revolvable about a first axis, and a support part for supporting the revolving part so that the revolving part can turn about the first axis.
  • the pivot includes a clamping mechanism capable of clamping the tool holder.
  • the clamping mechanism has an interlocking member that interlocks with the tool holder when clamping the tool holder.
  • the support section includes a sensor capable of detecting the presence or absence of an object within the detectable range.
  • the sensor is provided on the support portion so that the interlocking member moves between inside and outside of the detectable range when the tool holder is clamped by the clamping mechanism.
  • the detection program causes the computer to acquire an output value of the sensor based on the attachment of the tool holder to the clamping mechanism; and determining that the tool holder is normally clamped to the clamping mechanism.
  • FIG. 1 is a side view showing the turret from the direction of axis AX1 shown in FIG. 1;
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the turret as viewed in the direction of arrows on line VII-VII in FIG. 2; It is a figure which shows the relationship between the position of a pin, and the output value of a proximity sensor.
  • FIG. 1 is a side view showing the turret from the direction of axis AX1 shown in FIG. 1;
  • FIG. is a figure which shows the external appearance of the support part which is a part of turret.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the turret as viewed in the direction of arrows on line VII-VII in FIG. 2; It is a figure which shows the relationship between the position of a pin, and the output value of a proximity sensor.
  • FIG. 1 is a side view showing the turret from the direction of axis AX1 shown in FIG.
  • FIG. 10 is a diagram showing the inside of the clamping mechanism during unclamping;
  • FIG. 10 is a diagram showing the inside of the clamping mechanism during empty clamping;
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing the turret as viewed in the direction of arrows on line XI-XI in FIG. 3; It is a figure which shows an example of the hardware constitutions of CNC (Computer Numerical Control) unit.
  • 4 is a flowchart showing an example of processing for detecting a clamped state of a tool holder by a clamping mechanism;
  • 7 is a flowchart showing another example of processing for detecting a clamped state of the tool holder by the clamping mechanism;
  • FIG. 1 is a perspective view showing the internal structure of a machine tool 10.
  • the machine tool 10 is a lathe that processes a workpiece by bringing the tool into contact with the rotating workpiece.
  • the machine tool 10 has a milling function for machining a workpiece by bringing a rotating tool into contact with the stationary workpiece.
  • the machine tool 10 has a bed 11 , an automatic tool changer 18 (ATC: Automatic Tool Changer) (see FIG. 2 ), a headstock 21 , and a tool post 31 .
  • ATC Automatic Tool Changer
  • the bed 11 is a base member for supporting the headstock 21, the tool rest 31, the automatic tool changer 18, etc., and is installed on the floor of a factory or the like.
  • the bed 11 is made of metal such as cast iron.
  • the headstock 21 is attached to the bed 11.
  • the headstock 21 has a spindle (not shown).
  • the main shaft is rotationally driven around an axis AX0 parallel to the horizontally extending Z-axis.
  • a chuck mechanism configured to hold a workpiece is provided at the tip of the spindle. The work held by the chuck mechanism rotates around the axis AX0 as the main shaft is driven to rotate.
  • the tool post 31 is provided within a machining area defined by a cover body (not shown).
  • the tool post 31 is a turret-type tool post, and is rotatable around an axis AX1 parallel to the Z-axis.
  • the tool post 31 has a tool post base 32 and a turret 33 .
  • the tool post base 32 is equipped with a motor and the like for rotating the tool post 31 .
  • the tool post base 32 is attached to a lateral feed table, which will be described later.
  • the turret 33 is provided so as to protrude from the tool post base 32 in the direction of approaching the headstock 21 in the Z-axis direction.
  • the turret 33 has a disk shape whose thickness direction is the axial direction of the axis AX1.
  • the turret 33 is composed of a swivel portion 33A and a support portion 33B.
  • 33 A of turning parts are comprised so that rotation is possible centering on axis
  • the support portion 33B is fixed to the tool rest base 32 and supports the turning portion 33A so that the turning portion 33A can turn about the axis AX1.
  • a plurality of tool holders 121 can be attached to the turret 33 .
  • a plurality of tool holders 121 are fastened to the turret 33 using bolts.
  • a plurality of tool holders 121 are arranged side by side in the circumferential direction about the axis AX1. Each tool holder 121 is configured to be able to hold a tool.
  • the tool post 31 is attached to the bed 11 via a saddle 16 and a cross feed (not shown).
  • the saddle 16 can be moved in the Z-axis direction by various feed mechanisms, guide mechanisms, servomotors, and the like.
  • the cross feed base is configured to be movable in the X-axis direction perpendicular to the Z-axis and inclined with respect to the vertical direction.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the tool change position J.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the workpiece machining position K. As shown in FIG. 2 and 3 show side views of the machine tool 10 shown in FIG. 1 as seen from the Z direction.
  • the machine tool 10 is provided with an automatic tool changer 18 .
  • the automatic tool changer 18 is provided, for example, on the machine front side of the tool post 31 .
  • the automatic tool changer 18 has a double arm or the like capable of gripping tools.
  • the double arm is configured such that tools can be exchanged between the tool post 31 inside the machining area and a tool magazine (not shown) outside the machining area.
  • the machine tool 10 turns the turning section 33A so that the used tool holder is positioned at the tool change position J.
  • the double arm of the automatic tool changer 18 extracts the used tool holder from the revolving portion 33A and extracts the tool holder to be used from the tool magazine.
  • the automatic tool changer 18 rotates the double arm by half.
  • the double arm of the automatic tool changer 18 stores used tool holders in the tool magazine and attaches tool holders to be used to the revolving portion 33A.
  • the automatic tool changer 18 replaces the tool holder to be replaced held by the revolving portion 33A with a new tool holder different from the tool holder.
  • the automatic tool changer 18 changes the tool holder at the tool change position J.
  • the machine tool 10 positions the tool holder holding the tool at the work machining position K when machining the work W using the tool. After that, the machine tool 10 brings the tool into contact with the rotating workpiece W to machine the workpiece W at the workpiece machining position K. As shown in FIG. Alternatively, the machine tool 10 processes the workpiece W at the workpiece machining position K by bringing a rotating tool into contact with the workpiece W.
  • the positions of the tool changing position J and the workpiece machining position K are not particularly limited.
  • the tool change position J may be shifted by 180° from the work machining position K shown in FIG.
  • FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of a drive mechanism in the machine tool 10. As shown in FIG.
  • the machine tool 10 includes a controller 50, motor drivers 111A and 111B, motors 112A and 112B, and a proximity sensor 113.
  • control unit 50 means a device that controls the machine tool 10.
  • the device configuration of the control unit 50 is arbitrary.
  • the control section 50 may be composed of a single control unit, or may be composed of a plurality of control units.
  • the controller 50 includes a CNC unit.
  • the motor driver 111A receives input of the target rotation speed from the control unit 50 and controls the motor 112A.
  • the motor 112A rotates the revolving portion 33A of the turret 33 around the axis AX1.
  • the motor 112A may be an AC motor, a stepping motor, a servo motor, or any other type of motor.
  • the motor driver 111B receives input of the target rotation speed from the control unit 50 and controls the motor 112B.
  • the motor 112B rotationally drives the tool located at the workpiece machining position K described above, with an axis (an axis AX3 to be described later) orthogonal to the axis AX1 as the center of rotation.
  • the motor 112B may be an AC motor, a stepping motor, a servo motor, or any other type of motor.
  • the proximity sensor 113 is a sensor for detecting the presence or absence of an object within the detectable range. Based on the output value of the proximity sensor 113 , the control section 50 determines whether the tool holder is normally clamped to the turret 33 . The details of the clamped state detection method using the proximity sensor 113 will be described later.
  • the ATC driver 111N is, for example, a two-axis integrated driver, and controls driving of the first and second motors (not shown) connected to the ATC 18 described above. More specifically, the ATC driver 111N receives an input of the target rotation speed of the first motor and an input of the target rotation speed of the second motor from the CNC unit 30, and controls each of the first and second motors. Control.
  • the first motor feeds the double arm of the ATC 18 in accordance with the output current from the ATC driver 111N, and drives the double arm in the direction of extracting the tool holder from the turret 33.
  • the second motor rotates the double arm of the ATC 18 according to the output current from the ATC driver 111N, and drives the double arm to an arbitrary rotation angle.
  • FIG. 1 is a side view showing the turret 33 from the direction of the axis AX1 shown in FIG. 1.
  • FIG. FIG. 6 is a diagram showing the appearance of a support portion 33B that is part of the turret 33. As shown in FIG.
  • front end and “rear end” are used below.
  • the “rear end” refers to one end of each part forming the turret 33 that is closer to the axis AX ⁇ b>1 .
  • the term “front end” refers to one end of each part constituting the turret 33 that is farther from the axis AX ⁇ b>1 .
  • the turret 33 includes a swivel portion 33A and a support portion 33B.
  • a circumferential groove 115 is formed in the outer circumferential surface of the support portion 33B in the circumferential direction about the axis AX1.
  • the center of the circumferential groove 115 (that is, the axis AX1) is the same as the rotation center (that is, the axis AX1) of the turning portion 33A.
  • the turning portion 33A turns along the circumferential groove 115.
  • FIG. 1 As shown in FIG.
  • a plurality of clamping mechanisms 131 are provided in the turning section 33A.
  • 12 clamping mechanisms 131 are provided in the swivel portion 33A.
  • Each clamp mechanism 131 is, for example, provided on the swivel portion 33A at regular intervals along the circumferential direction about the axis AX1.
  • Each of the clamping mechanisms 131 is configured to be able to clamp the tool holder 121 .
  • a communicating hole is formed at the rear end of the clamp mechanism 131 .
  • the rear end of the tool holder 121 is inserted into the communication hole of the clamp mechanism 131 .
  • the rear end of the tool holder 121 protrudes into the circumferential groove 115 of the support portion 33B.
  • the rear end of the tool holder 121 moves within the circumferential groove 115 when the turning portion 33A turns.
  • the motor 112B described above is provided inside the support portion 33B.
  • Motor 112B is coupled to rotating portion 114 of support 33B.
  • the rotating portion 114 constitutes a part of the circumferential groove 115 and is rotationally driven by the motor 112B about the axis AX2 orthogonal to the axis AX1.
