JP5432079B2

JP5432079B2 - Tool runout detection method

Info

Publication number: JP5432079B2
Application number: JP2010170615A
Authority: JP
Inventors: 修吾荒川; 憲一増田; 徹也篠原
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2010-07-29
Filing date: 2010-07-29
Publication date: 2014-03-05
Anticipated expiration: 2030-07-29
Also published as: JP2012030305A

Description

本発明は、工具振れ検出方法に関するものである。 The present invention relates to a tool runout detection method.

従来、回転軸に装着した工具により、ワークの切削加工を行う工作機械がある。この種の工作機械では、ワークの加工中に回転軸に振動が発生することがある。 2. Description of the Related Art Conventionally, there are machine tools that perform workpiece cutting using a tool mounted on a rotary shaft. In this type of machine tool, vibration may occur on the rotating shaft during workpiece machining.

ワークの加工中に生じる回転軸の振動を抑制する技術として、びびり振動を抑制可能な最適回転速度を算出し、この最適回転速度により回転軸を回転させるようした振動抑制装置が知られている（特許文献１参照）。 As a technique for suppressing vibration of a rotating shaft that occurs during machining of a workpiece, a vibration suppressing device that calculates an optimum rotational speed capable of suppressing chatter vibration and rotates the rotating shaft at this optimum rotational speed is known ( Patent Document 1).

特開２００９−１０１４９５号公報JP 2009-101495 A

上述した工作機械の中には、複数の回転軸を備えた機種がある。このような工作機械では、一方の回転軸でワークの切削加工を行っている間に、他方の回転軸では工具の交換作業を行う場合がある。工具の交換作業は、頻繁に行われる。一方、工作機械には高い加工精度が要求されるため、定期的に工具の取付精度を測定している（以下、工具の振れ検出という）。工具の振れ検出は、工具の先端がどれだけ振れているかを検出する作業であり、回転させた工具の先端における振幅（振れ量）を非接触式センサにより検出する。 Among the machine tools described above, there are models having a plurality of rotating shafts. In such a machine tool, a tool may be exchanged on the other rotary shaft while the workpiece is being cut on one rotary shaft. Tool replacement work is frequently performed. On the other hand, since high machining accuracy is required for machine tools, tool mounting accuracy is periodically measured (hereinafter referred to as tool runout detection). Tool shake detection is an operation to detect how much the tip of the tool is shaken, and the amplitude (amount of shake) at the tip of the rotated tool is detected by a non-contact sensor.

工具の振れ検出の作業において、一方の回転軸について工具の振れ検出の作業を行っている間に、他方の回転軸では工具の交換作業を行う場合がある。この場合、工具の交換作業において発生する振動が、工具の振れ検出の測定結果に影響を与えることがある。上記特許文献１に記載された振動抑制装置は、切削加工において、回転軸の回転中に発生するびびり振動を抑制するものであり、工具の交換作業中に発生する振動の影響を抑制することに関しては考慮されていない。 In the work of detecting the tool runout, while the work of detecting the runout of the tool is performed on one rotary shaft, the work of exchanging the tool may be performed on the other rotary shaft. In this case, the vibration generated in the tool replacement operation may affect the measurement result of the tool shake detection. The vibration suppressing device described in Patent Document 1 suppresses chatter vibration that occurs during rotation of a rotating shaft in cutting, and suppresses the influence of vibration that occurs during tool replacement work. Is not considered.

本発明は、複数の回転軸を備えた工作機械において、一方の回転軸で工具の交換作業を実施している間に、他方の回転軸で工具の振れ検出を行う場合において、工具の交換作業で発生する振動の影響を受けにくくした工具振れ検出方法を提供することにある。 In a machine tool having a plurality of rotating shafts, the present invention provides a tool replacing operation when tool runout is detected on the other rotating shaft while the tool replacing operation is performed on the other rotating shaft. It is an object of the present invention to provide a tool runout detection method that is less susceptible to the influence of vibrations generated in the above.

（１）工具を着脱自在に装着可能な少なくとも２つの回転軸（例えば、後述の加工主軸３６）を備えた工作機械における工具振れ検出方法であって、１つの前記回転軸において前記工具の交換作業を実施し、当該交換作業により発生する振動波形を検出する振動波形検出工程と、検出した前記振動波形に基づいて、振動が最も大きい周波数を特定する周波数特定工程と、特定した前記周波数よりも高い周波数域の周期を、前記工具の振れ検出を実施する際のスキャン時間として設定するスキャン時間設定工程と、１つの前記回転軸において前記工具の交換作業を実施すると共に、他の１つの前記回転軸を回転させながら、設定した前記スキャン時間により前記工具の振れ検出を実施する工具振れ検出工程と、を含む工具振れ検出方法。 (1) A tool runout detection method in a machine tool including at least two rotating shafts (for example, a processing spindle 36 described later) to which a tool can be detachably attached, and the tool replacement operation on one rotating shaft And a vibration waveform detecting step for detecting a vibration waveform generated by the replacement work, a frequency specifying step for specifying a frequency with the largest vibration based on the detected vibration waveform, and a frequency higher than the specified frequency A scan time setting step for setting a frequency range period as a scan time for performing the vibration detection of the tool, the tool replacement operation on one of the rotating shafts, and another one of the rotating shafts A tool run-out detecting method for detecting run-out of the tool according to the set scan time while rotating the tool.

（１）の発明によれば、工具の交換作業を実施したときに発生する振動波形を検出して、振動が最も大きい周波数を特定するとともに、特定した周波数よりも高い周波数域の周期を工具の振れ検出を実施する際のスキャン時間として設定する。これによれば、一方の回転軸で工具Ｔの交換作業を実施した際に発生する振動の影響を受けにくいスキャン時間を設定することができる。従って、一方の回転軸で工具の交換作業を実施している間に、設定したスキャン時間により他方の回転軸に装着された工具の振れ検出を実施した場合において、工具の交換作業で発生する振動の影響を受けにくくすることができる。 According to the invention of (1), the vibration waveform generated when the tool replacement operation is performed is detected, the frequency with the largest vibration is specified, and the period of the frequency region higher than the specified frequency is set in the tool. Set as scan time when shake detection is performed. According to this, it is possible to set a scan time that is not easily affected by vibrations that occur when the tool T is exchanged on one rotary shaft. Therefore, when the vibration of the tool mounted on the other rotating shaft is detected during the set scan time while the tool is being replaced on one rotating shaft, Can be less affected by

（２）（１）に記載の工具振れ検出方法であって、前記スキャン時間設定工程において、特定した前記周波数の少なくとも３倍の周波数の周期を、前記工具の振れ検出を実施する際のスキャン時間として設定する工具振れ検出方法。 (2) The tool runout detection method according to (1), wherein in the scan time setting step, the scan time when the runout detection of the tool is performed at a frequency cycle that is at least three times the specified frequency. Tool runout detection method set as

（２）の発明によれば、特定した周波数の少なくとも３倍の周波数の周期を工具の振れ検出を実施する際のスキャン時間として設定する。これによれば、工具の交換作業で発生する振動の影響をより受けにくくすることができる。 According to the invention of (2), the period of at least three times the specified frequency is set as the scan time when the tool runout detection is performed. According to this, the influence of the vibration which generate | occur | produces in the replacement | exchange operation | work of a tool can be made harder to receive.

本発明によれば、複数の回転軸を備えた工作機械において、一方の回転軸で工具の交換作業を実施している間に、他方の回転軸で工具の振れ検出を行う場合において、工具の交換作業で発生する振動の影響を受けにくくした工具振れ検出方法を提供することができる。 According to the present invention, in a machine tool provided with a plurality of rotating shafts, when tool runout detection is performed on the other rotating shaft while the tool is being exchanged on one rotating shaft, It is possible to provide a tool runout detection method that is less affected by vibrations generated in the exchange work.

実施形態に係る工作機械の一部切欠斜視図である。1 is a partially cutaway perspective view of a machine tool according to an embodiment. 工作機械の正面図である。It is a front view of a machine tool. 工作機械の側面図である。It is a side view of a machine tool. 工具マガジンの側面図である。It is a side view of a tool magazine. 工具ポットの斜視図である。It is a perspective view of a tool pot. 工具マガジンの正面図である。It is a front view of a tool magazine. 工具受渡機構の斜視図である。It is a perspective view of a tool delivery mechanism. （Ａ）は工具受渡機構の側面図である。（Ｂ）は（Ａ）に示す状態から工具受渡機構のハンドを下降させた状態を示す側面図である。(A) is a side view of a tool delivery mechanism. (B) is a side view which shows the state which lowered | hung the hand of the tool delivery mechanism from the state shown to (A). （Ａ）は工具マガジンの切欠き近傍を模式的に示す平面図である。（Ｂ）は（Ａ）の正面図である。（Ｃ）は（Ａ）の側面図である。(A) is a top view which shows typically the notch vicinity of a tool magazine. (B) is a front view of (A). (C) is a side view of (A). （Ａ）は工具マガジンの切欠き近傍を模式的に示す平面図である。（Ｂ）は（Ａ）の正面図である。（Ｃ）は（Ａ）の側面図である。(A) is a top view which shows typically the notch vicinity of a tool magazine. (B) is a front view of (A). (C) is a side view of (A). （Ａ）は工具マガジンの切欠き近傍を模式的に示す平面図である。（Ｂ）は（Ａ）の正面図である。（Ｃ）は（Ａ）の側面図である。(A) is a top view which shows typically the notch vicinity of a tool magazine. (B) is a front view of (A). (C) is a side view of (A). 実施形態における工具振れ検出システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the tool run-out detection system in embodiment. 工具の交換中に位置検出センサにより検出された振動波形を示すグラフである。It is a graph which shows the vibration waveform detected by the position detection sensor during exchange of a tool. 検出した振動波形から周波数成分を抽出したグラフである。It is the graph which extracted the frequency component from the detected vibration waveform. コントローラにおいて工具の振れ検出を行う場合の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence in the case of performing a tool run-out detection in a controller.

以下、本発明に係る工具振れ検出方法の実施形態を、添付の図面を参照して詳細に説明する。ここでは、本発明に係る工具振れ検出方法を、２つの加工主軸３６を備えた工作機械に適用した場合について説明する。 Hereinafter, an embodiment of a tool runout detection method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Here, a case where the tool runout detection method according to the present invention is applied to a machine tool including two machining spindles 36 will be described.

