特許第6970318号(P6970318)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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特許6970318工作機械、制御方法、および制御プログラム
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】6970318
(24)【登録日】2021年11月1日
(45)【発行日】2021年11月24日
(54)【発明の名称】工作機械、制御方法、および制御プログラム
(51)【国際特許分類】
   B23Q 11/00 20060101AFI20211111BHJP
   B23Q 11/08 20060101ALI20211111BHJP
   G05B 19/18 20060101ALI20211111BHJP
【FI】
   B23Q11/00 Z
   B23Q11/08 Z
   G05B19/18 T
【請求項の数】7
【全頁数】24
(21)【出願番号】特願2021-96389(P2021-96389)
(22)【出願日】2021年6月9日
【審査請求日】2021年6月9日
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000146847
【氏名又は名称】DMG森精機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100185719
【弁理士】
【氏名又は名称】北原 悠樹
(74)【代理人】
【識別番号】100170748
【弁理士】
【氏名又は名称】稲垣 悟
(74)【代理人】
【識別番号】100150072
【弁理士】
【氏名又は名称】藤原 賢司
(72)【発明者】
【氏名】山本 幸佑
(72)【発明者】
【氏名】小菅 正裕
【審査官】 亀田 貴志
(56)【参考文献】
【文献】 特開2016−132058(JP,A)
【文献】 再公表特許第98/010890(JP,A1)
【文献】 特開平04−141353(JP,A)
【文献】 特開2002−341915(JP,A)
【文献】 特開2010−064175(JP,A)
【文献】 特開2015−093367(JP,A)
【文献】 特開2006−088052(JP,A)
【文献】 特開平11−285946(JP,A)
【文献】 実開平05−070615(JP,U)
【文献】 特開2008−254096(JP,A)
【文献】 米国特許出願公開第2005/0274661(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B23Q 11/00 − 11/14
B24B 55/12
G05B 19/18
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ワークを加工することが可能な工作機械であって、
開口を有し、加工エリアを区画形成するためのカバー体と、
前記開口を覆うようにカバー体に設けられているドアと、
前記加工エリアにクーラントを吐出するための吐出部と、
前記吐出部が前記加工エリアにクーラントを吐出することにより発生した気中の物質を収集するためのミストコレクタと、
前記ワークの加工に係る情報に基づいて、当該ワークの加工の終了タイミングを推定するための推定部と、
前記ドアの開閉操作を受け付けることが可能な操作部と、
前記終了タイミングを含む所定時間内において、前記ミストコレクタによる前記物質の収集処理を開始するためのミストコレクタ制御部とを備え、前記ミストコレクタ制御部は、前記所定時間内において前記操作部が前記ドアの開操作を受け付けたことに基づいて、前記収集処理を開始する、工作機械。
【請求項2】
前記情報は、前記ワークの加工プログラムと、前記ワークの加工スケジュールとの少なくとも一方を含む、請求項1に記載の工作機械。
【請求項3】
前記加工プログラムは、ワークの加工の終了を示す予め定められた命令コードを含み、
前記推定部は、前記加工プログラムから前記予め定められた命令コードを読み出すことで前記終了タイミングを推定する、請求項2に記載の工作機械。
【請求項4】
前記加工スケジュールには、前記ワークの加工の終了予定時刻が規定されており、
前記推定部は、前記加工スケジュールから前記終了予定時刻を読み出すことで前記終了タイミングを推定する、請求項2または3に記載の工作機械。
【請求項5】
前記工作機械は、さらに、
前記扉を駆動するための駆動機構と、
前記収集処理が開始させてから所定時間が経過したことに基づいて、前記ドアの開駆動を開始するためのドア制御部とを備える、請求項1〜4のいずれか1項に記載の工作機械。
【請求項6】
ワークを加工することが可能な工作機械の制御方法であって、
前記工作機械は、
開口を有し、加工エリアを区画形成するためのカバー体と、
前記開口を覆うようにカバー体に設けられているドアと、