  • the rear end of the tool holder 121 connects to the rotating portion 114 when clamped by the clamping mechanism 131 .
  • the driving force of motor 112B is transmitted to tool holder 121 via rotating portion 114 .
  • milling is realized in which the workpiece is machined by bringing the rotating tool into contact with the stationary workpiece.
  • An interlocking member 191 is provided in the clamping mechanism 131 .
  • the interlocking member 191 interlocks with the tool holder 121 when the clamping mechanism 131 clamps the tool holder 121 . More specifically, when the tool holder 121 is normally attached to the clamp mechanism 131 , the rear end of the interlocking member 191 is positioned inside the circumferential groove 115 . On the other hand, when the tool holder 121 is not attached to the clamp mechanism 131 , the rear end of the interlocking member 191 is positioned outside the circumferential groove 115 .
  • a proximity sensor 113 is provided in the circumferential groove 115 .
  • the proximity sensor 113 has a predetermined detectable range and detects the presence or absence of an object within the detectable range.
  • the type of proximity sensor 113 is not particularly limited.
  • Proximity sensor 113 is, for example, a distance sensor capable of detecting the distance from proximity sensor 113 to an object, a magnetic sensor capable of detecting changes in magnetic field depending on the presence or absence of an object, or detecting an object near proximity sensor 113. Other sensors are possible.
  • the number of proximity sensors 113 may be one or more.
  • the proximity sensor 113 is provided at a position within the circumferential groove 115 corresponding to the tool change position J and at a position within the circumferential groove 115 corresponding to the workpiece machining position K, and other positions within the circumferential groove 115. cannot be set in
  • the proximity sensor 113 is provided on the support portion 33B so that the interlocking member 191 moves inside and outside the detectable range of the proximity sensor 113 when the tool holder 121 is clamped by the clamping mechanism 131 .
  • the interlocking member 191 moves from outside the detectable range of the proximity sensor 113 to within the detectable range of the proximity sensor 113 when the tool holder 121 is clamped by the clamp mechanism 131 .
  • the machine tool 10 can detect the clamping state of the tool holder 121 by the clamping mechanism 131 based on the output value of the proximity sensor 113 .
  • the proximity sensor 113 is provided on the support portion 33B so that its detectable range is included inside the circumferential groove 115. Thereby, the proximity sensor 113 can detect the interlocking member 191 in the circumferential groove 115 .
  • the shape of the interlocking member 191 is arbitrary as long as it can be interlocked with the tool holder 121 when the clamping mechanism 131 clamps the tool holder 121 .
  • the interlocking member 191 is a pin configured to be movable in the radial direction of the axis AX1.
  • the rear end of the pin is positioned inside the circumferential groove 115 when the tool holder 121 is clamped by the clamping mechanism 131. More specifically, the front end of the pin is pushed by tool holder 121 when tool holder 121 is attached to clamping mechanism 131 . As a result, the pin moves closer to the axis AX ⁇ b>1 , and the rear end of the pin protrudes inside the circumferential groove 115 .
  • a proximity sensor 113 detects the rear end of the projecting pin.
  • the space inside the circumferential groove 115 provided for the rear end portion of the tool holder 121 is also used as a space for detecting the rear end portion of the interlocking member 191. This eliminates the need to provide a new space for detecting the clamping state of the tool holder 121 with respect to the clamping mechanism 131 . As a result, the turret 33 can be made smaller.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the turret 33 as viewed in the direction of arrows on line VII--VII in FIG.
  • Axis AX3 shown in FIG. 7 indicates an axis passing through tool change position J (see FIG. 2) in the radial direction of axis AX1 (see FIG. 2).
  • the clamping mechanism 131 within the turret 33 has a bearing housing 56 and a front housing 57 .
  • a hydraulic cylinder (not shown) is provided between the bearing housing 56 and the front housing 57 .
  • the hydraulic cylinder has a first piston 61, a second piston 71, and hydraulic chambers 81-83.
  • a pin 191A which is an example of the above-described interlocking member 191, is connected to the rear end of the first piston 61.
  • a communication hole 56H1 is formed through the bearing housing 56 in the direction of the axis AX3, and a communication hole 71H is formed through the second piston 71 in the direction of the axis AX3. 1 In conjunction with the piston 61, it is configured to be movable in the direction of the axis AX3 within the communicating holes 56H1 and 71H.
  • a pin 191B which is an example of the interlocking member 191 described above, is connected to the second piston 71 .
  • a communication hole 56H2 penetrating in the direction of the axis AX3 is formed in the bearing housing 56, and the pin 191B is configured to be movable in the direction of the axis AX3 in the communication hole 56H2 in conjunction with the second piston 71.
  • Hydraulic chambers 81 to 83 are defined by hydraulic cylinders. Each of the hydraulic chambers 81 - 83 is connected to a hydraulic supply source 87 via a valve 86 . Hydraulic pressure from a hydraulic pressure supply source 87 is supplied to any one of the hydraulic chambers 81 to 83 by controlling the opening and closing of the valve 86 . The opening/closing control of the valve 86 is controlled by the control unit 50 of the machine tool 10, for example.
  • the clamping state of the tool holder 121 by the clamping mechanism 131 includes a normal clamping state, an unclamping state, an empty clamping state, an incomplete clamping state, and a tool rotatable state.
  • a normal clamping state indicates a state in which the tool holder 121 holding the tool is normally clamped to the clamping mechanism 131.
  • the unclamped state indicates a state in which the tool holder 121 is not clamped by the clamp mechanism 131 and the tool holder 121 can be removed from the clamp mechanism 131.
  • the empty clamp state indicates a state in which the tool holder 121 holding no tool is clamped by the clamp mechanism 131.
  • the incomplete clamping state indicates a state in which the tool holder 121 holding the tool is abnormally clamped by the clamping mechanism 131.
  • the direction closer to the axis AX1 will be referred to as "the radially inner side of the axis AX1".
  • the direction away from the axis AX1 is referred to as "the radially outer side of the axis AX1".
  • proximity sensors 113 may be one, or may be three or more.
  • interlocking members 191 pins 191A and 191B
  • the same number of interlocking members 191 as the proximity sensors 113 are provided.
  • FIG. 7 shows the inside of the clamping mechanism 131 during normal clamping.
  • the hydraulic chamber 81 is formed between the front housing 57 and the first piston 61 in the direction of the axis AX3.
  • the first piston 61 is pushed radially inward of the axis AX1.
  • the pin 191A connected to the first piston 61 protrudes into the circumferential groove 115 from the communication hole 56H1.
  • a recess 62 is also provided in the first piston 61 .
  • the recessed portion 62 has a recessed shape that is recessed from the inner peripheral surface of the first piston 61 toward the outside in the radial direction of the axis AX3.
  • the recessed portion 62 is an annular groove extending in the circumferential direction of the axis AX3.
  • the recess 62 engages with the projection 135 of the tool holder 121 .
  • the concave portion 62 of the first piston 61 pushes the convex portion of the tool holder 121 radially inward of the axis AX1.
  • the tool holder 121 is pushed inward in the radial direction of the axis AX1 and clamped by the clamp mechanism 131 .
  • the pin 191A protrudes in front of the proximity sensor 113A and the pin 191B protrudes in front of the proximity sensor 113B. Therefore, when the proximity sensor 113A detects the pin 191A and the proximity sensor 113B detects the pin 191B, the controller 50 of the machine tool 10 controls the clamp mechanism 131 to operate normally while the tool holder 121 holds the tool. is clamped to
  • At least one of the proximity sensors 113A and 113B is a distance sensor that outputs the distance to the object as a detection result.
  • the control unit 50 of the machine tool 10 determines the normal clamping state based on the distance. A method of determining a normal clamp state based on distance data will be described below, taking as an example a case where the proximity sensor 113A is a distance sensor and the pin 191A has a tapered portion.
  • FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the position of the pin 191A and the output value of the proximity sensor 113A.
  • the proximity sensor 113A as a distance sensor detects the distance between an object within its detectable range and the proximity sensor 113A.
  • the pin 191A has a tapered portion.
  • the tapered portion is formed at the rear end of the pin 191A, and the diameter of the pin 191A becomes shorter toward the inside in the radial direction of the axis AX1. As a result, the distance output from proximity sensor 113 changes according to the position of pin 191A.
  • the control unit 50 of the machine tool 10 determines that the clamping state of the clamping mechanism 131 is the normal clamping state when the distance detected by the proximity sensor 113A is within a predetermined range.
  • the predetermined range is, for example, equal to or less than the threshold th1 and equal to or more than the threshold th2.
  • the threshold th1 is greater than the threshold th2.
  • the thresholds th1 and th2 may be preset or arbitrarily set by the user.
  • control unit 50 can more accurately determine the normal clamping state of the tool holder 121 by the clamping mechanism 131 .
  • the tip of the pin 191A is assumed to have a tapered shape, but the shape of the tip of the pin 191A is not limited to a tapered shape.
  • the output value of the proximity sensor 113A changes not only with the distance to the pin 191A but also with the volume of the pin 191A in front of the proximity sensor 113A. Therefore, the shape of the pin 191A may be such that the volume (cross-sectional area) of the pin 191A decreases radially inward.
  • FIG. 9 is a diagram showing the internal state of the clamping mechanism 131 during unclamping.
  • the hydraulic chamber 83 is formed between the bearing housing 56 and the second piston 71 in the direction of the axis AX3.
  • the second piston 71 is pushed radially outward of the axis AX1.
  • the pin 191B connected to the second piston 71 is retracted radially outward of the axis AX1.
  • the second piston 71 comes into contact with the first piston 61 and pushes the first piston 61 radially outward of the axis AX1.
  • the pin 191A connected to the first piston 61 is retracted radially outward of the axis AX1.
  • the second piston 71 contacts the convex portion 135 of the tool holder 121 by being pushed radially outward of the axis AX1. After that, the convex portion 135 is pushed radially outward of the axis AX ⁇ b>1 , and the tool holder 121 is unclamped from the clamp mechanism 131 .
  • the machine tool 10 determines that the tool holder 121 is unclamped from the clamping mechanism 131 when the proximity sensor 113A does not detect the pin 191A and the proximity sensor 113B does not detect the pin 191B. to decide.
  • FIG. 10 is a diagram showing the state inside the clamping mechanism 131 during empty clamping.