図１は、本実施形態における工作機械１０の一部切欠斜視図である。図２は、図１に示す工作機械１０の正面図である。図３は、図１に示す工作機械１０の側面図である。以下、工作機械１０の向きを特定するために、図２の左右方向をＸ方向（Ｘ１、Ｘ２方向）、高さ方向をＹ方向（Ｙ１、Ｙ２方向）とする。また、Ｘ方向及びＹ方向に直交する奥行き方向をＺ方向（Ｚ１、Ｚ２方向）（図３参照）とする。Ｘ方向及びＹ方向は、水平面内の所定の一方向であって直交する。 FIG. 1 is a partially cutaway perspective view of a machine tool 10 according to the present embodiment. FIG. 2 is a front view of the machine tool 10 shown in FIG. FIG. 3 is a side view of the machine tool 10 shown in FIG. Hereinafter, in order to specify the direction of the machine tool 10, the left-right direction in FIG. 2 is defined as the X direction (X1, X2 direction), and the height direction is defined as the Y direction (Y1, Y2 direction). Further, a depth direction orthogonal to the X direction and the Y direction is defined as a Z direction (Z1, Z2 direction) (see FIG. 3). The X direction and the Y direction are predetermined one directions in the horizontal plane and are orthogonal to each other.

工作機械１０は、ワークＷに対してドリル加工、中ぐり加工及びホーニング加工等を行う装置である。ワークＷは、例えば、エンジンのシリンダヘッド、ミッションケースのような箱形の筐体である。工作機械１０は、図２に示す正面視で左側（矢印Ｘ１側）の第１工作機械１０ａと、右側（矢印Ｘ２側）の第２工作機械１０ｂと、これらの第１工作機械１０ａ及び第２工作機械１０ｂを統合的に且つ協調的に制御するコントローラ１２と、着脱可能な工具Ｔを複数保持する工具マガジン１１と、を備える。 The machine tool 10 is a device that performs drilling, boring, honing and the like on the workpiece W. The workpiece W is, for example, a box-shaped housing such as an engine cylinder head or a mission case. The machine tool 10 includes a first machine tool 10a on the left side (arrow X1 side), a second machine tool 10b on the right side (arrow X2 side), and the first machine tool 10a and the second machine tool 10b. A controller 12 that integrally and cooperatively controls the machine tool 10b and a tool magazine 11 that holds a plurality of detachable tools T are provided.

第１工作機械１０ａ及び第２工作機械１０ｂは、隣接して平行に設けられている。第１工作機械１０ａ及び第２工作機械１０ｂは、後述する定盤１３、ワーク移動装置（不図示）及びフレーム１５を共用する。本実施形態において、第１工作機械１０ａ及び第２工作機械１０ｂは、同構造である。以下、第１工作機械１０ａを代表して説明する。 The first machine tool 10a and the second machine tool 10b are adjacently provided in parallel. The first machine tool 10a and the second machine tool 10b share a surface plate 13, a workpiece moving device (not shown), and a frame 15, which will be described later. In the present embodiment, the first machine tool 10a and the second machine tool 10b have the same structure. Hereinafter, the first machine tool 10a will be described as a representative.

第１工作機械１０ａは、床に固定された定盤１３の上部に配置されている。定盤１３は、Ｘ方向に幅狭で、Ｙ方向に低い形状を有する。定盤１３の上面には、ワーク移動装置（不図示）及びフレーム１５が設けられている。
図１に示すように、フレーム１５は、工具マガジン１１を支持している。工具マガジン１１は、メインマガジン８０ａ、８０ｂと、サブマガジン１００と、を備える。メインマガジン８０ａは、第１工作機械１０ａに対応する。メインマガジン８０ｂは、第２工作機械１０ｂに対応する。サブマガジン１００は、メインマガジン８０ａ、８０ｂのＺ２側上方に配置されている。サブマガジン１００は、メインマガジン８０ａ、８０ｂに共用される工具Ｔを複数保持している。 The first machine tool 10a is arranged on the upper part of the surface plate 13 fixed to the floor. The surface plate 13 is narrow in the X direction and low in the Y direction. A work moving device (not shown) and a frame 15 are provided on the upper surface of the surface plate 13.
As shown in FIG. 1, the frame 15 supports the tool magazine 11. The tool magazine 11 includes main magazines 80 a and 80 b and a sub magazine 100. The main magazine 80a corresponds to the first machine tool 10a. The main magazine 80b corresponds to the second machine tool 10b. The sub magazine 100 is disposed above the main magazines 80a and 80b on the Z2 side. The sub magazine 100 holds a plurality of tools T shared by the main magazines 80a and 80b.

フレーム１５は、定盤１３の四隅から上方に延在する４本の支柱１５ａと、これら支柱１５ａの上部で支えられたプレート１５ｂと、を備える。サブマガジン１００は、プレート１５ｂの上部に設けられた脚部１０５によって支持されている。フレーム１５は、定盤１３に設けられた４本の支柱１５ａにより支持されている。Ｚ方向における２本の支柱１５ａの間には、シャッター１０７が設けられている（図１では、奥側のみ図示する）。シャッター１０７は、ワークＷの加工の際、切削屑や切削油が左右に装置外へと飛散するのを防止するための遮蔽部材である。シャッター１０７は、工具ＴによりワークＷへの加工を行う加工主軸３６のメンテナンス時等に開放される。 The frame 15 includes four support columns 15a extending upward from four corners of the surface plate 13, and a plate 15b supported by the upper portions of the support columns 15a. The sub magazine 100 is supported by legs 105 provided on the upper part of the plate 15b. The frame 15 is supported by four support columns 15 a provided on the surface plate 13. A shutter 107 is provided between the two support columns 15a in the Z direction (only the back side is shown in FIG. 1). The shutter 107 is a shielding member for preventing cutting waste and cutting oil from scattering left and right outside the apparatus when the workpiece W is processed. The shutter 107 is opened during maintenance of the machining spindle 36 that performs machining on the workpiece W with the tool T.

第１工作機械１０ａは、図２及び図３に示すように、Ｚレール１６と、コラム１８と、Ｙレール２０と、支持体２２と、を備える。Ｚレール１６は、定盤１３の上面に設けられたＺ方向に延在する一対のレールである。コラム１８は、Ｚレール１６に案内されてＺ方向にスライドする筐体である。Ｙレール２０は、コラム１８の正面においてＹ方向に延在する一対のレールである。支持体２２は、Ｙレール２０に案内されてＹ方向にスライドする筐体である。 As shown in FIGS. 2 and 3, the first machine tool 10 a includes a Z rail 16, a column 18, a Y rail 20, and a support body 22. The Z rails 16 are a pair of rails provided on the upper surface of the surface plate 13 and extending in the Z direction. The column 18 is a housing that is guided by the Z rail 16 and slides in the Z direction. The Y rails 20 are a pair of rails extending in the Y direction on the front surface of the column 18. The support 22 is a housing that is guided by the Y rail 20 and slides in the Y direction.

Ｚレール１６上でのコラム１８のＺ方向位置は、Ｚ位置センサ１６ａによって検出される。また、Ｙレール２０上での支持体２２のＹ方向位置はＹ位置センサ２０ａによって検出される。それぞれのセンサで検出されたＺ方向位置、Ｙ方向位置は、コントローラ１２に送信される。 The position of the column 18 on the Z rail 16 in the Z direction is detected by a Z position sensor 16a. Further, the position of the support 22 in the Y direction on the Y rail 20 is detected by the Y position sensor 20a. The Z direction position and Y direction position detected by each sensor are transmitted to the controller 12.

コラム１８は、定盤１３に設けられたＺモータ２４により駆動される。具体的には、コラム１８は、Ｚモータ２４の回転により、ボールねじ機構２６を介してＺ方向に往復移動する（図３参照）。なお、Ｚモータ２４に図示しないロータリエンコーダを取り付け、このロータリエンコーダにより、ボールねじ機構２６のボールねじの回転角度を検出するように構成してもよい。この場合は、コラム１８のＺ方向位置として、前記検出されたボールねじの回転角度がコントローラ１２に送信される。 The column 18 is driven by a Z motor 24 provided on the surface plate 13. Specifically, the column 18 reciprocates in the Z direction via the ball screw mechanism 26 by the rotation of the Z motor 24 (see FIG. 3). Note that a rotary encoder (not shown) may be attached to the Z motor 24 and the rotation angle of the ball screw of the ball screw mechanism 26 may be detected by the rotary encoder. In this case, the detected rotation angle of the ball screw is transmitted to the controller 12 as the position of the column 18 in the Z direction.

支持体２２は、定盤１３の内部に配置されたＹモータ２８（図１参照）により駆動される。具体的には、支持体２２は、Ｙモータ２８の回転により、ボールねじ機構３０を介してＹ方向に往復移動する（図２参照）。なお、Ｙモータ２８に図示しないロータリエンコーダを取り付け、このロータリエンコーダにより、ボールねじ機構３０のボールねじの回転角度を検出するように構成してもよい。この場合は、支持体２２のＹ方向位置として、前記検出されたボールねじの回転角度がコントローラ１２に送信される。コラム１８及びＹレール２０は、Ｙ方向に延出した形状を有する。このため、コラム１８及びＹレール２０は、支持体２２を比較的長距離移動させることができる。 The support 22 is driven by a Y motor 28 (see FIG. 1) disposed inside the surface plate 13. Specifically, the support 22 reciprocates in the Y direction via the ball screw mechanism 30 by the rotation of the Y motor 28 (see FIG. 2). Note that a rotary encoder (not shown) may be attached to the Y motor 28, and the rotation angle of the ball screw of the ball screw mechanism 30 may be detected by this rotary encoder. In this case, the detected rotation angle of the ball screw is transmitted to the controller 12 as the position of the support 22 in the Y direction. The column 18 and the Y rail 20 have a shape extending in the Y direction. For this reason, the column 18 and the Y rail 20 can move the support body 22 for a relatively long distance.