前記加工エリアにクーラントを吐出するための吐出部と、
前記吐出部が前記加工エリアにクーラントを吐出することにより発生した気中の物質を収集するためのミストコレクタと
前記ドアの開閉操作を受け付けることが可能な操作部とを備え、
前記制御方法は、
前記ワークの加工に係る情報に基づいて、当該ワークの加工の終了タイミングを推定するステップと、
前記終了タイミングを含む所定時間内において、前記ミストコレクタによる前記物質の収集処理を開始するステップとを備え、前記開始するステップは、前記所定時間内において前記操作部が前記ドアの開操作を受け付けたことに基づいて、前記収集処理を開始することを含む、制御方法。
【請求項7】
ワークを加工することが可能な工作機械の制御プログラムであって、
前記工作機械は、
開口を有し、加工エリアを区画形成するためのカバー体と、
前記開口を覆うようにカバー体に設けられているドアと、
前記加工エリアにクーラントを吐出するための吐出部と、
前記吐出部が前記加工エリアにクーラントを吐出することにより発生した気中の物質を収集するためのミストコレクタと
前記ドアの開閉操作を受け付けることが可能な操作部とを備え、
前記制御プログラムは、前記工作機械に、
前記ワークの加工に係る情報に基づいて、当該ワークの加工の終了タイミングを推定するステップと、
前記終了タイミングを含む所定時間内において、前記ミストコレクタによる前記物質の収集処理を開始するステップとを実行させ、前記開始するステップは、前記所定時間内において前記操作部が前記ドアの開操作を受け付けたことに基づいて、前記収集処理を開始することを含む、制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、工作機械に備えられるミストコレクタを制御するための技術に関する。
【背景技術】
【0002】
工作機械が工具でワークを加工する際には、熱が発生する。この発熱を抑えるために、工作機械は、クーラントをワークに吐出する。このとき、クーラントが気化し、工作機械内においてミストが発生する。
【0003】
発生したミストは、ミストコレクタによって収集される。これに関し、特許第6836683号公報(特許文献1)は、ミストコレクタを備えた工作機械を開示している。当該ミストコレクタは、工作機械内で発生したミストを捕集するためのフィルタを有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第6836683号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ミストコレクタは、工作機械内で発生したミストだけでなく、気中を浮遊するワークの切り屑など様々な微小物質を収集する。ミストコレクタによる微小物質の収集頻度が少ないと、当該微小物質は、工作機械外に漏れてしまうことがある。工作機械外への微小物質の漏れを防ぐためには、ミストコレクタは、ワークの加工中に常に駆動されておくことが好ましい。
【0006】
一方で、ミストコレクタがワークの加工中に常に駆動されると、ミストコレクタの消費電力量が多くなってしまう。そのため、工作機械外への微小物質の漏れを防ぎつつミストコレクタの消費電力量を削減するための技術が望まれている。なお、特許文献1に開示される工作機械は、当該技術に関しては何ら開示していない。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の一例では、ワークを加工することが可能な工作機械は、開口を有し、加工エリアを区画形成するためのカバー体と、上記開口を覆うようにカバー体に設けられているドアと、上記加工エリアにクーラントを吐出するための吐出部と、上記吐出部が上記加工エリアにクーラントを吐出することにより発生した気中の物質を収集するためのミストコレクタと、上記ワークの加工に係る情報に基づいて、当該ワークの加工の終了タイミングを推定するための推定部と、上記終了タイミングを含む所定時間内において、上記ミストコレクタによる上記物質の収集処理を開始するためのミストコレクタ制御部とを備える。
【0008】
本開示の一例では、上記情報は、上記ワークの加工プログラムと、上記ワークの加工スケジュールとの少なくとも一方を含む。
【0009】
本開示の一例では、上記加工プログラムは、ワークの加工の終了を示す予め定められた命令コードを含む。上記推定部は、上記加工プログラムから上記予め定められた命令コードを読み出すことで上記終了タイミングを推定する。
【0010】
本開示の一例では、上記加工スケジュールには、上記ワークの加工の終了予定時刻が規定されている。上記推定部は、上記加工スケジュールから上記終了予定時刻を読み出すことで上記終了タイミングを推定する。
【0011】
本開示の一例では、上記工作機械は、さらに、上記ドアの開閉操作を受け付けることが可能な操作部を備える。上記ミストコレクタ制御部は、上記所定時間内において上記操作部が上記ドアの開操作を受け付けたことに基づいて、上記収集処理を開始する。