  • the tool holder 121 holding the tool is attached to the clamp mechanism 131, the tool is drawn inward in the radial direction of the axis AX1 by a collet (not shown) inside the tool holder 121. At this time, the retraction of the tool holder 121 on the radially inner side of the axis AX1 stops halfway due to the engagement between the tool and the tool holder 121 .
  • the amount of movement of the pins 191A and 191B during empty clamping is greater than the amount of movement of the pin 191A during normal clamping.
  • the rear end of pin 191A passes in front of proximity sensor 113A and the rear end of pin 191B passes in front of proximity sensor 113B.
  • a method for determining an empty clamp state based on distance data will be described below, taking as an example a case where the proximity sensor 113A is a distance sensor and the pin 191A has a tapered portion.
  • the control unit 50 of the machine tool 10 determines that the clamping state of the clamping mechanism 131 is the empty clamping state when the distance detected by the proximity sensor 113A is smaller than the threshold value th2.
  • the tool holder 121 is not sufficiently inserted into the clamp mechanism 131 when foreign matter such as chips of the workpiece enters between the tool holder 121 and the clamp mechanism 131 .
  • pins 191 A and 191 B do not protrude in front of proximity sensor 113 .
  • control unit 50 of the machine tool 10 determines that the clamping state of the clamping mechanism 131 is the incomplete clamping state when the distance detected by the proximity sensor 113A is greater than the threshold th1.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing the turret 33 as viewed in the direction of arrows on line XI-XI in FIG.
  • the hydraulic chamber 82 is provided between the first piston 61 and the second piston 71.
  • the first piston 61 is pushed radially inward of the axis AX1
  • the second piston 71 is pushed radially outward of the axis AX1. That is, the first piston 61 and the second piston 71 move in opposite directions.
  • the control unit 50 of the machine tool 10 determines that the clamping state of the clamping mechanism 131 is the tool rotatable state. to decide.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the CNC unit 30. As shown in FIG. 12,
  • the CNC unit 30 includes a control circuit 301, a ROM 302, a RAM 303, a communication interface 305, a communication interface 305, and an auxiliary storage device 320. These components are connected to internal bus 309 .
  • the control circuit 301 is composed of, for example, at least one integrated circuit.
  • An integrated circuit may comprise, for example, at least one CPU, at least one ASIC, at least one FPGA, or a combination thereof.
  • the control circuit 301 controls the operation of the CNC unit 30 by executing various programs such as a machining program 322 and a detection program 324.
  • the machining program 322 is a program for realizing workpiece machining.
  • the detection program 324 is a program for detecting the clamping state of the tool holder 121 by the clamping mechanism 131 .
  • the control circuit 301 reads the program from the ROM 302 to the RAM 303 based on the reception of the instruction to execute each program.
  • a RAM 303 functions as a working memory and temporarily stores various data necessary for program execution.
  • a communication interface 305 is an interface for realizing communication using LAN, WLAN, Bluetooth (registered trademark), or the like.
  • the CNC unit 30 communicates with various drive units (for example, the motor drivers 111A and 111B and the ATC driver 111N described above) for work machining via the communication interface 305 or other communication interfaces. come true.
  • the auxiliary storage device 320 is, for example, a storage medium such as a hard disk or flash memory.
  • the auxiliary storage device 320 stores a machining program 322, a detection program 324, control parameters 326, and the like.
  • the control parameters 326 define various setting values referred to by the machining program 322 and detection program 324 .
  • the control parameter 326 defines the above thresholds th1 and th2 (see FIG. 8) and the like.
  • the storage locations of the machining program 322, the detection program 324, and the control parameters 326 are not limited to the auxiliary storage device 320, but are storage areas of the control circuit 301 (eg, cache memory), ROM 302, RAM 303, external devices (eg, servers). and so on.
  • the detection program 324 may be provided as a part of an arbitrary program, not as a standalone program. In this case, various processes according to the present embodiment are implemented in cooperation with arbitrary programs. Even if the program does not include some of such modules, it does not deviate from the gist of the detection program 324 according to the present embodiment. Further, some or all of the functionality provided by detection program 324 may be implemented by dedicated hardware. Furthermore, the CNC unit 30 may be configured as a so-called cloud service in which at least one server executes part of the processing of the detection program 324 .
  • FIG. 13 is a flowchart showing an example of processing for detecting the clamping state of the tool holder 121 by the clamping mechanism 131. As shown in FIG. 13
  • the processing shown in FIG. 13 is performed by the control unit 50 executing the detection program 324 described above. Note that part or all of the processing shown in FIG. 13 may be performed by circuit elements or other hardware.
  • the control unit 50 determines whether or not the timing for detecting the clamped state of the tool holder 121 has come.
  • the timing includes, for example, the timing at which the machine tool 10 is powered on, the timing at which the turret 33 is turned, the timing at which the above-described ATC 18 performs tool exchange, or before the start of machining of the workpiece. timing.
  • the control unit 50 determines that the timing for detecting the clamped state of the tool holder 121 has arrived (YES in step S110)
  • the control unit 50 switches the control to step S112. Otherwise (NO in step S110), control unit 50 executes the process of step S110 again.
  • step S ⁇ b>112 the control unit 50 acquires the output value of the proximity sensor 113 .
  • step S120 the control unit 50 determines whether or not the output value of the proximity sensor 113 is greater than the above threshold th1 (see FIG. 8).
  • control unit 50 determines that the output value of proximity sensor 113 is greater than threshold th1 described above (YES in step S120)
  • control is switched to step S122. Otherwise (NO in step S120), control unit 50 switches control to step S130.
  • step S122 the control unit 50 determines that the clamping state of the tool holder 121 is an incomplete clamping state, and outputs a warning indicating the incomplete clamping state.
  • the warning output method is arbitrary. As an example, the warning is displayed on a display (not shown) of machine tool 10 as a message. As another example, the warning may be output audibly.
  • the control unit 50 may stop machining the workpiece.
  • step S130 the control unit 50 determines whether or not the output value of the proximity sensor 113 is smaller than the above threshold th2 (see FIG. 8).
  • control unit 50 determines that the output value of proximity sensor 113 is smaller than threshold th2 (YES in step S130)
  • control is switched to step S132. Otherwise (NO in step S130), control unit 50 switches control to step S142.
  • step S132 the control unit 50 determines that the clamping state of the tool holder 121 is the empty clamping state, and outputs a warning indicating the empty clamping state.
  • the warning output method is arbitrary. As an example, the warning is displayed on a display (not shown) of machine tool 10 as a message. As another example, the warning may be output audibly.
  • the control unit 50 may stop machining the workpiece.
  • the control unit 50 determines that the clamping state of the tool holder 121 is normal. In this case, the control unit 50 does not have to execute anything, or may output that it is normal.
  • FIG. 14 is a flowchart showing another example of processing for detecting the clamping state of the tool holder 121 by the clamping mechanism 131. As shown in FIG. 14
  • the processing shown in FIG. 14 is performed by the control unit 50 executing the detection program 324 described above. Note that part or all of the processing shown in FIG. 14 may be performed by circuit elements or other hardware.
  • the proximity sensor 113A is a sensor that outputs the distance to an object
  • the proximity sensor 113B is a sensor that indicates the presence or absence of an object in binary.
  • the output value of proximity sensor 113B being "0" indicates that there is no object in front of proximity sensor 113B.
  • the output value of proximity sensor 113B being "1" indicates that there is an object in front of proximity sensor 113B.
  • the control unit 50 determines whether or not the timing for detecting the clamped state of the tool holder 121 has arrived.
  • the timing may be, for example, the timing at which the machine tool 10 is powered on, the timing at which the turret 33 is turned, the timing at which the ATC 18 exchanges tools, or the start of machining of the workpiece. For example, the previous timing.
  • the control unit 50 determines that the timing for detecting the clamped state of the tool holder 121 has arrived (YES in step S210)
  • the control unit 50 switches the control to step S212. Otherwise (NO in step S210), control unit 50 executes the process of step S210 again.
  • control unit 50 acquires the output values of the proximity sensors 113A and 113B.
  • step S220 the control unit 50 determines whether or not the output values of the proximity sensors 113A and 113B are both undetected. As an example, when the output value of proximity sensor 113A is equal to or greater than threshold th1 (see FIG. 8) and the output value of proximity sensor 113B indicates "0", proximity sensors 113A and 113B and output values are both determined to be non-detection of the object.
  • control unit 50 determines that both the output values of proximity sensors 113A and 113B indicate that an object has not been detected (YES in step S220), control unit 50 switches control to step S222. Otherwise (NO in step S220), control unit 50 switches control to step S230.
  • step S222 the control unit 50 determines that the clamped state of the tool holder 121 is the unclamped state, and outputs a warning indicating the unclamped state.
  • the warning output method is arbitrary. As an example, the warning is displayed on a display (not shown) of machine tool 10 as a message. As another example, the warning may be output audibly.
  • the controller 50 may stop machining the workpiece.
  • step S230 the control unit 50 determines whether or not the output value of the proximity sensor 113A is greater than the above threshold th1 (see FIG. 8).
  • control unit 50 determines that the output value of proximity sensor 113A is greater than threshold th1 described above (YES in step S230)
  • control is switched to step S232. Otherwise (NO in step S230), control unit 50 switches control to step S240.
  • step S232 the control unit 50 determines that the clamping state of the tool holder 121 is an incomplete clamping state, and outputs a warning indicating the incomplete clamping state.
  • the warning output method is arbitrary. As an example, the warning is displayed on a display (not shown) of machine tool 10 as a message. As another example, the warning may be output audibly.
  • the control unit 50 may stop machining the workpiece.
  • step S240 the control unit 50 determines whether or not the output value of the proximity sensor 113A is smaller than the above threshold th2 (see FIG. 8).
  • control unit 50 determines that the output value of proximity sensor 113A is smaller than threshold th2 (YES in step S240)
  • control is switched to step S242. Otherwise (NO in step S240), control unit 50 switches control to step S252.
  • step S242 the control unit 50 determines that the clamping state of the tool holder 121 is the empty clamping state, and outputs a warning indicating the empty clamping state.
  • the warning output method is arbitrary. As an example, the warning is displayed on a display (not shown) of machine tool 10 as a message. As another example, the warning may be output audibly.