支持体２２は、旋回アーム３２と、加工主軸３６と、を備える。加工主軸３６は、旋回アーム３２における遠心方向の端部に設けられている。加工主軸３６は、旋回アーム３２に対して回動自在となるように支持されている。また、支持体２２は、旋回アーム３２を旋回させるアームモータ（不図示）と、加工主軸３６を回転させるスピンドルモータ３８（図４参照）と、を備える。 The support 22 includes a turning arm 32 and a processing spindle 36. The machining main shaft 36 is provided at the end of the turning arm 32 in the centrifugal direction. The processing spindle 36 is supported so as to be rotatable with respect to the turning arm 32. Further, the support 22 includes an arm motor (not shown) that turns the turning arm 32 and a spindle motor 38 (see FIG. 4) that rotates the machining spindle 36.

メインマガジン８０ａは、プレート１５ｂの上面であって、図中の左側（Ｘ１側）に設けられている。メインマガジン８０ａには、加工主軸３６に装着される複数の工具Ｔが着脱自在に保持されている。また、メインマガジン８０ｂは、プレート１５ｂの上面であって、図中の右側（Ｘ２側）に設けられている。メインマガジン８０ｂには、加工主軸３６に装着される複数の工具Ｔが着脱自在に保持されている。以下、メインマガジン８０ａを代表して説明する。
図４は、工具マガジン１１の側面図である。図５は、工具ポット１２６の斜視図である。図６は、工具マガジン１１の正面図である。 The main magazine 80a is provided on the upper surface of the plate 15b and on the left side (X1 side) in the drawing. A plurality of tools T attached to the machining spindle 36 are detachably held in the main magazine 80a. The main magazine 80b is provided on the upper surface of the plate 15b on the right side (X2 side) in the drawing. A plurality of tools T attached to the machining spindle 36 are detachably held in the main magazine 80b. Hereinafter, the main magazine 80a will be described as a representative.
FIG. 4 is a side view of the tool magazine 11. FIG. 5 is a perspective view of the tool pot 126. FIG. 6 is a front view of the tool magazine 11.

図１及び図６に示すように、メインマガジン８０ａは、回転軸８２と、マガジンモータ８３と、保持アーム８４と、を備える。回転軸８２は、矢印Ｚ方向に延在した軸である。マガジンモータ８３は、回転軸８２を駆動する駆動装置である。保持アーム８４は、回転軸８２を中心として正面視（図２参照）で約２７０度の範囲で放射状に設けられた部材である。それぞれの保持アーム８４の先端には、工具Ｔを挟持する略Ｃ字状のグリップ８５が設けられている。グリップ８５は弾性体により構成されている。グリップ８５は、Ｃ字の開口部（符号を省略）を有する。この開口部から工具Ｔを押し込むと、開口部が弾性的に拡開して工具Ｔが挿入可能となる。開口部に工具を挿入すると、開口部は弾性的に閉じられる。これにより、工具はグリップ８５に保持される。また、保持された工具Ｔは、Ｃ字の開口部から引き抜きが可能である。グリップ８５は、工具Ｔに形成された鍔状の溝部を介して直接的に把持することができる。 As shown in FIGS. 1 and 6, the main magazine 80 a includes a rotation shaft 82, a magazine motor 83, and a holding arm 84. The rotation shaft 82 is an axis extending in the arrow Z direction. The magazine motor 83 is a drive device that drives the rotary shaft 82. The holding arm 84 is a member provided radially in a range of about 270 degrees when viewed from the front (see FIG. 2) around the rotation shaft 82. A substantially C-shaped grip 85 that holds the tool T is provided at the tip of each holding arm 84. The grip 85 is made of an elastic body. The grip 85 has a C-shaped opening (not shown). When the tool T is pushed in from the opening, the opening is elastically expanded and the tool T can be inserted. When a tool is inserted into the opening, the opening is closed elastically. Thereby, the tool is held by the grip 85. The held tool T can be pulled out from the C-shaped opening. The grip 85 can be directly gripped through a bowl-shaped groove formed in the tool T.

加工主軸３６の工具Ｔを交換する際には、メインマガジン８０ａを回転させて、プレート１５ｂの端から所定の保持アーム８４を下方に指向させる。具体的には、工具Ｔを保持していない空の保持アーム８４を下方に指向させる。そして、コラム１８のＺ方向位置を調整した後に、支持体２２を上昇させる。これにより、図４に示すように、工具Ｔが保持アーム８４に保持される。また、アンクランプレバー５２がコラム１８上部から垂下されたアンクランプブロック５３に当接して操作される。これにより、工具Ｔは、ツールヘッド５０に対してアンクランプされる。従って、コラム１８を矢印Ｚ２方向に後退させることで、工具Ｔはツールヘッド５０から抜き取られる。 When exchanging the tool T of the machining spindle 36, the main magazine 80a is rotated so that a predetermined holding arm 84 is directed downward from the end of the plate 15b. Specifically, the empty holding arm 84 that does not hold the tool T is directed downward. And after adjusting the Z direction position of the column 18, the support body 22 is raised. As a result, the tool T is held by the holding arm 84 as shown in FIG. Further, the unclamp lever 52 is operated in contact with the unclamp block 53 suspended from the upper part of the column 18. As a result, the tool T is unclamped with respect to the tool head 50. Therefore, the tool T is extracted from the tool head 50 by retracting the column 18 in the direction of the arrow Z2.

次いで、メインマガジン８０ａを回転させて、これから使用する予定の工具Ｔが保持されている保持アーム８４を下方に指向させる。そして、コラム１８を矢印Ｚ１方向に進出させる。これにより目的の工具Ｔがツールヘッド５０に挿入される。更に、支持体２２を下降させると、アンクランプレバー５２がアンクランプブロック５３から離れ、工具Ｔがクランプされる。この後、メインマガジン８０ａを回転させて、図２に示すように、全ての保持アーム８４がプレート１５ｂよりも上方に配置されるように設定する。
このように、メインマガジン８０ａと加工主軸３６との間では、途中で工具Ｔを受け渡すために介在する機構がない。また、保持アーム８４は、工具Ｔを直接的に把持する。このため、コラム１８、支持体２２及び旋回アーム３２により、工具Ｔの着脱操作を直接的に行うことができる。 Next, the main magazine 80a is rotated so that the holding arm 84 holding the tool T scheduled to be used is directed downward. Then, the column 18 is advanced in the arrow Z1 direction. As a result, the target tool T is inserted into the tool head 50. When the support 22 is further lowered, the unclamp lever 52 is separated from the unclamp block 53, and the tool T is clamped. Thereafter, the main magazine 80a is rotated so that all the holding arms 84 are arranged above the plate 15b as shown in FIG.
Thus, there is no mechanism interposed between the main magazine 80a and the machining spindle 36 for transferring the tool T on the way. The holding arm 84 directly grips the tool T. For this reason, the attaching / detaching operation of the tool T can be performed directly by the column 18, the support 22 and the turning arm 32.

図１〜図３に示すように、サブマガジン１００は、メインマガジン８０ａ、８０ｂのＺ２側において、プレート１５ｂの上面に設けられた脚部１０５によって支持されている。サブマガジン１００は、メインマガジン８０ａ、８０ｂの保持アーム８４よりも上方で工具Ｔを保持している。サブマガジン１００は、図２に示すように、メインマガジン８０ａ、８０ｂを跨ぐように設けられている。サブマガジン１００は、矩形型（楕円型）の回転マガジンである。サブマガジン１００は、メインマガジン８０ａ、８０ｂに同時に対応することができる。サブマガジン１００は、水平平面（ＸＺ平面）内で回転することにより、所望の工具Ｔを割り出すことができる。 As shown in FIGS. 1 to 3, the sub-magazine 100 is supported on the Z2 side of the main magazines 80a and 80b by legs 105 provided on the upper surface of the plate 15b. The sub magazine 100 holds the tool T above the holding arms 84 of the main magazines 80a and 80b. As shown in FIG. 2, the sub magazine 100 is provided so as to straddle the main magazines 80a and 80b. The sub magazine 100 is a rectangular (elliptical) rotating magazine. The sub magazine 100 can simultaneously correspond to the main magazines 80a and 80b. The sub magazine 100 can determine a desired tool T by rotating in the horizontal plane (XZ plane).

サブマガジン１００は、ベースフレーム１１０と、チェーン１１２と、レール（工具移動レール）１１４と、を備える。ベースフレーム１１０は、脚部１０５に固定された略矩形状の枠体である。チェーン１１２は、ベースフレーム１１０の外側面を周回するように巻き掛けられた動力伝達部材である。レール１１４は、チェーン１１２の下方（Ｙ２方向）において、チェーン１１２と平行してベースフレーム１１０の外側面を周回するように固定された軌道である。 The sub magazine 100 includes a base frame 110, a chain 112, and a rail (tool moving rail) 114. The base frame 110 is a substantially rectangular frame fixed to the leg portion 105. The chain 112 is a power transmission member that is wound around the outer surface of the base frame 110. The rail 114 is a track fixed so as to go around the outer surface of the base frame 110 in parallel with the chain 112 below the chain 112 (Y2 direction).

チェーン１１２は、略矩形状に循環駆動される。チェーン１１２は、略矩形状の四隅のうちの１つの隅において、駆動ギア１２２と係合する。また、チェーン１１２は、略矩形状の四隅のうちの他の３つの隅において、従動ギア１２４と係合する。駆動ギア１２２は、モータ１２０の回転力により駆動される。従動ギア１２４は、チェーン１１２を駆動することなく空転するギアである。チェーン１１２は、駆動ギア１２２が回転することにより、ベースフレーム１１０の外側面に沿うように無端移動する。
また、チェーン１１２には、その延在方向に沿って複数の保持アーム１１８が取り付けられている。保持アーム１１８は、略Ｙ字状に形成されている。保持アーム１１８は、工具ポット１２６に係合することにより、工具ポット１２６に装着された工具Ｔを間接的に保持する。 The chain 112 is circulated and driven in a substantially rectangular shape. The chain 112 engages with the drive gear 122 at one of the substantially rectangular four corners. The chain 112 is engaged with the driven gear 124 at the other three corners of the substantially rectangular four corners. The drive gear 122 is driven by the rotational force of the motor 120. The driven gear 124 is a gear that idles without driving the chain 112. The chain 112 moves endlessly along the outer surface of the base frame 110 as the drive gear 122 rotates.
A plurality of holding arms 118 are attached to the chain 112 along the extending direction thereof. The holding arm 118 is formed in a substantially Y shape. The holding arm 118 indirectly holds the tool T attached to the tool pot 126 by engaging with the tool pot 126.