【0012】
本開示の一例では、上記工作機械は、さらに、上記扉を駆動するための駆動機構と、上記収集処理が開始させてから所定時間が経過したことに基づいて、上記ドアの開駆動を開始するためのドア制御部とを備える。
【0013】
本開示の他の例では、ワークを加工することが可能な工作機械の制御方法が提供される。上記工作機械は、開口を有し、加工エリアを区画形成するためのカバー体と、上記開口を覆うようにカバー体に設けられているドアと、上記加工エリアにクーラントを吐出するための吐出部と、上記吐出部が上記加工エリアにクーラントを吐出することにより発生した気中の物質を収集するためのミストコレクタとを備える。上記制御方法は、上記ワークの加工に係る情報に基づいて、当該ワークの加工の終了タイミングを推定するステップと、上記終了タイミングを含む所定時間内において、上記ミストコレクタによる上記物質の収集処理を開始するステップとを備える。
【0014】
本開示の他の例では、ワークを加工することが可能な工作機械の制御プログラムが提供される。上記工作機械は、開口を有し、加工エリアを区画形成するためのカバー体と、上記開口を覆うようにカバー体に設けられているドアと、上記加工エリアにクーラントを吐出するための吐出部と、上記吐出部が上記加工エリアにクーラントを吐出することにより発生した気中の物質を収集するためのミストコレクタとを備える。上記制御プログラムは、上記工作機械に、上記ワークの加工に係る情報に基づいて、当該ワークの加工の終了タイミングを推定するステップと、上記終了タイミングを含む所定時間内において、上記ミストコレクタによる上記物質の収集処理を開始するステップとを実行させる。
【0015】
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。
【図面の簡単な説明】
【0016】
図1】工作機械の外観を示す図である。
図2】工作機械内の様子を表わす図である。
図3図2とは異なる方向から工作機械内の様子を表わす図である。
図4】工作機械における駆動機構の構成例を示す図である。
図5図1に示されるミストコレクタの断面図を示す図である。
図6】ミストコレクタの実行状態の変化の一例をグラフで示す図である。
図7】工作機械の機能構成の一例を示す図である。
図8】一例としての加工プログラムを示す図である。
図9】CPU(Central Processing Unit)ユニットのハードウェア構成の一例を示す図である。
図10】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。
図11】工作機械の制御部が実行する処理の一部を表わすフローチャートである。
図12】変形例1に従う工作機械の機能構成の一例を示す図である。
図13】一例としての加工スケジュールを示す図である。
図14】変形例1に従う工作機械の制御部が実行する処理の一部を表わすフローチャートである。
図15】変形例2に従う工作機械の機能構成の一例を示す図である。
図16】変形例2に従う工作機械内の様子を上から表わした図である。
図17】変形例2に従う工作機械を正面から表わした図である。
図18】変形例2に従う工作機械の制御部が実行する処理の一部を表わすフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0017】
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。
【0018】
<A.工作機械100の外観>
図1を参照して、実施の形態に従う工作機械100について説明する。図1は、工作機械100の外観を示す図である。
【0019】
本明細書でいう「工作機械」とは、ワークを加工する機能を備えた種々の装置を包含する概念である。本明細書では、工作機械100の一例として、横形のマシニングセンタを例に挙げて説明を行うが、工作機械100は、これに限定されない。たとえば、工作機械100は、縦形のマシニングセンタであってもよい。あるいは、工作機械100は、旋盤であってもよいし、付加加工機であってもよいし、その他の切削機械や研削機械であってもよい。さらに、工作機械100は、これらを複合した複合機であってもよい。
【0020】
図1に示されるように、工作機械100は、ミストコレクタ40と、カバー体130とを含む。カバー体130は、スプラッシュガードとも呼ばれ、工作機械100の外観を成すとともに、ワークWの加工エリアAR(図2参照)を区画形成している。
【0021】
また、カバー体130には、ドアDRが設けられている。作業者は、ドアDRを開いた状態で加工対象のワークをカバー体130内に設置する。作業者は、ワークの設置が完了するとドアDRを閉じる。
【0022】