  • the control unit 50 may stop machining the workpiece.
  • the control unit 50 determines that the clamping state of the tool holder 121 is normal. In this case, the control unit 50 does not have to execute anything, or may output that it is normal.
  • FIG. 14 does not show the processing for determining the tool rotatable state described above
  • the processing for determining the tool rotatable state may be added to the flowchart shown in FIG.
  • the control unit 50 changes the clamping state of the tool holder 121. is in the tool rotatable state. Otherwise, the control unit 50 may determine that the clamped state of the tool holder 121 is not a tool rotatable state and output a warning.
  • the method of outputting the warning is arbitrary.
  • the warning is displayed on a display (not shown) of machine tool 10 as a message.
  • the warning may be output audibly.
  • the control unit 50 may stop machining the workpiece.
  • the clamping mechanism 131 of the turret 33 is provided with the interlocking member 191 .
  • the interlocking member 191 interlocks with the tool holder 121 when the clamping mechanism 131 clamps the tool holder 121 .
  • a proximity sensor 113 is provided on the supporting portion 33B of the turret 33.
  • the proximity sensor 113 is provided on the support portion 33B so that the interlocking member 191 moves between the inside and outside of the detectable range of the proximity sensor 113 when the tool holder 121 is clamped by the clamping mechanism 131 .
  • the interlocking member 191 moves from outside the detectable range of the proximity sensor 113 to within the detectable range.
  • the machine tool 10 can detect the clamping state of the tool holder 121 by the clamping mechanism 131 based on the output value of the proximity sensor 113 .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)

Abstract

第1の軸を回転中心として旋回可能に構成される旋回部(33A)と、旋回部(33A)が第1の軸を回転中心として旋回可能なように旋回部(33A)を支持するための支持部(33B)とを備える。旋回部(33A)は、工具ホルダーをクランプすることが可能なクランプ機構(131)を含む。クランプ機構(131)は、工具ホルダーをクランプする際に当該工具ホルダーと連動する連動部材(191)を有する。支持部(33B)は、検出可能範囲内において物体の有無を検出することが可能なセンサ(113)を含む。センサ(113)は、工具ホルダーがクランプ機構(131)にクランプされたときに、連動部材(191)が検出可能範囲の内外間を移動するように支持部(33B)に設けられている。

Description

タレット、クランプ状態の検出方法、およびクランプ状態の検出プログラム
 本開示は、タレット、クランプ状態の検出方法、およびクランプ状態の検出プログラムに関する。
 特開2021-070133号公報(特許文献1)は、タレットを備える工作機械を開示している。当該タレットは、複数の工具ホルダーを保持可能なように構成されている。各工具ホルダーは、クランプ機構によってクランプされることでタレットに固定される。
特開2021-070133号公報
 工具ホルダーは、自動工具交換装置(ATC:Automatic Tool Changer)や作業者によってタレットに取り付けられる。このとき、工具ホルダーがクランプ機構によって正常にクランプされていないことがある。工具ホルダーがクランプ機構によって正常にクランプされていない状態でワークの加工が行われると、ワークの加工精度が低下したり、工具が破損したりする可能性がある。したがって、タレットに対する工具ホルダーのクランプ状態を検出することが可能な技術が望まれている。なお、特許文献1は、当該技術に関しては開示していない。
 本開示の一例では、タレットは、第1の軸を回転中心として旋回可能に構成される旋回部と、上記旋回部が上記第1の軸を回転中心として旋回可能なように上記旋回部を支持するための支持部とを備える。上記旋回部は、工具ホルダーをクランプすることが可能なクランプ機構を含む。上記クランプ機構は、上記工具ホルダーをクランプする際に当該工具ホルダーと連動する連動部材を有する。上記支持部は、検出可能範囲内において物体の有無を検出することが可能なセンサを含む。上記センサは、上記工具ホルダーが上記クランプ機構にクランプされたときに、上記連動部材が上記検出可能範囲の内外間を移動するように上記支持部に設けられている。
 本開示の一例では、上記支持部の外周面には、上記第1の軸を中心とする周方向において周回溝が設けられている。上記支持部は、さらに、モータと、上記第1の軸に直交する第2の軸を回転中心として上記モータによって回転駆動される回転部分とを含む。上記回転部分は、上記周回溝の一部を構成する。上記工具ホルダーは、上記クランプ機構にクランプされたときに上記回転部分に連結される。
 本開示の一例では、上記連動部材は、上記第1の軸の直交方向に移動可能に構成されるピンである。上記ピンの先端は、上記工具ホルダーが上記クランプ機構にクランプされたときに上記周回溝の内側に位置する。
 本開示の一例では、上記センサは、上記検出可能範囲が上記周回溝の内側に含まれるように上記支持部に設けられている。
 本開示の一例では、工作機械は、上記タレットと、上記旋回部に保持されている交換対象の工具ホルダーを、当該工具ホルダーとは異なる工具ホルダーと交換するための自動工具交換装置とを備える。
 本開示の一例では、上記工作機械は、さらに、当該工作機械を制御するための制御部を備える。上記センサは、距離センサを有する。上記距離センサは、上記検出可能範囲にある物体と当該距離センサとの間の距離を検出する。上記連動部材は、上記工具ホルダーが上記クランプ機構にクランプされたときに、上記検出可能範囲に含まれるテーパー部分を有する。上記制御部は、上記距離センサによって検出された距離が予め定められた範囲内である場合に、上記工具ホルダーが上記クランプ機構に正常にクランプされていると判断する。
 本開示の他の例では、タレットに対する工具ホルダーのクランプ状態を検出するための検出方法が提供される。上記タレットは、第1の軸を回転中心として旋回可能に構成される旋回部と、上記旋回部が上記第1の軸を回転中心として旋回可能なように上記旋回部を支持するための支持部とを備える。上記旋回部は、上記工具ホルダーをクランプすることが可能なクランプ機構を含む。上記クランプ機構は、上記工具ホルダーをクランプする際に当該工具ホルダーと連動する連動部材を有する。上記支持部は、検出可能範囲内において物体の有無を検出することが可能なセンサを含む。上記センサは、上記工具ホルダーが上記クランプ機構にクランプされたときに、上記連動部材が上記検出可能範囲の内外間を移動するように上記支持部に設けられている。上記検出方法は、上記工具ホルダーが上記クランプ機構に装着されたことに基づいて、上記センサの出力値を取得するステップと、上記出力値が予め定められた条件を満たした場合に、上記工具ホルダーが上記クランプ機構に正常にクランプされていると判断するステップとを備える。
 本開示の他の例では、タレットに対する工具ホルダーのクランプ状態を検出するための検出プログラムが提供される。上記タレットは、第1の軸を回転中心として旋回可能に構成される旋回部と、上記旋回部が上記第1の軸を回転中心として旋回可能なように上記旋回部を支持するための支持部とを備える。上記旋回部は、上記工具ホルダーをクランプすることが可能なクランプ機構を含む。上記クランプ機構は、上記工具ホルダーをクランプする際に当該工具ホルダーと連動する連動部材を有する。上記支持部は、検出可能範囲内において物体の有無を検出することが可能なセンサを含む。上記センサは、上記工具ホルダーが上記クランプ機構にクランプされたときに、上記連動部材が上記検出可能範囲の内外間を移動するように上記支持部に設けられている。上記検出プログラムは、コンピュータに、上記工具ホルダーが上記クランプ機構に装着されたことに基づいて、上記センサの出力値を取得するステップと、上記出力値が予め定められた条件を満たした場合に、上記工具ホルダーが上記クランプ機構に正常にクランプされていると判断するステップとを実行させる。
 本発明の上記および他の目的、特徴、局面および利点は、添付の図面と関連して理解される本発明に関する次の詳細な説明から明らかとなるであろう。
工作機械の内部構造を示す斜視図である。 工具交換位置を説明するための図である。 ワーク加工位置を説明するための図である。 工作機械における駆動機構の構成例を示す図である。 図1に示される軸AX1の方向からタレットを表わした側面図である。 タレットの一部である支持部の外観を示す図である。 図2中のVII-VII線上の矢視方向に見たタレットを示す断面図である。 ピンの位置と、近接センサの出力値との関係を示す図である。 アンクランプ時におけるクランプ機構内の様子を示す図である。 空クランプ時におけるクランプ機構内の様子を示す図である。 図3中のXI-XI線上の矢視方向に見たタレットを示す断面図である。 CNC(Computer Numerical Control)ユニットのハードウェア構成の一例を示す図である。 クランプ機構による工具ホルダーのクランプ状態を検出する処理の一例を示すフローチャートのである。 クランプ機構による工具ホルダーのクランプ状態を検出する処理の他の例を示すフローチャートである。