保持アーム１１８は、一端側の棒状部分がチェーン１１２に固定されている。また、保持アーム１１８は、他端側のフォーク１１６が下方（Ｙ２方向）に開口している（図１及び図５参照）。フォーク１１６は、弾性的な機構や可動部等を持たない二又の部材である。保持アーム１１８は、フォーク１１６に挿入された工具ポット１２６（工具Ｔ）を、レール１１４との間で挟み込むことにより、工具ポット１２６を保持する。保持アーム１１８における工具ポット１２６及び工具Ｔの交換は、例えばシステム背面側（Ｚ２側）のレール１１４に図示しない可動部を設け、この可動部を介して作業者が人手により行うことができる。 The holding arm 118 has a rod-like portion on one end side fixed to the chain 112. Further, the holding arm 118 has a fork 116 on the other end side opened downward (Y2 direction) (see FIGS. 1 and 5). The fork 116 is a bifurcated member having no elastic mechanism or movable part. The holding arm 118 holds the tool pot 126 by sandwiching the tool pot 126 (tool T) inserted into the fork 116 with the rail 114. The tool pot 126 and the tool T in the holding arm 118 can be exchanged, for example, by providing a movable part (not shown) on the rail 114 on the back side (Z2 side) of the system, and an operator can perform it manually through this movable part.

このように、サブマガジン１００は、駆動源となるモータ１２０の回転力により駆動ギア１２２が駆動され、チェーン１１２が無端移動する。これにより、工具ポット１２６（工具Ｔ）は、保持アーム１１８を介してレール１１４と沿うように移動する。 Thus, in the sub magazine 100, the drive gear 122 is driven by the rotational force of the motor 120 serving as a drive source, and the chain 112 moves endlessly. As a result, the tool pot 126 (tool T) moves along the rail 114 via the holding arm 118.

また、図１に示すように、加工主軸３６の近傍には位置検出センサ１８０が配置されている。位置検出センサ１８０は、工具Ｔを回転させたときに発生する工具Ｔの振れを検出する機能と、工具Ｔの交換作業時に発生する振動波形を検出する機能とを備える。本実施形態における位置検出センサ１８０は、非接触式センサであり、図１に示すコントローラ１２と電気的に接続されている。位置検出センサ１８０の出力は、コントローラ１２へ送信される。なお、図１では、第２工作機械１０ｂの加工主軸３６に位置検出センサ１８０が配置されているが、これに限らず、第１工作機械１０ａの加工主軸３６に位置検出センサ１８０が配置されていてもよい。位置検出センサ１８０は、工具Ｔの振れ検出を行う時のみ加工主軸３６の近傍に配置される。位置検出センサ１８０は、ワークＷを加工する際には、所定位置に退避するように構成されている。 Further, as shown in FIG. 1, a position detection sensor 180 is disposed in the vicinity of the machining spindle 36. The position detection sensor 180 has a function of detecting a vibration of the tool T that occurs when the tool T is rotated, and a function of detecting a vibration waveform that is generated when the tool T is exchanged. The position detection sensor 180 in the present embodiment is a non-contact sensor and is electrically connected to the controller 12 shown in FIG. The output of the position detection sensor 180 is transmitted to the controller 12. In FIG. 1, the position detection sensor 180 is arranged on the machining spindle 36 of the second machine tool 10b. However, the position detection sensor 180 is not limited to this, and the position detection sensor 180 is arranged on the machining spindle 36 of the first machine tool 10a. May be. The position detection sensor 180 is disposed in the vicinity of the machining spindle 36 only when the deflection of the tool T is detected. The position detection sensor 180 is configured to retract to a predetermined position when the workpiece W is processed.

また、図示していないが、工具マガジン１１には、工具Ｔの有無を検出するためのセンサのほか、所望の工具Ｔが切欠き１３４ａ（後述）に対応した位置に割り出されたこを検出するセンサ、メインマガジン８０ａ側から所望の工具Ｔを受け取ったことを検出するセンサ等が配置されている。また、工具マガジン１１には、メインマガジン８０ａにより所望の工具Ｔが加工主軸３６との受け渡し位置に配置されたことを検出するセンサや、加工主軸３６に工具Ｔが装着された際、工具Ｔが保持アーム８４から離脱したこと等を検出するセンサが配置されている。 Although not shown, the tool magazine 11 detects that the desired tool T is indexed at a position corresponding to a notch 134a (described later), in addition to a sensor for detecting the presence or absence of the tool T. A sensor, a sensor for detecting reception of a desired tool T from the main magazine 80a side, and the like are arranged. Further, the tool magazine 11 has a sensor for detecting that a desired tool T is disposed at a delivery position with the machining spindle 36 by the main magazine 80a, and the tool T is mounted when the tool T is mounted on the machining spindle 36. A sensor for detecting the separation from the holding arm 84 is disposed.

工具ポット１２６は、図５に示すように、略円筒形状の容器である。工具ポット１２６は、フォーク１１６に保持される姿勢において、上下左右の面に軸線方向に沿う平面部１２６ａが形成されている。工具ポット１２６の端面（前面）には、工具Ｔが着脱される装着孔１２８が設けられている。また、工具ポット１２６の左右両側面の平面部１２６ａには、それぞれ軸線方向に直交してＹ方向に延びた左右一対の溝部１３０、１３２が設けられている。 As shown in FIG. 5, the tool pot 126 is a substantially cylindrical container. When the tool pot 126 is held by the fork 116, flat and vertical portions 126 a are formed on the upper, lower, left and right surfaces along the axial direction. A mounting hole 128 into which the tool T is attached and detached is provided on the end surface (front surface) of the tool pot 126. In addition, a pair of left and right groove portions 130 and 132 extending in the Y direction perpendicular to the axial direction are provided on the planar portions 126a on the left and right side surfaces of the tool pot 126, respectively.

従って、図４及び図５に示すように、工具ポット１２６は、一対の溝部１３０、１３０の延在方向（Ｙ２方向）に沿って保持アーム１１８のフォーク１１６が挿入されることにより、上面及び左右側面が保持される。また、工具ポット１２６は、下面がレール１１４に当接することにより、工具ポット１２６（工具Ｔ）全体が保持される。フォーク１１６の間に係合された工具ポット１２６（工具Ｔ）は、モータ１２０によってチェーン１１２が無端移動すると、下面側の平面部１２６ａがレール１１４に摺接しつつ、チェーン１１２と共に移動する。 Therefore, as shown in FIGS. 4 and 5, the tool pot 126 has an upper surface and left and right sides when the fork 116 of the holding arm 118 is inserted along the extending direction (Y2 direction) of the pair of grooves 130, 130. The side is held. In addition, the lower surface of the tool pot 126 is in contact with the rail 114, whereby the entire tool pot 126 (tool T) is held. When the chain 112 is moved endlessly by the motor 120, the tool pot 126 (tool T) engaged between the forks 116 moves together with the chain 112 while the flat surface portion 126a on the lower surface side is in sliding contact with the rail 114.

図２及び図６に示すように、工具ポット１２６が摺接するレール１１４には、メインマガジン８０ａ、８０ｂにそれぞれ対応するＺ１側位置に、一対の切欠き１３４ａ、１３４ｂが形成されている。 As shown in FIGS. 2 and 6, a pair of notches 134 a and 134 b is formed on the rail 114 with which the tool pot 126 is slidably contacted at the Z1 side positions corresponding to the main magazines 80 a and 80 b, respectively.

図６において、切欠き１３４ａ、１３４ｂは、それぞれメインマガジン８０ａ、８０ｂの回転軸８２とＸ方向位置が一致している。すなわち、メインマガジン８０ａ、８０ｂの回転中心Ｃ２と、切欠き１３４ａ、１３４ｂの幅方向（Ｘ方向）の中心位置Ｃ４とがＹ方向で一致している。このように、切欠き１３４ａ、１３４ｂと回転軸８２とが共に同一の鉛直平面（図１４のＹＺ平面）内にあるため、メインマガジン８０ａ、８０ｂの各保持アーム８４は、Ｙ方向に沿った頂上位置に配置された際に、切欠き１３４ａ、１３４ｂに対応する。この状態で、サブマガジン１００の保持アーム１１８を切欠き１３４ａ、１３４ｂに対応した位置に配置することにより、保持アーム１１８と保持アーム８４とを切欠き１３４ａ、１３４ｂを挟んでＹ方向に対向して配置させることがでる。 In FIG. 6, the notches 134a and 134b coincide with the rotation shafts 82 of the main magazines 80a and 80b in the X direction. That is, the rotation center C2 of the main magazines 80a and 80b and the center position C4 in the width direction (X direction) of the notches 134a and 134b coincide with each other in the Y direction. Thus, since the notches 134a and 134b and the rotating shaft 82 are both in the same vertical plane (YZ plane in FIG. 14), the holding arms 84 of the main magazines 80a and 80b are at the top in the Y direction. When arranged at the position, it corresponds to the notches 134a and 134b. In this state, the holding arm 118 of the sub magazine 100 is disposed at a position corresponding to the notches 134a and 134b, so that the holding arm 118 and the holding arm 84 are opposed to each other in the Y direction with the notches 134a and 134b interposed therebetween. Can be placed.

このように、工具マガジン１１では、図６に示す正面視において、グリップ８５及びフォーク１１６の開口同士を鉛直方向（Ｙ方向）に互いに向かい合わせに設定することができる。 As described above, in the tool magazine 11, the openings of the grip 85 and the fork 116 can be set to face each other in the vertical direction (Y direction) in the front view shown in FIG.