ミストコレクタ40は、たとえば、鉛直方向においてカバー体130よりも高い位置に設けられている。図1の例では、ミストコレクタ40は、カバー体130の天井部分に連結されている。ミストコレクタ40は、カバー体130内の気中の物質(以下、「微小物質」ともいう。)を収集し、カバー体130内の微小物質が工作機械100外に漏れることを防ぐ。ミストコレクタ40によって収集される微小物質は、たとえば、クーラントの排出により発生したミストと、ワークの加工により発生した微小な切り屑と、気中を浮遊するその他の異物などを含む。
【0023】
<B.工作機械100の内部構成>
次に、図2および図3を参照して、工作機械100の内部構成について説明する。図2は、工作機械100内の様子を表わす図である。図3は、図2とは異なる方向から工作機械100内の様子を表わす図である。
【0024】
図2および図3に示されるように、工作機械100は、その内部に、クーラントの吐出部125と、主軸頭131と、工具134と、テーブル136と、回収機構150とを含む。主軸頭131は、主軸132と、ハウジング133とを含む。
【0025】
説明の便宜のために、以下では、主軸132の軸方向を「Z軸方向」とも称する。重力方向を「Y軸方向」とも称する。Y軸方向およびZ軸方向の両方に直交する方向を「X軸方向」と称する。
【0026】
カバー体130の天井には開口135が形成されている。上述のミストコレクタ40は、開口135を覆うように設けられる。これにより、ミストコレクタ40は、加工エリアARから開口135を介して気中の微小物質を収集する。
【0027】
吐出部125は、工作機械100内に設けられ、ワークWの加工により生じた切り屑を回収機構150に排出するためにクーラントを吐出する。吐出部125は、1つ以上の吐出機構で構成されている。図2および図3には、吐出部125の一例として、吐出機構125A,125Bが示されている。
【0028】
吐出機構125Aは、主軸頭131に設けられている。吐出機構125Aは、主軸頭131のハウジング133を通じて主軸132の端面からクーラントを吐出するサイドスルー仕様であってもよいし、主軸頭131の主軸中心を通じて主軸頭131に保持された工具の刃先からクーラントを吐出するセンタースルー仕様であってもよい。吐出機構125Aは、主に、ワークの加工点にクーラントを吐出することにより、主軸132および工具134に付着した切り屑を除去したり、ワークの加工点の発熱を抑えたりする。吐出機構125Aは、X軸方向を回転軸とした回転方向(すなわち、A軸方向)に駆動可能に構成されるとともに、Z軸方向を回転軸とした回転方向(すなわち、C軸方向)に駆動可能に構成される。これにより、吐出機構125Aは、A軸方向およびC軸方向におけるクーラントの吐出方向を変える。
【0029】
吐出機構125Bは、吐出機構125Aよりも上方に設けられている。吐出機構125Bは、たとえば、カバー体130の天井部分に取り付けられる。吐出機構125Bは、主に、カバー体130から加工エリアARの全体にクーラントを吐出する。
【0030】
主軸132は、ハウジング133の内部に設けられている。主軸132には、被加工物であるワークWを加工するための工具が装着される。図2および図3の例では、ワークWのミーリング加工に用いられる工具134が主軸132に装着されている。
【0031】
回収機構150は、ワークWの加工によって生じた切り屑を加工エリアARの外へ排出する。また、回収機構150は、吐出部125から加工エリアARに吐出されたクーラントを回収する。
【0032】
<C.工作機械100の駆動機構>
次に、図4を参照して、工作機械100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100における駆動機構の構成例を示す図である。
【0033】
図4に示されるように、工作機械100は、制御部50と、ポンプ109と、モータドライバ111A,111R,111X〜111Zと、モータ112A,112R,112X〜112Zと、移動体113と、吐出機構125A,125Bと、主軸頭131と、工具134と、テーブル136とを含む。
【0034】
本明細書でいう「制御部50」とは、工作機械100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。図4の例では、制御部50は、PLC(Programmable Logic Controller)としてのCPUユニット20と、CNCユニット30とで構成されている。CPUユニット20およびCNCユニット30は、通信経路B(たとえば、フィールドバスまたはLANケーブルなど)を介して互いに通信を行う。
【0035】
CPUユニット20は、予め設計されているPLCプログラムに従って、工作機械100内の各種ユニットを制御する。当該PLCプログラムは、たとえば、ラダープログラムで記述されている。
【0036】
一例として、CPUユニット20は、PLCプログラムに従って、ミストコレクタ40内のモータドライバ111Mを制御する。モータドライバ111Mは、モータ112Mの目標回転速度の入力をCPUユニット20から受け、モータ112Mを制御する。これにより、ミストコレクタ40の駆動のオン/オフ、およびミストコレクタ40によるミストの吸引量などが制御される。なお、モータ112M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。