 以下、図面を参照しつつ、本発明に従う各実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、これらについての詳細な説明は繰り返さない。なお、以下で説明される各実施の形態および各変形例は、適宜選択的に組み合わされてもよい。
 <A.工作機械10>
 まず、図1を参照して、実施の形態に従う工作機械10について説明する。図1は、工作機械10の内部構造を示す斜視図である。
 工作機械10は、回転するワークに工具を接触させることによって、ワーク加工を行なう旋盤である。工作機械10には、停止するワークに回転する工具を接触させることによって、ワークの加工を行なうミーリング機能が備えられている。
 まず、工作機械10の全体構造について説明する。工作機械10は、ベッド11と、後述の自動工具交換装置18(ATC:Automatic Tool Changer)(図2参照)と、主軸台21と、刃物台31とを有する。
 ベッド11は、主軸台21、刃物台31および自動工具交換装置18などを支持するためのベース部材であり、工場などの床面上に設置される。ベッド11は、鋳鉄などの金属から形成されている。
 主軸台21は、ベッド11に取り付けられている。主軸台21は、主軸(図示しない)を有する。主軸は、水平方向に延びるZ軸に平行な軸AX0を中心に回転駆動する。主軸の先端には、ワークを保持可能に構成されているチャック機構が設けられている。チャック機構に保持されたワークは、主軸の回転駆動に伴って、軸AX0を中心に回転する。
 刃物台31は、カバー体(図示しない)によって区画形成される加工エリア内に設けられている。刃物台31は、タレット型刃物台であり、Z軸に平行な軸AX1を中心に旋回可能である。
 刃物台31は、刃物台ベース32と、タレット33とを有する。刃物台ベース32には、刃物台31を旋回駆動させるためのモータなどが搭載されている。刃物台ベース32は、後述する横送り台に取り付けられている。
 タレット33は、刃物台ベース32から、Z軸方向において主軸台21に近接する方向に突出するように設けられている。タレット33は、軸AX1の軸方向が厚み方向となる円盤形状を有する。
 タレット33は、旋回部33Aと、支持部33Bとで構成されている。旋回部33Aは、軸AX1(第1の軸)を回転中心として旋回可能に構成される。支持部33Bは、刃物台ベース32に固定されており、旋回部33Aが軸AX1を回転中心として旋回可能なように旋回部33Aを支持する。
 タレット33には、複数の工具ホルダー121が装着され得る。複数の工具ホルダー121は、ボルトを用いてタレット33に締結されている。複数の工具ホルダー121は、軸AX1を中心とする周方向に並んで設けられている。各工具ホルダー121は、工具を保持可能なように構成されている。
 刃物台31は、サドル16および横送り台(図示しない)を介して、ベッド11に取り付けられている。サドル16は、各種の送り機構や案内機構、サーボモータなどによって、Z軸方向に移動可能である。横送り台は、Z軸に直交し、鉛直方向に対して傾斜するX軸方向に移動可能に構成される。サドル16および横送り台が、それぞれ、Z軸方向およびX軸方向に移動することによって、工具ホルダー121に保持された工具によるワークの加工位置をZ軸-X軸平面内で移動させることができる。
 <B.工具交換位置およびワーク加工位置>
 次に、図2および図3を参照して、タレット33における工具交換位置と、タレット33におけるワーク加工位置とについて説明する。図2は、工具交換位置Jを説明するための図である。図3は、ワーク加工位置Kを説明するための図である。図2および図3には、図1に示される工作機械10をZ方向から見た側面図が示されている。
 図2に示されるように、工作機械10には、自動工具交換装置18が設けられている。自動工具交換装置18は、たとえば、刃物台31の機械前方側に設けられている。自動工具交換装置18は、工具を把持可能なダブルアームなどを有している。当該ダブルアームは、加工エリア内の刃物台31と、加工エリア外の工具マガジン(図示しない)との間で工具を交換可能なように構成されている。
 より具体的には、まず、工作機械10は、使用済みの工具ホルダーが工具交換位置Jに位置するように旋回部33Aを旋回する。その後、自動工具交換装置18のダブルアームは、使用済みの工具ホルダーを旋回部33Aから抜き取るとともに、使用予定の工具ホルダーを工具マガジンから抜き取る。その後、自動工具交換装置18は、ダブルアームを半回転する。続いて、自動工具交換装置18のダブルアームは、使用済みの工具ホルダーを工具マガジンに収納するとともに、使用予定の工具ホルダーを旋回部33Aに装着する。これにより、自動工具交換装置18は、旋回部33Aに保持されている交換対象の工具ホルダーを、当該工具ホルダーとは異なる新たな工具ホルダーと交換する。このように、自動工具交換装置18は、工具交換位置Jにおいて工具ホルダーの交換を行う。
 一方で、工作機械10は、工具を用いてワークWを加工する際には、当該工具を保持している工具ホルダーをワーク加工位置Kに位置させる。その後、工作機械10は、回転するワークWに当該工具を接触させ、ワーク加工位置KにおいてワークWを加工する。あるいは、工作機械10は、回転する工具をワークWに接触させ、ワーク加工位置KにおいてワークWを加工する。
 なお、工具交換位置Jおよびワーク加工位置Kの各位置は、特に限定されるものではない。たとえば、自動工具交換装置18が機械後方側に設けられる場合、工具交換位置Jは、図3に示されるワーク加工位置Kから180°ずれた位置であってもよい。
 <C.工作機械10の駆動機構>
 次に、図4を参照して、工作機械10における各種の駆動機構について説明する。図4は、工作機械10における駆動機構の構成例を示す図である。
 図4に示されるように、工作機械10は、制御部50と、モータドライバ111A,111Bと、モータ112A,112Bと、近接センサ113とを含む。
 本明細書でいう「制御部50」とは、工作機械10を制御する装置を意味する。制御部50の装置構成は、任意である。制御部50は、単体の制御ユニットで構成されてもよいし、複数の制御ユニットで構成されてもよい。一例として、制御部50は、CNCユニットを含む。
 モータドライバ111Aは、制御部50から目標回転速度の入力を受け、モータ112Aを制御する。モータ112Aは、軸AX1を回転中心としてタレット33の旋回部33Aを回転駆動する。モータ112Aは、交流モータであってもよいし、ステッピングモータであってもよいし、サーボモータであってもよいし、その他の種類のモータであってもよい。
 モータドライバ111Bは、制御部50から目標回転速度の入力を受け、モータ112Bを制御する。モータ112Bは、軸AX1に直交する軸(後述の軸AX3)を回転中心として、上述のワーク加工位置Kにある工具を回転駆動する。モータ112Bは、交流モータであってもよいし、ステッピングモータであってもよいし、サーボモータであってもよいし、その他の種類のモータであってもよい。
 近接センサ113は、検出可能範囲内において物体の有無を検出するためのセンサである。制御部50は、近接センサ113の出力値に基づいて、タレット33に対して工具ホルダーが正常にクランプされているか否かを判断する。近接センサ113を用いたクランプ状態の検出方法の詳細については後述する。
 ATCドライバ111Nは、たとえば、2軸一体型のドライバであり、上述のATC18に接続される第1,第2モータ(図示しない)の駆動を制御する。より具体的には、ATCドライバ111Nは、第1モータの目標回転速度の入力と、第2モータの目標回転速度の入力とのそれぞれをCNCユニット30から受け、第1,第2モータのそれぞれを制御する。当該第1モータは、ATCドライバ111Nからの出力電流に従ってATC18のダブルアームを送り駆動し、工具ホルダーをタレット33から抜く方向に当該ダブルアームを駆動する。上記第2モータは、ATCドライバ111Nからの出力電流に従ってATC18のダブルアームを回転駆動し、任意の回転角度に当該ダブルアームを駆動する。
 <D.タレット33>
 次に、図5および図6を参照して、図1に示されるタレット33について説明する。図5は、図1に示される軸AX1の方向からタレット33を表わした側面図である。図6は、タレット33の一部である支持部33Bの外観を示す図である。
 説明の便宜のために、以下では「前端」と「後端」との用語を用いる。「後端」とは、タレット33を構成する各部品の一端の内、軸AX1により近い側の一端を示す。「前端」とは、タレット33を構成する各部品の一端の内、軸AX1からより遠い側の一端を示す。
 タレット33は、旋回部33Aと、支持部33Bとを含む。図5および図6に示されるように、支持部33Bの外周面には、軸AX1を中心とする周方向において周回溝115が形成されている。周回溝115の中心(すなわち、軸AX1)は、旋回部33Aの回転中心(すなわち、軸AX1)と同じである。その結果、旋回部33Aは、周回溝115に沿って旋回する。
 旋回部33Aには、複数のクランプ機構131が設けられている。図5の例では、12個のクランプ機構131が旋回部33Aに設けられている。各クランプ機構131は、たとえば、軸AX1を中心とする周方向に沿って等間隔に旋回部33Aに設けられている。クランプ機構131の各々は、工具ホルダー121をクランプ可能に構成される。
 クランプ機構131の後端には、連通孔が形成されている。工具ホルダー121がクランプ機構131に装着された時に、工具ホルダー121の後端は、クランプ機構131の連通孔に挿入される。その結果、工具ホルダー121の後端は、支持部33Bの周回溝115に突出する。旋回部33Aが旋回した際には、工具ホルダー121の後端は、周回溝115内を移動する。
 支持部33Bの内部には、上述のモータ112Bが設けられている。モータ112Bは、支持部33Bの回転部分114に連結されている。回転部分114は、周回溝115の一部を構成し、軸AX1に直交する軸AX2を回転中心としてモータ112Bによって回転駆動される。また、工具ホルダー121の後端は、クランプ機構131にクランプされているときに回転部分114に連結する。その結果、モータ112Bの駆動力は、回転部分114を介して、工具ホルダー121に伝えられる。これにより、停止するワークに回転する工具を接触させることによってワークの加工を行なうミーリング加工が実現される。
 クランプ機構131には、連動部材191が設けられている。連動部材191は、クランプ機構131が工具ホルダー121をクランプする際に工具ホルダー121と連動する。より具体的には、工具ホルダー121がクランプ機構131に正常に取り付けられた時には、連動部材191の後端は周回溝115の内側に位置する。一方で、工具ホルダー121がクランプ機構131に取り付けられていない時には、連動部材191の後端は、周回溝115の外側に位置する。
 周回溝115には、近接センサ113が設けられている。近接センサ113は、所定の検出可能範囲を有し、当該検出可能範囲内において物体の有無を検出する。近接センサ113の種類は特に限定されない。近接センサ113は、たとえば、近接センサ113から物体までの距離を検出可能な距離センサ、物体の有無に応じた磁界の変化を検出可能な磁気センサ、または、近接センサ113の近傍にある物体を検出可能なその他のセンサである。