工具マガジン１１は、図６に示すように、工具受渡機構（工具交換装置）１４０を備える。工具受渡機構１４０は、切欠き１３４ａ、１３４ｂの中心位置Ｃ４とＹ方向で一致した動作中心Ｃ３を持つ装置である。図６では、図面の簡略化のため、切欠き１３４ａ、１３４ｂの中心位置Ｃ４をやや下げた位置に図示しているが、中心位置Ｃ４は、Ｙ方向の高さ位置がレール１１４と同一位置である。これによれば、グリップ８５及びフォーク１１６の開口同士が互いに向かい合った状態で工具受渡機構１４０を駆動することにより、メインマガジン８０ａ、８０ｂとサブマガジン１００との間で工具Ｔの受け渡しを容易に且つ安定して行うことができる。 As shown in FIG. 6, the tool magazine 11 includes a tool delivery mechanism (tool changer) 140. The tool delivery mechanism 140 is an apparatus having an operation center C3 that coincides with the center position C4 of the notches 134a and 134b in the Y direction. In FIG. 6, for simplification of the drawing, the center position C4 of the notches 134a and 134b is shown in a slightly lowered position. However, the center position C4 has a height position in the Y direction at the same position as the rail 114. is there. According to this, the tool delivery mechanism 140 is driven in a state where the openings of the grip 85 and the fork 116 face each other, so that the tool T can be easily delivered between the main magazines 80a and 80b and the sub magazine 100. It can be performed stably.

次に、工具受渡機構１４０について説明する。図７は、図６に示す工具受渡機構１４０の斜視図である。図８（Ａ）は、図７に示す工具受渡機構１４０の側面図である。図８（Ｂ）は、図８（Ａ）に示す状態から工具受渡機構１４０のハンド１４６を下降させた状態を示す側面図である。図７、図８（Ａ）及び（Ｂ）は、一方のメインマガジン８０ｂ及び切欠き１３４ｂに対応する工具受渡機構１４０を示す。他方のメインマガジン８０ａ及び切欠き１３４ａに対応する機構は、略左右対称に構成される点以外は基本的に同一であるため、詳細な説明を省略する。 Next, the tool delivery mechanism 140 will be described. FIG. 7 is a perspective view of the tool delivery mechanism 140 shown in FIG. FIG. 8A is a side view of the tool delivery mechanism 140 shown in FIG. FIG. 8B is a side view showing a state where the hand 146 of the tool delivery mechanism 140 is lowered from the state shown in FIG. FIGS. 7, 8A and 8B show the tool delivery mechanism 140 corresponding to one main magazine 80b and the notch 134b. Since the mechanisms corresponding to the other main magazine 80a and the notch 134a are basically the same except that they are substantially symmetrical, detailed description thereof is omitted.

図７及び図９（後述）に示すように、工具受渡機構１４０は、略Ｕ字状の係合部材１４４と、略扁平Ｃ字状のハンド１４６と、を備える。係合部材１４４は、図中上方（Ｙ１方向）に延出され、工具ポット１２６の一対の溝部１３２に係合可能な一対の爪部１４２、１４２を有する。ハンド１４６は、係合部材１４４の爪部１４２、１４２間に配置された部材である。係合部材１４４及びハンド１４６は、側面視において、フレーム１４８で支持されている。 As shown in FIGS. 7 and 9 (described later), the tool delivery mechanism 140 includes a substantially U-shaped engagement member 144 and a substantially flat C-shaped hand 146. The engaging member 144 has a pair of claw portions 142 and 142 that extend upward in the drawing (Y1 direction) and can be engaged with the pair of groove portions 132 of the tool pot 126. The hand 146 is a member disposed between the claw portions 142 and 142 of the engaging member 144. The engaging member 144 and the hand 146 are supported by the frame 148 in a side view.

係合部材１４４は、一対のガイドロッド１５４と当接する。一対のガイドロッド１５４は、Ｚ方向に進退するシリンダ機構１５０のロッド１５２と連結されている。従って、係合部材１４４は、シリンダ機構１５０に連結された一対のガイドロッド１５４により、Ｚ方向に進退する。 The engaging member 144 contacts the pair of guide rods 154. The pair of guide rods 154 is connected to the rod 152 of the cylinder mechanism 150 that moves forward and backward in the Z direction. Therefore, the engaging member 144 is advanced and retracted in the Z direction by the pair of guide rods 154 connected to the cylinder mechanism 150.

ハンド１４６は、図７に示すように、側面視において、略Ｃ字形に形成された部材である。ハンド１４６は、上板１５６と、下板１５８と、を備える。上板１５６は、水平平面（ＸＺ平面）に平行な部材である。下板１５８は、上板１５６のＹ２側に平行して設けられた部材である。また、下板１５８は、上板１５６よりもＺ１方向に突出している。上板１５６と下板１５８との間隔は、保持アーム１１８で移動する工具ポット１２６（Ｘ方向から挿通される）を保持するのに適した距離に設定されている（図８（Ａ）参照）。 As shown in FIG. 7, the hand 146 is a member formed in a substantially C shape in a side view. The hand 146 includes an upper plate 156 and a lower plate 158. The upper plate 156 is a member parallel to the horizontal plane (XZ plane). The lower plate 158 is a member provided in parallel to the Y2 side of the upper plate 156. Further, the lower plate 158 protrudes in the Z1 direction from the upper plate 156. The distance between the upper plate 156 and the lower plate 158 is set to a distance suitable for holding the tool pot 126 (inserted from the X direction) moved by the holding arm 118 (see FIG. 8A). .

上板１５６と下板１５８の背面には、スライダ１６０が取り付けられている。スライダ１６０は、フレーム１４８のレール１５９と係合している。これにより、スライダ１６０は、Ｙ方向に延在するレール１５９に沿って上下に移動可能となる。 A slider 160 is attached to the back surface of the upper plate 156 and the lower plate 158. The slider 160 is engaged with the rail 159 of the frame 148. As a result, the slider 160 can move up and down along the rail 159 extending in the Y direction.

ハンド１４６の側面（図７ではＸ１側）には、Ｘ１方向に延びたシャフト１６２が設けられている。また、ハンド１４６には、図８（Ａ）に示すように、屈曲した形状のリンク１６４が係合している。リンク１６４は、略中央の屈曲部に形成された貫通孔がフレーム１４８から突出したヒンジピン１６６に軸支されている。また、リンク１６４は、一端側に形成された長孔１６８にシャフト１６２が挿通されている。更に、リンク１６４の他端側には、Ｘ１方向に延びたピン１７０が設けられている。ピン１７０は、シリンダ機構１７２と連結されている。シリンダ機構１７２は、ロッド１７４をＺ方向に進退可能に駆動する。ロッド１７４の先端には、レバー部材１７５が設けられている。レバー部材１７５の貫通孔（符号を省略）は、ピン１７０と係合している。また、リンク１６４の屈曲部の背面（Ｚ２側）には、ストッパ１７６が設けられている。フレーム１４８には、ストッパ１７６に対応するストッパボルト１７８が設けられている。 A shaft 162 extending in the X1 direction is provided on a side surface (X1 side in FIG. 7) of the hand 146. Further, as shown in FIG. 8A, a bent link 164 is engaged with the hand 146. The link 164 is pivotally supported by a hinge pin 166 in which a through hole formed in a substantially central bent portion protrudes from the frame 148. The link 164 has a shaft 162 inserted through a long hole 168 formed on one end side. Further, a pin 170 extending in the X1 direction is provided on the other end side of the link 164. The pin 170 is connected to the cylinder mechanism 172. The cylinder mechanism 172 drives the rod 174 to be able to advance and retract in the Z direction. A lever member 175 is provided at the tip of the rod 174. The through hole (not shown) of the lever member 175 is engaged with the pin 170. A stopper 176 is provided on the back surface (Z2 side) of the bent portion of the link 164. The frame 148 is provided with a stopper bolt 178 corresponding to the stopper 176.

従って、シリンダ機構１７２が駆動され、レバー部材１７５がＺ２方向に進退されると、リンク１６４はヒンジピン１６６を支点として揺動する。これにより、シャフト１６２は、長孔１６８の内部を移動しながらＹ方向に上下動する。すなわち、スライダ１６０を介してハンド１４６がＹ方向に移動する。具体的には、図８（Ａ）に示すように、ロッド１７４がＺ１方向に前進されると、リンク１６４は上方に揺動する。これにより、ハンド１４６がＹ１方向に上昇する。 Therefore, when the cylinder mechanism 172 is driven and the lever member 175 is advanced and retracted in the Z2 direction, the link 164 swings around the hinge pin 166 as a fulcrum. Thereby, the shaft 162 moves up and down in the Y direction while moving inside the long hole 168. That is, the hand 146 moves in the Y direction via the slider 160. Specifically, as shown in FIG. 8A, when the rod 174 is advanced in the Z1 direction, the link 164 swings upward. As a result, the hand 146 moves up in the Y1 direction.

一方、図８（Ａ）に示す状態からロッド１７４がＺ２方向に後退されると、図８（Ｂ）に示すように、リンク１６４は、下方（矢印θ方向）に揺動する。これにより、ハンド１４６がＹ２方向に下降する。リンク１６４の揺動によるシャフト１６２の上下位置（Ｙ方向位置）は、上限位置及び下限位置に設置されたセンサ（近接センサ）１７９ａ、１７９ｂによって検出される。なお、ハンド１４６の上限位置は、ストッパ１７６とストッパボルト１７８との当接によっても規制され、ハンド１４６の下限位置は、ロッド１７４の縮退位置によっても規制される。 On the other hand, when the rod 174 is retracted in the Z2 direction from the state shown in FIG. 8A, the link 164 swings downward (in the direction of the arrow θ) as shown in FIG. 8B. As a result, the hand 146 descends in the Y2 direction. The vertical position (Y direction position) of the shaft 162 due to the swing of the link 164 is detected by sensors (proximity sensors) 179a and 179b installed at the upper limit position and the lower limit position. The upper limit position of the hand 146 is also regulated by the contact between the stopper 176 and the stopper bolt 178, and the lower limit position of the hand 146 is also regulated by the retracted position of the rod 174.