【0037】
他の例として、CPUユニット20は、PLCプログラムに従って、ポンプ109を制御し、吐出部125によるクーラントの吐出を制御する。これにより、クーラントの吐出のオン/オフ、およびクーラントの吐出量などが制御される。
【0038】
他の例として、CPUユニット20は、PLCプログラムに従って、モータドライバ111Aを制御する。モータドライバ111Aは、モータ112Aの目標回転速度の入力をCPUユニット20から受け、モータ112Aを制御する。これにより、回収機構150の駆動のオン/オフ、および回収機構150による切り屑の搬送速度などが制御される。なお、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。
【0039】
CNCユニット30は、CPUユニット20からの加工開始指令を受けたことに基づいて、予め設計されている加工プログラムの実行を開始する。当該加工プログラムは、たとえば、NC(Numerical Control)プログラムで記述されている。CNCユニット30は、当該加工プログラムに従ってモータドライバ111R,111X〜111Zを制御し、テーブル136に固定されているワークWを加工する。
【0040】
モータドライバ111Rは、CNCユニット30から目標回転速度の入力を逐次的に受け、モータ112Rを制御する。モータ112Rは、Z軸方向を中心として主軸132を回転駆動する。モータ112R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。
【0041】
モータ112Rがサーボモータである場合、モータドライバ111Rは、モータ112Rの回転角度を検知するためのエンコーダ(図示しない)のフィードバック信号からモータ112Rの実回転速度を算出する。そして、モータドライバ111Rは、算出した実回転速度が目標回転速度よりも小さい場合にはモータ112Rの回転速度を上げ、算出した実回転速度が目標回転速度よりも大きい場合にはモータ112Rの回転速度を下げる。このように、モータドライバ111Rは、モータ112Rの回転速度のフィードバックを逐次的に受けながらモータ112Rの回転速度を目標回転速度に近付ける。
【0042】
モータドライバ111Xは、CNCユニット30から目標位置の入力を逐次的に受け、モータ112Xを制御する。モータ112Xは、主軸頭131が取り付けられている移動体113をボールネジ(図示しない)を介して送り駆動し、X方向の任意の位置に主軸132を移動する。モータドライバ111Xによるモータ112Xの制御方法は、モータドライバ111Rと同様であるので、その説明については繰り返さない。なお、モータ112X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。
【0043】
モータドライバ111Yは、CNCユニット30から目標位置の入力を逐次的に受け、モータ112Yを制御する。モータ112Yは、主軸頭131が取り付けられている移動体113をボールネジ(図示しない)を介して送り駆動し、Y方向の任意の位置に主軸132を移動する。モータドライバ111Yによるモータ112Yの制御方法は、モータドライバ111Rと同様であるので、その説明については繰り返さない。なお、モータ112Y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。
【0044】
モータドライバ111Zは、CNCユニット30から目標位置の入力を逐次的に受け、モータ112Zを制御する。モータ112Zは、主軸頭131が取り付けられている移動体113をボールネジ(図示しない)を介して送り駆動し、Z方向の任意の位置に主軸132を移動する。モータドライバ111Zによるモータ112Zの制御方法は、モータドライバ111Rと同様であるので、その説明については繰り返さない。なお、モータ112Z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。
【0045】
<D.ミストコレクタ40の内部構造>
次に、図5を参照して、ミストコレクタ40内の内部構造について説明する。図5は、図1に示されるミストコレクタ40の断面図を示す図である。
【0046】
ミストコレクタ40は、ハウジング52を含む。ハウジング52は、吸気口として機能する開口135を有する。ミストコレクタ40は、加工エリアAR内の気中の微小物質を、開口135を介してハウジング52内に導く。
【0047】
ハウジング52の内部は、第1フィルタリングエリア52Aと、第2フィルタリングエリア52Bとに分けられている。加工エリアARから収集された微小物質は、第1フィルタリングエリア52Aおよび第2フィルタリングエリア52Bを順に通過する。