 また、近接センサ113の数は、1つ以上であればよい。一例として、近接センサ113は、工具交換位置Jに対応する周回溝115内の位置と、ワーク加工位置Kに対応する周回溝115内の位置とに設けられ、それら以外の周回溝115内の位置には設けられない。
 近接センサ113は、工具ホルダー121がクランプ機構131にクランプされたときに、連動部材191が近接センサ113の検出可能範囲の内外間を移動するように支持部33Bに設けられている。一例として、連動部材191は、工具ホルダー121がクランプ機構131にクランプされたときに、近接センサ113の検出可能範囲外から近接センサ113の検出可能範囲内に移動する。これにより、工作機械10は、近接センサ113の出力値に基づいて、クランプ機構131による工具ホルダー121のクランプ状態を検出することができる。
 典型的には、近接センサ113は、自身の検出可能範囲が周回溝115の内側に含まれるように支持部33Bに設けられている。これにより、近接センサ113は、周回溝115において連動部材191を検出することができる。
 なお、連動部材191の形状は、クランプ機構131が工具ホルダー121をクランプする際に工具ホルダー121と連動可能に構成されていれば任意である。一例として、連動部材191は、軸AX1の径方向に移動可能に構成されるピンである。
 当該ピンの後端は、工具ホルダー121がクランプ機構131にクランプされたときに周回溝115の内側に位置する。より具体的には、当該ピンの前端は、工具ホルダー121がクランプ機構131に装着された際に工具ホルダー121によって押される。これにより、当該ピンが軸AX1に近付くように移動し、当該ピンの後端は、周回溝115の内側に突出する。近接センサ113は、当該突出したピンの後端を検出する。
 このように、工具ホルダー121の後端部分のために設けられている周回溝115の内側の空間が、連動部材191の後端部分を検出するための空間としても利用される。これにより、クランプ機構131に対する工具ホルダー121のクランプ状態を検出するために新たな空間を設ける必要がなくなる。結果として、タレット33を小型化することができる。
 <E.クランプ機構131の内部構造>
 次に、図7を参照して、クランプ機構131の内部構造について説明する。図7は、図2中のVII-VII線上の矢視方向に見たタレット33を示す断面図である。
 図7に示される軸AX3は、上述の軸AX1(図2参照)の径方向の内、工具交換位置J(図2参照)を通る軸を示す。図7に示されるように、タレット33内のクランプ機構131は、ベアリングハウジング56と、フロントハウジング57とを有する。
 ベアリングハウジング56とフロントハウジング57と間には、油圧シリンダ(図示しない)が設けられている。当該油圧シリンダは、第1ピストン61と、第2ピストン71と、油圧室81~83とを有する。
 第1ピストン61の後端には、上述の連動部材191の一例であるピン191Aが接続されている。ベアリングハウジング56には軸AX3方向に貫通している連通孔56H1が形成されており、第2ピストン71には軸AX3方向に貫通している連通孔71Hが形成されており、ピン191Aは、第1ピストン61に連動して連通孔56H1,71H内を軸AX3方向に移動可能に構成される。
 第2ピストン71には、上述の連動部材191の一例であるピン191Bが接続されている。ベアリングハウジング56には軸AX3方向に貫通している連通孔56H2が形成されており、ピン191Bは、第2ピストン71に連動して連通孔56H2内を軸AX3方向に移動可能に構成される。
 油圧室81~83は、油圧シリンダによって区画形成される。油圧室81~83の各々は、バルブ86を介して、油圧供給源87に接続されている。バルブ86が開閉制御されることによって、油圧供給源87からの油圧が、油圧室81~83のいずれかに供給される。バルブ86の開閉制御は、たとえば、工作機械10の制御部50によって制御される。
 <F.クランプ機構131のクランプ状態>
 次に、図7~図11を参照して、クランプ機構131による工具ホルダー121のクランプ状態について説明する。
 クランプ機構131による工具ホルダー121のクランプ状態は、正常クランプ状態と、アンクランプ状態と、空クランプ状態と、ミスクランプ状態と、工具回転可能状態とを含む。
 正常クランプ状態は、工具を保持している工具ホルダー121がクランプ機構131に正常にクランプされている状態を示す。
 アンクランプ状態は、工具ホルダー121がクランプ機構131にクランプされておらず、工具ホルダー121をクランプ機構131から抜くことが可能な状態を示す。
 空クランプ状態は、工具を保持していない工具ホルダー121がクランプ機構131にクランプされている状態を示す。
 ミスクランプ状態は、工具を保持している工具ホルダー121がクランプ機構131に異常にクランプされている状態を示す。
 以下では、クランプ機構131による工具ホルダー121の各クランプ状態について説明する。
 なお、説明の便宜のために、以下では、上述の軸AX1(図5参照)の径方向の内、軸AX1により近い方向を「軸AX1の径方向内側」と称する。一方で、上述の軸AX1の径方向の内、軸AX1からより離れる方向を「軸AX1の径方向外側」と称する。
 また、以下では、2つの近接センサ113(近接センサ113A,113B)を用いてクランプ機構131による工具ホルダー121のクランプ状態を検出する例について説明を行うが、タレット33に設けられる近接センサ113の数は、1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。
 同様に、以下では、2つの連動部材191(ピン191A,191B)を用いてクランプ機構131による工具ホルダー121のクランプ状態を検出する例について説明を行うが、タレット33に設けられる連動部材191の数は、1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。典型的には、連動部材191は、近接センサ113と同数設けられる。
 (F1.正常クランプ状態)
 まず、上述の図7を参照して、クランプ機構131による工具ホルダー121の正常クランプ状態について説明する。図7には、正常クランプ時におけるクランプ機構131内の様子が示されている。
 図7に示されるように、油圧室81は、軸AX3方向において、フロントハウジング57と第1ピストン61との間に形成されている。油圧室81に油圧が供給されると、第1ピストン61は、軸AX1の径方向内側に押される。その結果、第1ピストン61に繋がっているピン191Aは、連通孔56H1から周回溝115に突出する。
 また、第1ピストン61が軸AX1の径方向内側に押されると、第1ピストン61は、第2ピストン71と接触し、軸AX1の径方向内側に第2ピストン71を押す。その結果、第2ピストン71に繋がっているピン191Bは、連通孔56H2から周回溝115に突出する。
 また、第1ピストン61には、凹部62が設けられている。凹部62は、第1ピストン61の内周面から、軸AX3の径方向外側に向けて窪む凹形状をなしている。凹部62は、軸AX3の周方向に延びる環状溝である。凹部62は、工具ホルダー121の凸部135と係合している。第1ピストン61が軸AX1の径方向内側に押されることで、第1ピストン61の凹部62は、軸AX1の径方向内側に工具ホルダー121の凸部を押し込む。結果として、工具ホルダー121は、軸AX1の径方向内側に押し込まれ、クランプ機構131にクランプされる。
 図7に示されるように、正常クランプ状態では、ピン191Aが近接センサ113Aの前に突出し、ピン191Bが近接センサ113Bの前に突出する。そこで、工作機械10の制御部50は、近接センサ113Aがピン191Aを検出し、かつ、近接センサ113Bがピン191Bを検出した場合に、工具ホルダー121が工具を保持した状態でクランプ機構131に正常にクランプされていると判断する。
 好ましくは、近接センサ113A,113Bの少なくとも一方は、物体までの距離を検出結果として出力する距離センサである。この場合、工作機械10の制御部50は、当該距離に基づいて、正常クランプ状態を判別する。以下では、近接センサ113Aが距離センサであり、ピン191Aがテーパー部分を有する場合を例に挙げて、距離データに基づく正常クランプ状態の判別方法について説明する。
 図8は、ピン191Aの位置と、近接センサ113Aの出力値との関係を示す図である。距離センサとしての近接センサ113Aは、自身の検出可能範囲にある物体と近接センサ113Aとの間の距離を検出する。
 本例では、ピン191Aは、テーパー部分を有する。一例として、当該テーパー部分は、ピン191Aの後端に形成されており、ピン191Aの径は、軸AX1の径方向内側に向かうほど短くなる。その結果、近接センサ113から出力される距離は、ピン191Aの位置に応じて変わる。
 工作機械10の制御部50は、近接センサ113Aによって検出された距離が予め定められた範囲内である場合に、クランプ機構131のクランプ状態が正常クランプ状態であると判断する。当該予め定められた範囲は、たとえば、閾値th1以下でかつ閾値th2以上である。閾値th1は、閾値th2よりも大きい。閾値th1,th2は、予め設定されていてもよいし、ユーザによって任意に設定されてもよい。
 これにより、制御部50は、クランプ機構131による工具ホルダー121の正常クランプ状態をより正確に判別することができる。
 なお、上述では、ピン191Aの先端がテーパー形状である前提で説明を行ったが、ピン191Aの先端の形状は、テーパー形状に限定されない。近接センサ113Aの出力値は、ピン191Aまでの距離だけでなく、近接センサ113Aの前にあるピン191Aの体積によっても変化する。そのため、ピン191Aの形状は、ピン191Aの体積(断面積)が径方向内側に向かうほど小さくなる形状であってもよい。
 (F2.アンクランプ状態)
 次に、図9を参照して、クランプ機構131による工具ホルダー121のアンクランプ状態について説明する。図9は、アンクランプ時におけるクランプ機構131内の様子を示す図である。
 図9に示されるように、油圧室83は、軸AX3方向において、ベアリングハウジング56と第2ピストン71との間に形成されている。油圧室83に油圧が供給されると、第2ピストン71は、軸AX1の径方向外側に押される。その結果、第2ピストン71に繋がっているピン191Bは、軸AX1の径方向外側に引っ込む。
 また、第2ピストン71は、軸AX1の径方向外側に押されると第1ピストン61と接触し、軸AX1の径方向外側に第1ピストン61を押す。その結果、第1ピストン61に繋がっているピン191Aは、軸AX1の径方向外側に引っ込む。
 また、第2ピストン71は、軸AX1の径方向外側に押されることで、工具ホルダー121の凸部135に接触する。その後、凸部135が軸AX1の径方向外側に押され、工具ホルダー121がクランプ機構131にアンクランプされる。
 図9に示されるように、アンクランプ状態では、ピン191Aは近接センサ113Aの前に位置しておらず、ピン191Bは近接センサ113Bの前に位置していない。そこで、工作機械10は、近接センサ113Aがピン191Aを検出しておらず、かつ、近接センサ113Bがピン191Bを検出していない場合に、工具ホルダー121がクランプ機構131からアンクランプされていると判断する。
 (F3.空クランプ状態)
 次に、図10を参照して、クランプ機構131による工具ホルダー121の空クランプ状態について説明する。図10は、空クランプ時におけるクランプ機構131内の様子を示す図である。