このような工具受渡機構１４０は、ハンド１４６がＹ１方向で上限位置にある際に、ハンド１４６の下板１５８の上面側（摺接部材１５８ａ）がレール１１４と略面一となるように設定されている。これにより、フレーム１４８がベースフレーム１１０の下面（Ｙ２側）に吊り下げられるようにして固定される（図３、図４、図６及び図８（Ａ）参照）。このため、通常時、工具Ｔの受け渡しがなされない状態では、図６に示すように、ハンド１４６がＹ１方向で上限位置に設定される。これにより、工具ポット１２６（工具Ｔ）は、上板１５６と下板１５８との間を円滑に通過することができる。すなわち、下板１５８（摺接部材１５８ａ）が切欠き１３４ａ、１３４ｂを補完し、レール１１４の一部として機能する。 Such a tool delivery mechanism 140 is set so that the upper surface side (sliding contact member 158a) of the lower plate 158 of the hand 146 is substantially flush with the rail 114 when the hand 146 is at the upper limit position in the Y1 direction. ing. As a result, the frame 148 is fixed so as to be suspended from the lower surface (Y2 side) of the base frame 110 (see FIGS. 3, 4, 6 and 8A). For this reason, when the tool T is not delivered normally, the hand 146 is set to the upper limit position in the Y1 direction as shown in FIG. Thereby, the tool pot 126 (tool T) can smoothly pass between the upper plate 156 and the lower plate 158. That is, the lower plate 158 (sliding contact member 158a) complements the notches 134a and 134b and functions as a part of the rail 114.

次に、上記のように構成された工作機械１０において、工具マガジン１１を構成するメインマガジン８０ａとサブマガジン１００との間での工具Ｔの受け渡し動作を、図９〜図１１を参照して説明する。なお、他方のメインマガジン８０ｂとサブマガジン１００との間での工具Ｔの受け渡し動作も略同様であるため、以下では説明を省略する。 Next, in the machine tool 10 configured as described above, the operation of transferring the tool T between the main magazine 80a constituting the tool magazine 11 and the sub magazine 100 will be described with reference to FIGS. To do. In addition, since the delivery operation | movement of the tool T between the other main magazine 80b and the submagazine 100 is also substantially the same, description is abbreviate | omitted below.

図９〜図１１は、メインマガジン８０ａとサブマガジン１００との間で工具Ｔの受け渡しを行う動作の各状態を示す説明図である。この受け渡しの動作は、コントローラ１２により制御される。図９（Ａ）は、工具マガジン１１の切欠き１３４ａ近傍を模式的に示す平面図である。図９（Ｂ）は、図９（Ａ）の正面図である。図９（Ｃ）は、図９（Ａ）の側面図である。図１０及び図１１に示す（Ａ）〜（Ｃ）ついても同じである。 9 to 11 are explanatory views showing states of the operation for transferring the tool T between the main magazine 80a and the sub-magazine 100. FIG. This delivery operation is controlled by the controller 12. FIG. 9A is a plan view schematically showing the vicinity of the notch 134 a of the tool magazine 11. FIG. 9B is a front view of FIG. FIG. 9C is a side view of FIG. The same applies to (A) to (C) shown in FIGS.

図９〜図１１では、理解を容易にするため、各構成要素を図１等に比べて模式的に示している。例えば、工具受渡機構１４０を構成するシリンダ機構１７２は、図８（Ａ）では横置き（軸線方向が矢印Ｚ方向）であるのに対し、図９（Ｃ）では縦置き（軸線方向が矢印Ｙ方向）で図示し、その機能を明確にしている。 In FIG. 9 to FIG. 11, each component is schematically shown in comparison with FIG. For example, the cylinder mechanism 172 constituting the tool delivery mechanism 140 is horizontally placed in FIG. 8A (the axial direction is the arrow Z direction), whereas in FIG. 9C, the cylinder mechanism 172 is vertically placed (the axial direction is the arrow Y). Direction) to clarify its function.

また、図９（Ａ）等では、サブマガジン１００に保持された各工具ポット１２６に対して便宜上Ａ〜Ｄの符号を付している。以下の説明では、適宜に工具ポット１２６Ａ〜１２６Ｄと称する。なお、図９（Ｃ）等において斜線を付した線で示された領域は、加工主軸３６によりワークＷを加工する領域（加工区）である。 Further, in FIG. 9A and the like, symbols A to D are attached to the tool pots 126 held in the sub magazine 100 for convenience. In the following description, the tool pots 126A to 126D will be appropriately referred to. In FIG. 9C and the like, a region indicated by a hatched line is a region (processing section) where the workpiece W is processed by the processing spindle 36.

次に、あらかじめ不要な工具Ｔが取り外されたメインマガジン８０ａの保持アーム８４に、サブマガジン１００から所望の工具Ｔを移送する動作について説明する。 Next, an operation of transferring a desired tool T from the sub magazine 100 to the holding arm 84 of the main magazine 80a from which unnecessary tools T have been removed in advance will be described.

まず、図９（Ａ）〜図９（Ｃ）に示すように、コントローラ１２は、サブマガジン１００を駆動して所望の工具Ｔが装着された工具ポット１２６Ｃを割り出し、切欠き１３４ａに対応させる。すなわち、所望の工具Ｔを装着した工具ポット１２６Ｃを、工具受渡機構１４０のハンド１４６内に配置する。 First, as shown in FIGS. 9A to 9C, the controller 12 drives the sub-magazine 100 to index the tool pot 126C on which a desired tool T is mounted, and makes it correspond to the notch 134a. That is, the tool pot 126 </ b> C equipped with a desired tool T is placed in the hand 146 of the tool delivery mechanism 140.

次に、図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）に示すように、コントローラ１２は、シリンダ機構１７２を駆動してハンド１４６を下降させる。これにより、ハンド１４６に上下面が保持された工具ポット１２６Ｃ（及びこれに装着された所望の工具Ｔ）は、溝部１３０がフォーク１１６で案内される。更に、溝部１３２は、爪部１４２で案内されて矢印Ｙ２方向へと円滑に下降される。 Next, as shown in FIGS. 10A to 10C, the controller 12 drives the cylinder mechanism 172 to lower the hand 146. As a result, the groove portion 130 of the tool pot 126C (and the desired tool T attached thereto) whose upper and lower surfaces are held by the hand 146 is guided by the fork 116. Furthermore, the groove part 132 is guided by the claw part 142 and is smoothly lowered in the direction of the arrow Y2.

そして、工具ポット１２６Ｃ及び工具Ｔの下降が完了すると、図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）に示すように、工具ポット１２６Ｃは、保持アーム１１８から完全に離脱し、溝部１３２を介して係合部材１４４に保持される。一方、工具ポット１２６Ｃに装着された所望の工具Ｔは、メインマガジン８０ａを構成する保持アーム８４のグリップ８５に保持される。 When the lowering of the tool pot 126C and the tool T is completed, the tool pot 126C is completely detached from the holding arm 118 and engaged through the groove 132 as shown in FIGS. It is held by the joint member 144. On the other hand, the desired tool T attached to the tool pot 126C is held by the grip 85 of the holding arm 84 constituting the main magazine 80a.

その後、コントローラ１２は、シリンダ機構１５０を駆動して係合部材１４４をＺ２方向に後退させ、工具ポット１２６Ｃを後退させる（図示を省略）。これにより、保持アーム８４で保持された工具Ｔが工具ポット１２６Ｃから離脱されつつ、工具ポット１２６Ｃのみが矢印Ｚ２方向に後退する。この結果、所望の工具Ｔのメインマガジン８０ａへの受け渡しが完了する。 Thereafter, the controller 12 drives the cylinder mechanism 150 to retract the engagement member 144 in the Z2 direction, and retracts the tool pot 126C (not shown). As a result, the tool T held by the holding arm 84 is detached from the tool pot 126C, and only the tool pot 126C is retracted in the direction of the arrow Z2. As a result, delivery of the desired tool T to the main magazine 80a is completed.

以降の動作については、上述した動作とほぼ同じであり、工具Ｔが離脱された空の工具ポット１２６Ｃをサブマガジン１００へと返却すると共に、必要に応じて、メインマガジン８０ａの他の工具Ｔの交換等を行う。 The subsequent operation is almost the same as the above-described operation, and the empty tool pot 126C from which the tool T has been detached is returned to the sub magazine 100 and, if necessary, other tools T of the main magazine 80a. Replace it.

本実施形態の工作機械１０は、第１工作機械１０ａと第２工作機械１０ｂとにおいて、上述した工具Ｔの交換作業と、加工主軸３６に装着した工具ＴによりワークＷを加工する作業と、後述する工具Ｔの振れ検出の作業とを、それぞれ独立して実施することができる。 The machine tool 10 of the present embodiment includes the above-described tool T replacement work, work of machining the workpiece W with the tool T mounted on the work spindle 36, and the later-described work in the first machine tool 10a and the second machine tool 10b. The work of detecting the deflection of the tool T to be performed can be performed independently of each other.

このうち、工具Ｔの交換作業においては、上述したように、サブマガジン１００がモータ１２０により駆動され、メインマガジン８０ａ、８０ｂがマガジンモータ８３により駆動されるほか、支持体２２がＹモータ２８により駆動される。また、工具受渡機構１４０がシリンダ機構１５０により駆動される。このように、工具Ｔの交換作業においては、モータやシリンダ機構が起動したり、停止したりする際に振動が発生する。また、サブマガジン１００やメインマガジン８０ａ、８０ｂ、並びに工具受渡機構１４０等は、重量物となる複数の部材で構成されているため、モータやシリンダ機構により起動したり、停止したりする際に振動が発生する。更に、工具Ｔも重量物であるため、水平方向や垂直方向へ移動したり、或いは移動が停止したりした際には慣性力が生じる。このため、工具Ｔと他の部材との接触や衝突によって振動が発生する。このように、工具Ｔの交換作業においては、モータやシリンダ機構の起動や停止に伴って振動が発生するだけでなく、サブマガジン１００等の起動や停止に伴って振動が発生し、更には工具Ｔの移動や停止によっても振動が発生する。 Among these, in the replacement work of the tool T, as described above, the sub magazine 100 is driven by the motor 120, the main magazines 80a and 80b are driven by the magazine motor 83, and the support 22 is driven by the Y motor 28. Is done. In addition, the tool delivery mechanism 140 is driven by the cylinder mechanism 150. Thus, in the tool T replacement work, vibration is generated when the motor or cylinder mechanism is started or stopped. Further, since the sub magazine 100, the main magazines 80a and 80b, the tool delivery mechanism 140, and the like are composed of a plurality of members that are heavy objects, vibration occurs when the motor is started or stopped by a motor or cylinder mechanism. Will occur. Further, since the tool T is also a heavy object, an inertial force is generated when the tool T moves in the horizontal direction or the vertical direction or stops moving. For this reason, vibration is generated by contact or collision between the tool T and another member. Thus, in the replacement work of the tool T, not only vibration is generated with the start and stop of the motor and cylinder mechanism, but also vibration is generated with the start and stop of the sub-magazine 100 and the like. Vibration is also generated by the movement or stop of T.