【0048】
第1フィルタリングエリア52Aは、筒状部分55Aと、筒状部分55Bとで構成されている。筒状部分55Aは、筒状部分55Bと連結している。筒状部分55Aおよび筒状部分55Bは、軸AXを中心軸として同軸上に配置されている。
【0049】
以下では、軸AXの直交方向を「径方向」とも称する。典型的には、径方向における筒状部分55Aの内径は、径方向における筒状部分55Bの内径よりも長い。
【0050】
第1フィルタリングエリア52Aには、シャフト54が収容されている。シャフト54には、回転フィルタ56およびファン57が固定されている。シャフト54は、上述のモータ112Mに接続されており、軸AXを中心として回転可能に構成されている。これにより、シャフト54は、回転軸として機能し、回転フィルタ56およびファン57を連動して回転する。
【0051】
回転フィルタ56は、ハウジング52の筒状部分55Aに収容されている。回転フィルタ56の径方向は、筒状部分55Aの内面と直交している。ここでいう「直交」とは、90度だけでなく、略90度も含み得る概念である。すなわち、回転フィルタ56の径方向と、筒状部分55Aの内面とが成す角度は、90度であってもよいし、略90度(たとえば、85度以上95度以下)であってもよい。
【0052】
ファン57は、ハウジング52の筒状部分55Bに収容されている。ファン57は、回転フィルタ56を通過する気流を発生させるための動翼として機能する。すなわち、ファン57が回転することで、加工エリアAR内の微小物質は、回転フィルタ56に導かれる。回転フィルタ56は、遠心力を利用して衝突した微小物質を径方向に飛ばす。これにより、当該微小物質は、回転フィルタ56に捕集される。回転フィルタ56によって捕集された微小物質は、たとえば、工作機械100内に戻される。
【0053】
また、ハウジング52の筒状部分55Bには、洗浄機構90が収容されている。洗浄機構90は、回転フィルタ56に流体を吐出することにより回転フィルタ56を洗浄するための機構である。
【0054】
洗浄機構90は、軸AXの軸方向において、回転フィルタ56とファン57との間に配置されている。異なる言い方をすれば、洗浄機構90は、回転フィルタ56を通過する気流の方向において回転フィルタ56よりも下流側で、かつ、ファン57を通過する気流の方向においてファン57よりも上流側に配置されている。
【0055】
洗浄機構90には、工作機械100に併設されたクーラントタンク(図示しない)からクーラントが供給される。洗浄機構90に供給されたクーラントは、洗浄機構90の吐出口を通じて、回転フィルタ56に吐出される。これにより、洗浄機構90は、回転フィルタ56の下流側に付着している微小物質を回転フィルタ56の上流側から除去する。除去された微小物質は、上述の開口135を通じて工作機械100の加工エリアARに戻される。
【0056】
なお、洗浄機構90から回転フィルタ56に吐出される流体は、クーラントに限られず、たとえば、エアーであってもよい。
【0057】
第2フィルタリングエリア52Bには、多層フィルタ70が収容されている。多層フィルタ70は、回転フィルタ56とは異なり不動である。多層フィルタ70は、回転フィルタ56を通過した微小物質を捕集する。
【0058】
以上のように、加工エリアARからミストコレクタ40に吸引された微小物質は、回転フィルタ56、ファン57、多層フィルタ70の順に通過する。これにより、微小物質が除去された空気が排気口72から排気される。
【0059】
<E.微小物質の収集処理の実行タイミング>
次に、図6を参照して、ミストコレクタ40による微小物質の収集処理を実行するタイミングについて説明する。図6は、ミストコレクタ40の実行状態の変化の一例をグラフで示す図である。
【0060】
図6に示されるグラフの横軸は、時間を示す。図6に示されるグラフの縦軸は、ミストコレクタ40の実行状態を示す。図6の例では、ミストコレクタ40による微小物質の収集処理が実行されている状態が「ON」として示されており、ミストコレクタ40による微小物質の収集処理が実行されていない状態が「OFF」として示されている。
【0061】
作業者は、ワークの加工が完了した後において工作機械100のドアDRを開き、工作機械100から加工済みのワークを取り出す。このとき、微小物質が工作機械100内に残っていると、微小物質は、工作機械100の外に漏れてしまう。そこで、工作機械100は、ワークの加工終了タイミングを基準としてミストコレクタ40をONにするタイミングを決定する。
【0062】
ワークの加工が完了してからドアDRが開かれるまでにはある程度時間がある。そのため、ミストコレクタ40をONにするタイミングがワークの加工終了タイミングを基準として決定されることで、工作機械100は、機内の微小物質が外に漏れることを防ぐことができる。
【0063】
また、ミストコレクタ40をONにするタイミングがワークの加工終了タイミングを基準として決定されることで、ミストコレクタ40による微小物質の実行頻度を減らすことができる。結果として、ミストコレクタ40の消費電力量が削減される。