 工具を保持している工具ホルダー121がクランプ機構131に装着される際には、工具は、工具ホルダー121内のコレット(図示しない)によって軸AX1の径方向内側に引き込まれる。このとき、軸AX1の径方向内側における工具ホルダー121の引き込みは、当該工具と工具ホルダー121との係合により途中で止まる。
 一方で、工具を保持していない空の状態で工具ホルダー121がクランプ機構131に装着される場合には、当該工具は、工具ホルダー121内のコレットと係合しない。その結果、工具ホルダー121は、軸AX1の径方向内側においてより引き込まれる。
 そのため、空クランプ時におけるピン191A,191Bの移動量は、正常クランプ時におけるピン191Aの移動量よりも多くなる。その結果、ピン191Aの後端は近接センサ113Aの前を過ぎ、ピン191Bの後端は近接センサ113Bの前を過ぎる。
 以下では、近接センサ113Aが距離センサであり、ピン191Aがテーパー部分を有する場合を例に挙げて、距離データに基づく空クランプ状態の判別方法について説明する。
 上述の図8を参照して、ピン191Aの後端が近接センサ113Aの前を過ぎた場合には、近接センサ113Aとピン191Aとの間の距離が短くなる。そこで、工作機械10の制御部50は、近接センサ113Aによって検出された距離が閾値th2よりも小さい場合に、クランプ機構131のクランプ状態が空クランプ状態であると判断する。
 (F4.ミスクランプ状態)
 次に、上述の図8を参照して、クランプ機構131による工具ホルダー121のミスクランプ状態について説明する。
 ワークの切り屑などの異物が工具ホルダー121とクランプ機構131との間に侵入している場合には、工具ホルダー121は、クランプ機構131に十分に挿入されない。その結果、ピン191A,191Bは、近接センサ113の前まで突き出ない。
 一例として、工作機械10の制御部50は、近接センサ113Aによって検出された距離が閾値th1よりも大きい場合に、クランプ機構131のクランプ状態がミスクランプ状態であると判断する。
 (F5.工具回転可能状態)
 次に、図11を参照して、クランプ機構131による工具ホルダー121の工具回転可能状態について説明する。図11は、図3中のXI-XI線上の矢視方向に見たタレット33を示す断面図である。
 図11に示されるように、油圧室82は、第1ピストン61と第2ピストン71との間に設けられている。油圧室82に油圧が供給されると、第1ピストン61は軸AX1の径方向内側に押され、第2ピストン71は軸AX1の径方向外側に押される。すなわち、第1ピストン61および第2ピストン71は、互いに反対方向に動く。
 その結果、第1ピストン61および第2ピストン71は、回転部材から離れる(図11の楕円形の破線部分参照)。これにより、工具ホルダー121に保持されている工具が軸AX2を回転中心として回転可能な状態になる。
 油圧が油圧室82に供給されると第1ピストン61および第2ピストン71が互いに反対に押されるため、工具回転可能状態においては、ピン191Bのみが近接センサ113Dの前に突出する。そこで、工作機械10の制御部50は、近接センサ113Cがピン191Aを検出せず、かつ、近接センサ113Dがピン191Bを検出した場合に、クランプ機構131のクランプ状態が工具回転可能状態であると判断する。
 <G.CNCユニット30のハードウェア構成>
 次に、図12を参照して、図2に示される制御部50の一例であるCNCユニット30のハードウェア構成について説明する。図12は、CNCユニット30のハードウェア構成の一例を示す図である。
 CNCユニット30は、制御回路301と、ROM302と、RAM303と、通信インターフェイス305と、通信インターフェイス305と、補助記憶装置320とを含む。これらのコンポーネントは、内部バス309に接続される。
 制御回路301は、たとえば、少なくとも1つの集積回路によって構成される。集積回路は、たとえば、少なくとも1つのCPU、少なくとも1つのASIC、少なくとも1つのFPGA、またはそれらの組み合わせなどによって構成され得る。
 制御回路301は、加工プログラム322や検出プログラム324などの各種プログラムを実行することでCNCユニット30の動作を制御する。加工プログラム322は、ワーク加工を実現するためのプログラムである。検出プログラム324は、クランプ機構131による工具ホルダー121のクランプ状態を検出するためのプログラムである。制御回路301は、各プログラムの実行命令を受け付けたことに基づいて、ROM302からRAM303にプログラムを読み出す。RAM303は、ワーキングメモリとして機能し、プログラムの実行に必要な各種データを一時的に格納する。
 通信インターフェイス305は、LAN、WLAN、またはBluetooth(登録商標)などを用いた通信を実現するためのインターフェイスである。一例として、CNCユニット30は、通信インターフェイス305または他の通信インターフェイスを介して、ワーク加工のための各種駆動ユニット(たとえば、上述のモータドライバ111A,111Bおよび上述のATCドライバ111Nなど)との通信を実現する。
 補助記憶装置320は、たとえば、ハードディスクやフラッシュメモリなどの記憶媒体である。補助記憶装置320は、加工プログラム322、検出プログラム324、および制御パラメータ326などを格納する。制御パラメータ326は、加工プログラム322や検出プログラム324で参照される各種の設定値を規定している。一例として、制御パラメータ326は、上述の閾値th1,th2(図8参照)などを規定している。
 加工プログラム322、検出プログラム324、および制御パラメータ326の格納場所は、補助記憶装置320に限定されず、制御回路301の記憶領域(たとえば、キャッシュメモリ)、ROM302、RAM303、外部機器(たとえば、サーバー)などに格納されていてもよい。
 なお、検出プログラム324は、単体のプログラムとしてではなく、任意のプログラムの一部に組み込まれて提供されてもよい。この場合、本実施の形態に従う各種の処理は、任意のプログラムと協働して実現される。このような一部のモジュールを含まないプログラムであっても、本実施の形態に従う検出プログラム324の趣旨を逸脱するものではない。さらに、検出プログラム324によって提供される機能の一部または全部は、専用のハードウェアによって実現されてもよい。さらに、少なくとも1つのサーバーが検出プログラム324の処理の一部を実行する所謂クラウドサービスのような形態でCNCユニット30が構成されてもよい。
 <H.フローチャート>
 次に、図13を参照して、上述のクランプ状態を検出するための検出処理の流れについて説明する。図13は、クランプ機構131による工具ホルダー121のクランプ状態を検出する処理の一例を示すフローチャートのである。
 図13に示される処理は、制御部50が上述の検出プログラム324を実行することにより行われる。なお、図13に示される処理の一部または全部は、回路素子またはその他のハードウェアによって実行されてもよい。
 以下では、1つの近接センサ113と1つの連動部材191とを用いてクランプ機構131による工具ホルダー121のクランプ状態を検出する例について説明を行う。
 ステップS110において、制御部50は、工具ホルダー121のクランプ状態を検出するタイミングが到来したか否かを判断する。当該タイミングとしては、たとえば、工作機械10の電源が入れられたタイミング、タレット33の旋回が実行されたタイミング、上述のATC18による工具交換が行われたタイミング、または、ワークの加工が開始される前のタイミングなどが挙げられる。制御部50は、工具ホルダー121のクランプ状態を検出するタイミングが到来したと判断した場合(ステップS110においてYES)、制御をステップS112に切り替える。そうでない場合には(ステップS110においてNO)、制御部50は、ステップS110の処理を再び実行する。
 ステップS112において、制御部50は、近接センサ113の出力値を取得する。
 ステップS120において、制御部50は、近接センサ113の出力値が上述の閾値th1(図8参照)よりも大きいか否かを判断する。制御部50は、近接センサ113の出力値が上述の閾値th1よりも大きいと判断した場合(ステップS120においてYES)、制御をステップS122に切り替える。そうでない場合には(ステップS120においてNO)、制御部50は、制御をステップS130に切り替える。
 ステップS122において、制御部50は、工具ホルダー121のクランプ状態がミスクランプ状態であると判断し、ミスクランプ状態を示す警告を出力する。当該警告の出力方法は、任意である。一例として、当該警告は、メッセージとして工作機械10のディスプレイ(図示しない)に表示される。他の例として、当該警告は、音声で出力されてもよい。ミスクランプ状態が検出された際には、制御部50は、ワークの加工を停止してもよい。
 ステップS130において、制御部50は、近接センサ113の出力値が上述の閾値th2(図8参照)よりも小さいか否かを判断する。制御部50は、近接センサ113の出力値が上述の閾値th2よりも小さいと判断した場合(ステップS130においてYES)、制御をステップS132に切り替える。そうでない場合には(ステップS130においてNO)、制御部50は、制御をステップS142に切り替える。
 ステップS132において、制御部50は、工具ホルダー121のクランプ状態が空クランプ状態であると判断し、空クランプ状態を示す警告を出力する。当該警告の出力方法は、任意である。一例として、当該警告は、メッセージとして工作機械10のディスプレイ(図示しない)に表示される。他の例として、当該警告は、音声で出力されてもよい。空クランプ状態が検出された際には、制御部50は、ワークの加工を停止してもよい。
 ステップS142において、制御部50は、工具ホルダー121のクランプ状態が正常であると判断する。この場合、制御部50は、何も実行しなくてもよいし、正常であることを出力してもよい。
 <I.変形例>
 次に、上述の図14に示されるフローチャートの変形例について説明する。図14は、クランプ機構131による工具ホルダー121のクランプ状態を検出する処理の他の例を示すフローチャートである。
 図14に示される処理は、制御部50が上述の検出プログラム324を実行することにより行われる。なお、図14に示される処理の一部または全部は、回路素子またはその他のハードウェアによって実行されてもよい。
 上述の図13では、1つの近接センサ113と1つの連動部材191とを用いてクランプ状態を検出する方法について説明を行った。これに対して、本例では、2つの近接センサ113(近接センサ113A,113B)と2つの連動部材191(ピン191A,191B)を用いて工具ホルダー121のクランプ状態を検出する。
 なお、以下では、近接センサ113Aが物体までの距離を出力するセンサであり、近接センサ113Bが物体の有無を2値で示すセンサである前提で説明を行う。近接センサ113Bの出力値が「0」であることは、近接センサ113Bの前に物体がないことを示す。近接センサ113Bの出力値が「1」であることは、近接センサ113Bの前に物体があることを示す。
 ステップS210において、制御部50は、工具ホルダー121のクランプ状態を検出するタイミングが到来したか否かを判断する。当当該タイミングとしては、たとえば、工作機械10の電源が入れられたタイミング、タレット33の旋回が実行されたタイミング、上述のATC18による工具交換が行われたタイミング、または、ワークの加工が開始される前のタイミングなどが挙げられる。制御部50は、工具ホルダー121のクランプ状態を検出するタイミングが到来したと判断した場合(ステップS210においてYES)、制御をステップS212に切り替える。そうでない場合には(ステップS210においてNO)、制御部50は、ステップS210の処理を再び実行する。