次に、工具Ｔの振れ検出方法について説明する。図１２は、本実施形態における工具振れ検出システム２００の構成を示すブロック図である。図１３は、工具Ｔの交換中に位置検出センサ１８０により検出された振動波形を示すグラフである。図１４は、検出した振動波形から周波数成分を抽出したグラフである。図１５は、コントローラ１２において、工具Ｔの振れ検出を行う場合の処理手順を示すフローチャートである。 Next, a method for detecting the deflection of the tool T will be described. FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a tool runout detection system 200 in the present embodiment. FIG. 13 is a graph showing a vibration waveform detected by the position detection sensor 180 during the replacement of the tool T. FIG. 14 is a graph in which frequency components are extracted from the detected vibration waveform. FIG. 15 is a flowchart illustrating a processing procedure when the controller 12 detects the deflection of the tool T.

本実施形態の工具振れ検出システム２００は、２つの加工主軸３６のうちの一方の加工主軸３６に装着された工具Ｔを回転させ、工具Ｔの振れ量を所定のスキャン時間において検出（振れ測定値の検出）する機能を有する。工具振れ検出システム２００は、図１２に示すように、コントローラ１２と、位置検出センサ１８０と、を備える。 The tool runout detection system 200 of the present embodiment rotates the tool T mounted on one of the two machining spindles 36 and detects the runout amount of the tool T at a predetermined scan time (measured runout value). Detection function). As shown in FIG. 12, the tool run-out detection system 200 includes a controller 12 and a position detection sensor 180.

コントローラ１２は、図示しないＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を有するマイクロコンピュータにより構成されている。コントローラ１２は、工具交換プログラムに従って、モータ１２０及び工具受渡機構１４０を駆動する。これにより、サブマガジン１００においてワークＷの加工に必要な工具Ｔが割り出され、上述したように、サブマガジン１００からメインマガジン８０ａ（８０ｂ）への工具Ｔの受け渡しが行われる。 The controller 12 is composed of a microcomputer having a CPU, RAM, ROM, etc. (not shown). The controller 12 drives the motor 120 and the tool delivery mechanism 140 according to the tool change program. As a result, the tool T necessary for machining the workpiece W is determined in the sub magazine 100, and the tool T is transferred from the sub magazine 100 to the main magazine 80a (80b) as described above.

また、コントローラ１２は、工具振れ検出プログラムに従って、一方の加工主軸３６で工具Ｔの交換作業を実施している間に、他方の加工主軸３６で工具Ｔの振れ検出を実施する機能を備える。 Further, the controller 12 has a function of detecting the deflection of the tool T on the other machining spindle 36 while the tool T is being replaced on the one machining spindle 36 in accordance with the tool deflection detection program.

まず、コントローラ１２による振動波形検出工程と、周波数特定工程と、スキャン時間設定工程とについて説明する。 First, the vibration waveform detection process, the frequency identification process, and the scan time setting process by the controller 12 will be described.

コントローラ１２は、振動波形検出工程において、工具Ｔの交換作業を実施したときに発生する振動波形を、位置検出センサ１８０により検出する。図１３は、検出された振動波形の一例を示す。図１３において、横軸は交換作業の時間［ｓｅｃ］を示し、縦軸は位置検出センサ１８０から工具Ｔまでの距離（センサ距離）［ｍｍ］を示す。なお、位置検出センサ１８０から工具Ｔまでの距離（間隔）は０．５８ｍｍである。図１３の例では、工具Ｔの交換作業を実施したときに、最大で０．０７８ｍｍの振動（図中Ａ）が発生している。 The controller 12 detects the vibration waveform generated when the tool T is exchanged by the position detection sensor 180 in the vibration waveform detection step. FIG. 13 shows an example of the detected vibration waveform. In FIG. 13, the horizontal axis indicates the time [sec] of the replacement work, and the vertical axis indicates the distance (sensor distance) [mm] from the position detection sensor 180 to the tool T. The distance (interval) from the position detection sensor 180 to the tool T is 0.58 mm. In the example of FIG. 13, when the tool T is exchanged, a maximum vibration of 0.078 mm (A in the figure) is generated.

続いて、コントローラ１２は、周波数特定工程において、検出した振動波形を周波数解析することにより、それぞれの周波数成分を抽出して、振動が最も大きい周波数を特定する。例えば、図１３に示す振動波形を周波数解析することにより、図１４に示すような周波数成分を抽出することができる。図１４において、横軸は周波数［Ｈｚ］を示し、縦軸は振幅［ｍｍ］を示す。なお、振幅は、位置検出センサ１８０から工具Ｔまでの距離０．５８ｍｍを基準とする。図１４に示すように、振動波形に含まれる周波数を抽出すると、周波数１０Ｈｚ付近の振動が最も大きいことが分かる。このため、コントローラ１２は、振動が最も大きい周波数を１０Ｈｚと特定する。 Subsequently, in the frequency specifying step, the controller 12 performs frequency analysis on the detected vibration waveform, extracts each frequency component, and specifies the frequency with the largest vibration. For example, frequency components as shown in FIG. 14 can be extracted by frequency analysis of the vibration waveform shown in FIG. In FIG. 14, the horizontal axis indicates the frequency [Hz], and the vertical axis indicates the amplitude [mm]. The amplitude is based on a distance of 0.58 mm from the position detection sensor 180 to the tool T. As shown in FIG. 14, when the frequency included in the vibration waveform is extracted, it can be seen that the vibration near the frequency of 10 Hz is the largest. For this reason, the controller 12 specifies the frequency with the largest vibration as 10 Hz.

一方の加工主軸３６で工具Ｔの交換作業を実施している間に、他方の加工主軸３６で工具Ｔの振れ検出を実施した場合において、例えば、スキャン時間（１回の振れ検出に要する時間）を０．１ｓｅｃ（１０Ｈｚ）とすると、振れ検出の振れ測定値には、交換作業により発生した振動が含まれている可能性が高くなる。 For example, when the vibration detection of the tool T is performed on the other machining spindle 36 while the tool T is being exchanged on one machining spindle 36, for example, the scan time (time required for one vibration detection) Is 0.1 sec (10 Hz), there is a high possibility that the vibration measurement value of the vibration detection includes vibration generated by the replacement work.

そこで、コントローラ１２は、スキャン時間設定工程において、先に特定した周波数よりも高い周波数域の周期を、工具Ｔの振れ検出を実施する際のスキャン時間として設定する。本実施形態では、特定した周波数の３倍となる周波数の周期をスキャン時間として設定している。すなわち、１０Ｈｚ×３＝３０Ｈｚ（０．０３ｓｅｃ）となるため、スキャン時間を０．０３ｓｅｃに設定する。図１４に示すように、周波数３０Ｈｚの帯域では、周波数１０Ｈｚの帯域よりも振幅が大幅に小さくなる。このため、スキャン時間を０．０３ｓｅｃとすることにより、工具Ｔの交換作業を実施した際に発生する振動の影響を受けにくくなると考えられる。 Therefore, in the scan time setting step, the controller 12 sets a period in a frequency range higher than the previously specified frequency as the scan time when performing the vibration detection of the tool T. In the present embodiment, a frequency period that is three times the specified frequency is set as the scan time. That is, since 10 Hz × 3 = 30 Hz (0.03 sec), the scan time is set to 0.03 sec. As shown in FIG. 14, the amplitude in the frequency band of 30 Hz is significantly smaller than that in the frequency band of 10 Hz. For this reason, it is considered that by setting the scan time to 0.03 sec, it is less likely to be affected by vibrations that occur when the tool T is exchanged.

この後、コントローラ１２は、工具振れ検出工程において、位置検出センサ１８０を用いて工具Ｔの振れを検出する。すなわち、コントローラ１２は、一方の加工主軸３６で工具Ｔの交換作業を実施している間において、他方の加工主軸３６に装着された工具Ｔの振れ検出を、スキャン時間０．０３ｓｅｃにより実施する。 Thereafter, the controller 12 detects the deflection of the tool T using the position detection sensor 180 in the tool deflection detection step. That is, the controller 12 detects the deflection of the tool T mounted on the other machining spindle 36 while the exchange operation of the tool T is performed on one machining spindle 36 with a scan time of 0.03 sec.

次に、コントローラ１２において、工具Ｔの振れ検出を行う場合の処理手順を、図１５を参照しながら説明する。このフローチャートの処理は、図示しない記憶装置に記憶された、振れ検出実施プログラムに従ってコントローラ１２により実行される。 Next, a processing procedure for detecting the deflection of the tool T in the controller 12 will be described with reference to FIG. The processing of this flowchart is executed by the controller 12 in accordance with a shake detection execution program stored in a storage device (not shown).

まず、ステップＳＴ１０１において、コントローラ１２は、工具Ｔの交換作業を実施したときに発生する振動波形を、位置検出センサ１８０により検出する。 First, in step ST <b> 101, the controller 12 detects a vibration waveform generated when the tool T is replaced by the position detection sensor 180.

ステップＳＴ１０２において、コントローラ１２は、ステップＳＴ１０１で検出した振動波形を周波数解析することにより、それぞれの周波数成分を抽出して、振動が最も大きい周波数を特定する。 In step ST102, the controller 12 performs frequency analysis on the vibration waveform detected in step ST101, extracts each frequency component, and specifies the frequency with the largest vibration.

ステップＳＴ１０３において、コントローラ１２は、ステップＳＴ１０２で特定した周波数よりも高い周波数域（本実施形態では、特定した周波数の３倍となる周波数）の周期を、工具Ｔの振れ検出を実施する際のスキャン時間として設定する。 In step ST103, the controller 12 scans the period of the frequency range higher than the frequency specified in step ST102 (in this embodiment, a frequency that is three times the specified frequency) when performing the vibration detection of the tool T. Set as time.