【0064】
より具体的な例として、タイミング「T0」において、工作機械100によるワークの加工が開始されたとする。このことに基づいて、工作機械100は、ワークの加工に係る情報(以下、「加工情報」ともいう。)を取得する。加工情報とは、ワークの加工順序を少なくとも規定している情報を意味する。一例として、当該加工情報は、ワークの加工プログラムと、ワークの加工スケジュールとの少なくとも一方を含む。
【0065】
工作機械100は、取得した加工情報に基づいて、ワークの加工が終了するタイミング「T1」を推定する。なお、当該終了タイミングの推定処理は、タイミング「T0」の前に予め実行されていてもよいし、タイミング「T0」と同タイミングにおいて実行されていてもよいし、タイミング「T0」の後からワークの加工が終了するまでの間に実行されていてもよい。
【0066】
その後、工作機械100は、ワークの加工が終了するタイミング「T1」を含む所定時間「ΔT」内において、ミストコレクタ40による微小物質の収集処理を開始する。より具体的には、まず、工作機械100は、ワークの加工が終了するタイミング「T1」に基づいて、ミストコレクタ40のONタイミング「T1’」として決定する。このとき、工作機械100は、加工終了タイミング「T1」の一定時間前をミストコレクタ40のONタイミング「T1’」として決定してもよいし、加工終了タイミング「T1」と同タイミングをミストコレクタ40のONタイミング「T1’」として決定してもよいし、加工終了タイミング「T1」の一定時間後をミストコレクタ40のONタイミング「T1’」として決定してもよい。その後、工作機械100は、ミストコレクタ40のONタイミング「T1’」が到来したことに基づいて、ミストコレクタ40による微小物質の収集処理を開始する。
【0067】
次に、工作機械100は、タイミング「T1’」から一定時間が経過したタイミング「T2」において、ミストコレクタ40をOFFにする。タイミング「T1’」からタイミング「T2」までの時間の長さは、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。
【0068】
<F.工作機械100の機能構成>
次に、図7および図8を参照して、工作機械100の機能構成について説明する。図7は、工作機械100の機能構成の一例を示す図である。
【0069】
工作機械100の制御部50は、機能構成として、加工制御部152と、推定部154と、ミストコレクタ制御部156とを含む。以下では、加工制御部152、推定部154、およびミストコレクタ制御部156の機能について順に説明する。
【0070】
なお、各機能構成の配置は、任意である。図7に示される機能構成の一部または全部は、上述のCPUユニット20に実装されてもよいし、上述のCNCユニット30に実装されてもよい。
【0071】
(F1.加工制御部152)
まず、図8を参照して、加工制御部152の機能について説明する。図8は、一例としての加工プログラム322を示す図である。
【0072】
加工制御部152は、たとえば、上述のCNCユニット30に実装される。加工制御部152は、加工プログラム322に従って上述のモータドライバ111R,111X〜111Zを制御し、ワークを加工する。
【0073】
加工プログラム322には、工作機械100の加工に係る様々な命令が規定されている。一例として、加工プログラム322は、早送り加工を実行するための命令コードを含む。「早送り」とは、工作機械100で設定可能な範囲内の最大速度で主軸132を駆動する制御を意味する。当該最大速度は、工作機械100の機種などに依存し、工作機械100ごとに予め設定されている。典型的には、加工プログラム322において「G00」のGコードが実行された場合に、主軸132は、早送りで駆動される。一例として、図8の破線D1には、「G00」の命令コードが示されている。早送り指令である「G00」には、移動先の座標値(X,Y,Z)が規定されている。
【0074】
他の例として、加工プログラム322は、切削送り加工を実行するための命令コードを含む。「切削送り」とは、指定された送り速度で主軸132を駆動する制御を意味する。典型的には、切削送り時における主軸132の送り速度は、早送り時における主軸132の送り速度よりも遅い。切削送りの速度は、加工プログラム322上で指定される。一例として、加工プログラム322において「G01」〜「G03」のGコードが実行された場合に、主軸132は、切削送りで駆動される。一例として、図8の破線D2には、「G01」の命令コードが示されている。切削送り指令である「G01」〜「G03」には、移動先の座標値(X,Y,Z)が規定されている。
【0075】