 ステップS212において、制御部50は、近接センサ113A,113Bの各々の出力値を取得する。
 ステップS220において、制御部50は、近接センサ113A,113Bの出力値が共に物体未検出であるか否かを判断する。一例として、制御部50は、近接センサ113Aの出力値が上述の閾値th1(図8参照)以上であり、かつ、近接センサ113Bの出力値が「0」を示す場合に、近接センサ113A,113Bの出力値が共に物体未検出であると判断する。制御部50は、近接センサ113A,113Bの出力値が共に物体未検出であると判断した場合(ステップS220においてYES)、制御をステップS222に切り替える。そうでない場合には(ステップS220においてNO)、制御部50は、制御をステップS230に切り替える。
 ステップS222において、制御部50は、工具ホルダー121のクランプ状態がアンクランプ状態であると判断し、アンクランプ状態を示す警告を出力する。当該警告の出力方法は、任意である。一例として、当該警告は、メッセージとして工作機械10のディスプレイ(図示しない)に表示される。他の例として、当該警告は、音声で出力されてもよい。アンクランプ状態が検出された際には、制御部50は、ワークの加工を停止してもよい。
 ステップS230において、制御部50は、近接センサ113Aの出力値が上述の閾値th1(図8参照)よりも大きいか否かを判断する。制御部50は、近接センサ113Aの出力値が上述の閾値th1よりも大きいと判断した場合(ステップS230においてYES)、制御をステップS232に切り替える。そうでない場合には(ステップS230においてNO)、制御部50は、制御をステップS240に切り替える。
 ステップS232において、制御部50は、工具ホルダー121のクランプ状態がミスクランプ状態であると判断し、ミスクランプ状態を示す警告を出力する。当該警告の出力方法は、任意である。一例として、当該警告は、メッセージとして工作機械10のディスプレイ(図示しない)に表示される。他の例として、当該警告は、音声で出力されてもよい。ミスクランプ状態が検出された際には、制御部50は、ワークの加工を停止してもよい。
 ステップS240において、制御部50は、近接センサ113Aの出力値が上述の閾値th2(図8参照)よりも小さいか否かを判断する。制御部50は、近接センサ113Aの出力値が上述の閾値th2よりも小さいと判断した場合(ステップS240においてYES)、制御をステップS242に切り替える。そうでない場合には(ステップS240においてNO)、制御部50は、制御をステップS252に切り替える。
 ステップS242において、制御部50は、工具ホルダー121のクランプ状態が空クランプ状態であると判断し、空クランプ状態を示す警告を出力する。当該警告の出力方法は、任意である。一例として、当該警告は、メッセージとして工作機械10のディスプレイ(図示しない)に表示される。他の例として、当該警告は、音声で出力されてもよい。空クランプ状態が検出された際には、制御部50は、ワークの加工を停止してもよい。
 ステップS252において、制御部50は、工具ホルダー121のクランプ状態が正常であると判断する。この場合、制御部50は、何も実行しなくてもよいし、正常であることを出力してもよい。
 なお、図14には、上述の工具回転可能状態を判断する処理が示されていないが、工具回転可能状態を判断する処理が図14に示されるフローチャートに追加されてもよい。一例として、制御部50は、上述の近接センサ113C(図11参照)が物体未検出を示し、かつ上述の近接センサ113D(図11参照)が物体検出を示す場合に、工具ホルダー121のクランプ状態が工具回転可能状態であると判断する。そうでない場合には、制御部50は、工具ホルダー121のクランプ状態が工具回転可能状態でないと判断し、警告を出力してもよい。
 当該警告の出力方法は、任意である。一例として、当該警告は、メッセージとして工作機械10のディスプレイ(図示しない)に表示される。他の例として、当該警告は、音声で出力されてもよい。当該警告が出力された際には、制御部50は、ワークの加工を停止してもよい。
 <J.まとめ>
 以上のようにして、タレット33のクランプ機構131には、連動部材191が設けられている。連動部材191は、クランプ機構131が工具ホルダー121をクランプする際に工具ホルダー121と連動する。
 また、タレット33の支持部33Bには、近接センサ113が設けられている。近接センサ113は、工具ホルダー121がクランプ機構131にクランプされたときに、連動部材191が近接センサ113の検出可能範囲の内外間を移動するように支持部33Bに設けられている。その結果、連動部材191は、工具ホルダー121がクランプ機構131にクランプされたときに、近接センサ113の検出可能範囲外から検出可能範囲内に移動する。これにより、工作機械10は、近接センサ113の出力値に基づいて、クランプ機構131による工具ホルダー121のクランプ状態を検出することができる。
 今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
 10 工作機械、11 ベッド、16 サドル、18 自動工具交換装置、21 主軸台、30 CNCユニット、31 刃物台、32 刃物台ベース、33 タレット、33A 旋回部、33B 支持部、50 制御部、56 ベアリングハウジング、56H1 連通孔、56H2 連通孔、57 フロントハウジング、61 第1ピストン、62 凹部、71 第2ピストン、71H 連通孔、81 油圧室、82 油圧室、83 油圧室、86 バルブ、87 油圧供給源、111A モータドライバ、111B モータドライバ、111N ATCドライバ、112A モータ、112B モータ、113 近接センサ、113A 近接センサ、113B 近接センサ、113C 近接センサ、113D 近接センサ、114 回転部分、115 周回溝、121 工具ホルダー、131 クランプ機構、135 凸部、191 連動部材、191A ピン、191B ピン、301 制御回路、302 ROM、303 RAM、305 通信インターフェイス、309 内部バス、320 補助記憶装置、322 加工プログラム、324 検出プログラム、326 制御パラメータ。

Claims (8)

  1.  第1の軸を回転中心として旋回可能に構成される旋回部と、
     前記旋回部が前記第1の軸を回転中心として旋回可能なように前記旋回部を支持するための支持部とを備え、
     前記旋回部は、工具ホルダーをクランプすることが可能なクランプ機構を含み、
     前記クランプ機構は、前記工具ホルダーをクランプする際に当該工具ホルダーと連動する連動部材を有し、
     前記支持部は、検出可能範囲内において物体の有無を検出することが可能なセンサを含み、
     前記センサは、前記工具ホルダーが前記クランプ機構にクランプされたときに、前記連動部材が前記検出可能範囲の内外間を移動するように前記支持部に設けられている、タレット。
  2.  前記支持部の外周面には、前記第1の軸を中心とする周方向において周回溝が設けられており、
     前記支持部は、さらに、
      モータと、
      前記第1の軸に直交する第2の軸を回転中心として前記モータによって回転駆動される回転部分とを含み、
     前記回転部分は、前記周回溝の一部を構成し、
     前記工具ホルダーは、前記クランプ機構にクランプされたときに前記回転部分に連結される、請求項1に記載のタレット。
  3.  前記連動部材は、前記第1の軸の直交方向に移動可能に構成されるピンであり、
     前記ピンの先端は、前記工具ホルダーが前記クランプ機構にクランプされたときに前記周回溝の内側に位置する、請求項2に記載のタレット。
  4.  前記センサは、前記検出可能範囲が前記周回溝の内側に含まれるように前記支持部に設けられている、請求項2または3に記載のタレット。
  5.  請求項1~4のいずれか1項に記載のタレットと、
     前記旋回部に保持されている交換対象の工具ホルダーを、当該工具ホルダーとは異なる工具ホルダーと交換するための自動工具交換装置とを備える、工作機械。
  6.  前記工作機械は、さらに、当該工作機械を制御するための制御部を備え、
     前記センサは、距離センサを有し、前記距離センサは、前記検出可能範囲にある物体と当該距離センサとの間の距離を検出し、
     前記連動部材は、前記工具ホルダーが前記クランプ機構にクランプされたときに、前記検出可能範囲に含まれるテーパー部分を有し、
     前記制御部は、前記距離センサによって検出された距離が予め定められた範囲内である場合に、前記工具ホルダーが前記クランプ機構に正常にクランプされていると判断する、請求項5に記載の工作機械。
  7.  タレットに対する工具ホルダーのクランプ状態を検出するための検出方法であって、
     前記タレットは、
      第1の軸を回転中心として旋回可能に構成される旋回部と、
      前記旋回部が前記第1の軸を回転中心として旋回可能なように前記旋回部を支持するための支持部とを備え、
     前記旋回部は、前記工具ホルダーをクランプすることが可能なクランプ機構を含み、
     前記クランプ機構は、前記工具ホルダーをクランプする際に当該工具ホルダーと連動する連動部材を有し、
     前記支持部は、検出可能範囲内において物体の有無を検出することが可能なセンサを含み、
     前記センサは、前記工具ホルダーが前記クランプ機構にクランプされたときに、前記連動部材が前記検出可能範囲の内外間を移動するように前記支持部に設けられており、
     前記検出方法は、
      前記工具ホルダーが前記クランプ機構に装着されたことに基づいて、前記センサの出力値を取得するステップと、
      前記出力値が予め定められた条件を満たした場合に、前記工具ホルダーが前記クランプ機構に正常にクランプされていると判断するステップとを備える、検出方法。
  8.  タレットに対する工具ホルダーのクランプ状態を検出するための検出プログラムであって、
     前記タレットは、
      第1の軸を回転中心として旋回可能に構成される旋回部と、
      前記旋回部が前記第1の軸を回転中心として旋回可能なように前記旋回部を支持するための支持部とを備え、
     前記旋回部は、前記工具ホルダーをクランプすることが可能なクランプ機構を含み、
     前記クランプ機構は、前記工具ホルダーをクランプする際に当該工具ホルダーと連動する連動部材を有し、
     前記支持部は、検出可能範囲内において物体の有無を検出することが可能なセンサを含み、
     前記センサは、前記工具ホルダーが前記クランプ機構にクランプされたときに、前記連動部材が前記検出可能範囲の内外間を移動するように前記支持部に設けられており、
     前記検出プログラムは、コンピュータに、
      前記工具ホルダーが前記クランプ機構に装着されたことに基づいて、前記センサの出力値を取得するステップと、
      前記出力値が予め定められた条件を満たした場合に、前記工具ホルダーが前記クランプ機構に正常にクランプされていると判断するステップとを実行させる、検出プログラム。
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