ステップＳＴ１０４において、コントローラ１２は、一方の加工主軸３６で工具Ｔの交換作業を実施すると共に、ステップＳＴ１０３で設定したスキャン時間により、他方の加工主軸３６に装着された工具Ｔの振れ検出を実施する。このとき、コントローラ１２は、検出した工具Ｔの振れ測定値を、図示しない記憶装置に記憶する。コントローラ１２は、ステップＳＴ１０４における工具Ｔの振れ検出が完了した後、本フローチャートの処理を終了する。 In step ST104, the controller 12 performs the replacement operation of the tool T on one machining spindle 36, and detects the deflection of the tool T mounted on the other machining spindle 36 based on the scan time set in step ST103. . At this time, the controller 12 stores the detected measured deflection value of the tool T in a storage device (not shown). The controller 12 ends the processing of this flowchart after the detection of the deflection of the tool T in step ST104 is completed.

次に、一方の加工主軸３６において工具Ｔの交換作業を実施している間に、他方の加工主軸３６に装着された工具Ｔの振れ検出を実施した場合の実施例を、表１及び表２を参照しながら説明する。この実施例では、スキャン時間を０．１ｓｅｃ〜０．０３ｓｅｃの４段階に設定すると共に、加工主軸３６の回転数を２２００ｒｐｍ〜４４００ｒｐｍの３段階に設定した。その上で、一方の加工主軸３６において工具Ｔの交換作業を実施している間に、他方の加工主軸３６に装着された工具Ｔの振れ検出を連続して２０回実施し、それぞれ振れの測定値［ｍｍ］を記録した。なお、あらかじめ他の手法により測定した工具Ｔの振れ量は、０．０３９ｍｍ（３９μｍ）であった。 Next, Table 1 and Table 2 show examples in which runout detection of the tool T mounted on the other machining spindle 36 is performed while exchanging the tool T on one machining spindle 36. Will be described with reference to FIG. In this embodiment, the scan time is set to four stages of 0.1 sec to 0.03 sec, and the rotation speed of the machining spindle 36 is set to three stages of 2200 rpm to 4400 rpm. In addition, while exchanging the tool T on one of the machining spindles 36, the runout of the tool T mounted on the other machining spindle 36 is continuously detected 20 times, and each runout is measured. The value [mm] was recorded. Note that the amount of deflection of the tool T measured in advance by another method was 0.039 mm (39 μm).

表１は、２０回の振れ検出において、振れ測定値が最大となった測定結果を示し、表２は、同じく２０回の振れ検出において、振れ測定値が最小となった測定結果を示す。 Table 1 shows the measurement results with the maximum shake measurement value in 20 times of shake detection, and Table 2 shows the measurement results with the minimum shake measurement value in 20 times of shake detection.

表１及び表２に示すように、測定結果が最小となるのは、いずれも加工主軸３６の回転数を３３００ｒｐｍとし、スキャン時間を０．０３ｓｅｃに設定した場合であった。従って、上述のような条件下において振れ検出を実施した場合には、他方の加工主軸３６で工具Ｔの交換作業を実施したときに発生する振動の影響を受けにくいことが明らかとなった。このため、本実施例に示すような条件下において振れ検出を実施した場合には、正確な振れ測定値を得ることができる。 As shown in Tables 1 and 2, the measurement results were minimized when the rotation speed of the machining spindle 36 was 3300 rpm and the scan time was set to 0.03 sec. Therefore, it has been clarified that, when the shake detection is performed under the above-described conditions, it is difficult to be affected by the vibration generated when the tool T is replaced on the other machining spindle 36. For this reason, when shake detection is performed under the conditions shown in the present embodiment, accurate shake measurement values can be obtained.

なお、表２において、加工主軸３６の回転数を４４００ｒｐｍに設定した場合には、測定結果が０．０３９未満となっている。これらの数値は、本体の振れ量（０．０３９ｍｍ）が過小評価されたものであるため、測定結果の考察から除外している。 In Table 2, when the rotational speed of the machining spindle 36 is set to 4400 rpm, the measurement result is less than 0.039. These numerical values are excluded from the consideration of the measurement results because the shake amount (0.039 mm) of the main body is underestimated.

また、従来の振れ検出における加工主軸３６の回転数は２２００ｒｐｍである。しかしながら、表１及び表２の測定結果から明らかなように、加工主軸３６の回転側は、従来よりも高速側に設定することが望ましい。本実施例では、従来例（２２００ｒｐｍ）の１．５倍となる３３００ｒｐｍに設定した。このように、加工主軸３６の回転側を従来よりも高速側に設定することにより、工具Ｔの振れ量を過小評価することなしに、振動の影響を受けにくくすることができる。 Further, the rotational speed of the machining spindle 36 in the conventional shake detection is 2200 rpm. However, as is apparent from the measurement results in Tables 1 and 2, it is desirable to set the rotation side of the machining spindle 36 at a higher speed than in the prior art. In this example, the speed was set to 3300 rpm, which is 1.5 times that of the conventional example (2200 rpm). Thus, by setting the rotation side of the machining spindle 36 at a higher speed than the conventional one, it is possible to make it less susceptible to vibration without underestimating the deflection amount of the tool T.

以上説明した本実施形態の工具振れ検出システム２００によれば、以下のような効果を奏する。 According to the tool run-out detection system 200 of the present embodiment described above, the following effects are obtained.

本実施形態の工具振れ検出システム２００において、コントローラ１２は、工具Ｔの交換作業を実施したときに発生する振動波形を検出して、振動が最も大きい周波数を特定するとともに、特定した周波数よりも高い周波数域の周期を工具Ｔの振れ検出を実施する際のスキャン時間として設定する機能を備える。これによれば、一方の加工主軸３６で工具Ｔの交換作業を実施した際に発生する振動の影響を受けにくいスキャン時間を設定することができる。従って、一方の加工主軸３６で工具Ｔの交換作業を実施している間に、他方の加工主軸３６に装着された工具Ｔの振れ検出を実施した場合において、工具Ｔの交換作業で発生する振動の影響を受けにくくすることができる。 In the tool run-out detection system 200 according to the present embodiment, the controller 12 detects a vibration waveform generated when the tool T is exchanged, and specifies a frequency having the largest vibration, and is higher than the specified frequency. A function of setting a frequency range period as a scan time for detecting the deflection of the tool T is provided. According to this, it is possible to set a scan time that is not easily affected by vibrations that occur when the tool T is exchanged with one machining spindle 36. Therefore, when the vibration of the tool T mounted on the other machining spindle 36 is detected while the exchange work of the tool T is performed on one machining spindle 36, the vibration generated by the exchange work of the tool T is performed. Can be less affected by

また、本実施形態の工具振れ検出システム２００において、コントローラ１２は、特定した周波数の少なくとも３倍の周波数の周期をスキャン時間として設定する機能を備える。これによれば、工具Ｔの交換作業で発生する振動の影響をより受けにくくすることができる。 Further, in the tool run-out detection system 200 of the present embodiment, the controller 12 has a function of setting a frequency period at least three times the specified frequency as a scan time. According to this, the influence of the vibration which generate | occur | produces in the exchange operation of the tool T can be made harder to receive.

更に、本実施形態の工具振れ検出システム２００において、加工主軸３６の回転側を従来よりも高速側に設定した場合には、工具Ｔの振れ量を過小評価しないようにすることができる。 Further, in the tool runout detection system 200 of the present embodiment, when the rotation side of the machining spindle 36 is set to a higher speed than the conventional one, the runout amount of the tool T can be prevented from being underestimated.

以上、本発明に係る工具振れ検出方法の実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。 Although the embodiment of the tool runout detection method according to the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various forms.

例えば、本実施形態では、工具Ｔの交換作業を実施したときに発生する振動波形を、振れ検出の際に使用する位置検出センサ１８０により検出している。しかしながら、これに限らず、工具Ｔの交換作業を実施したときに発生する振動波形を、専用の振動センサにより検出するようにしてもよい。 For example, in the present embodiment, a vibration waveform that is generated when the tool T is exchanged is detected by the position detection sensor 180 that is used when the vibration is detected. However, the present invention is not limited to this, and a vibration waveform generated when the tool T is exchanged may be detected by a dedicated vibration sensor.

また、本実施形態では、一方の加工主軸３６で工具Ｔの交換作業を実施している間に、他方の加工主軸３６で工具Ｔの振れ検出を実施した場合について説明した。しかしながら、これに限らず、一方の加工主軸３６においてワークＷへの切削加工を実施している間に、他方の加工主軸３６で工具Ｔの振れ検出を実施する場合についても適用することができる。この場合には、ワークＷへの切削加工により発生する振動の影響を受けにくくすることができる。 Further, in the present embodiment, the case has been described in which the deflection of the tool T is detected on the other machining spindle 36 while the tool T is being replaced on the one machining spindle 36. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can also be applied to the case where the deflection of the tool T is detected on the other machining spindle 36 while the machining W is being performed on the one machining spindle 36. In this case, it is possible to make it less susceptible to vibrations generated by cutting the workpiece W.

１０：工作機械
１１：工具マガジン
１２：コントローラ
３６：加工主軸
８０ａ、８０ｂ：メインマガジン
１００：サブマガジン
１４０：工具受渡機構
１８０：位置検出センサ
２００：工具振れ検出システム 10: Machine tool 11: Tool magazine 12: Controller 36: Processing spindle 80a, 80b: Main magazine 100: Sub magazine 140: Tool delivery mechanism 180: Position detection sensor 200: Tool run-out detection system

Claims

A tool runout detection method in a machine tool having at least two rotating shafts to which a tool can be detachably attached,
A vibration waveform detection step of performing the tool replacement operation on one rotating shaft and detecting a vibration waveform generated by the replacement operation;
Based on the detected vibration waveform, a frequency specifying step for specifying a frequency with the largest vibration,
A scan time setting step of setting a period of a frequency region higher than the identified frequency as a scan time when performing the tool runout detection;
A tool runout detecting step of performing the tool replacement operation on one of the rotating shafts and detecting the runout of the tool according to the set scan time while rotating the other one of the rotating shafts,
Tool runout detection method including

In the scan time setting step,
The tool runout detection method according to claim 1, wherein a period of a frequency at least three times the identified frequency is set as a scan time when performing the runout detection of the tool.