他の例として、加工プログラム322は、加工の終了を示す命令コードを含む。加工の終了を示す命令コードとは、たとえば、主軸132の回転の停止処理などを実行するためのコードである。加工の終了を示す命令コードは、たとえば、「M02」、「M30」などのMコード、または予め決められたその他の命令コードを含む。一例として、図8の破線D3には、「M30」の命令コードが示されている。加工制御部152は、加工の終了を示す命令コードを実行した場合に、主軸132の回転やクーラントの吐出などの加工に係る各種処理の実行を停止する。
【0076】
(F2.推定部154)
引き続き図8を参照して、図7に示される推定部154の機能について説明する。推定部154は、上述のCPUユニット20に実装されてもよいし、上述のCNCユニット30に実装されてもよい。
【0077】
推定部154は、ワークの加工プログラム322に基づいて、当該ワークの加工終了タイミングを推定する。上述のように、加工プログラム322は、ワークの加工終了を示す命令コード(以下、「終了コード」ともいう。)を含む。推定部154は、加工プログラム322から終了コードを読み出すことでワークの加工終了タイミングを推定する。加工プログラム322から読み出される終了コードの種類は、予め設定されてもよいし、ユーザによって任意に設定されてもよい。
【0078】
より具体的な処理として、推定部154は、加工プログラム322を参照して、現在実行中の命令コードと、加工プログラム322に規定される終了コードとを読み出す。次に、推定部154は、実行中の命令コードと終了コードとの間に規定される各命令コードを加工プログラム322から抽出する。その後、推定部154は、当該抽出した各命令コードを実行するのに要する時間(以下、「実行時間」ともいう。)を積算し、現在時刻に当該積算した時間を加算することで加工の終了タイミングを推定する。各命令コードの実行時間は、たとえば、過去の加工の際に履歴として記録されていてもよいし、加工プログラム322の設計者などによって予め設定されていてもよい。
【0079】
なお、上述では、推定部154が加工プログラム322に規定される終了コードから加工の終了タイミングを推定する例について説明を行ったが、加工終了タイミングの推定方法は、これに限定されない。
【0080】
ある局面では、工作機械100は、同じ種類のワークを繰り返し加工する。この場合、工作機械100は、1つの加工プログラムを繰り返し実行する。たとえば、図8に示される加工プログラム322が繰り返し実行される場合、工作機械100は、加工プログラム322を1回目に実行した時に、加工プログラム322の実行時間を履歴として記憶しておく。その後、加工プログラム322が再び実行された場合には、推定部154は、履歴情報を参照して加工プログラム322の実行時間を取得する。次に、推定部154は、加工プログラム322の実行開始タイミングに当該取得した実行時間を加算する。そして、推定部154は、当該加算結果が示すタイミングを加工の終了タイミングとして推定する。
【0081】
(F3.ミストコレクタ制御部156)
次に、上述の図6を参照して、図7に示されるミストコレクタ制御部156の機能について説明する。ミストコレクタ制御部156は、上述のCPUユニット20に実装されてもよいし、上述のCNCユニット30に実装されてもよい。
【0082】
ミストコレクタ制御部156は、推定部154によって推定された加工終了タイミングに基づいて、ミストコレクタ40をONにするタイミングを決定する。
【0083】
より具体的には、ミストコレクタ制御部156は、ワークの加工が終了するタイミング「T1」を基準とした所定時間「ΔT」の範囲内でミストコレクタ40のONタイミング「T1’」を決定する。
【0084】
ある局面において、ミストコレクタ制御部156は、加工終了タイミング「T1」の一定時間前をミストコレクタ40のONタイミング「T1’」として決定する。他の局面において、ミストコレクタ制御部156は、加工終了タイミング「T1」をミストコレクタ40のONタイミング「T1’」として決定する。他の局面において、ミストコレクタ制御部156は、加工終了タイミング「T1」の一定時間後をミストコレクタ40のONタイミング「T1’」として決定する。
【0085】
その後、ミストコレクタ制御部156は、決定したタイミング「T1’」が到来したことに基づいて、上述のモータドライバ111Mに駆動開始指令を出力する。モータドライバ111は、当該駆動開始指令を受けたことに基づいて、ミストコレクタ40のモータ112Mの回転を開始する。これにより、工作機械100内に浮遊する微小物質がミストコレクタ40によって収集される。
【0086】
好ましくは、ミストコレクタ制御部156は、気中の微小物質の量に応じてモータ112Mの回転速度を制御する。より具体的には、気中の微小物質の量が多いほど、ミストコレクタ制御部156は、モータ112Mの回転速度を速くする。異なる言い方をすれば、ミストコレクタ制御部156は、気中の微小物質の量が少ないほどモータ112Mの回転速度を遅くする。気中の微小物質の量は、たとえば、ワークの加工に要した時間から推定されてもよいし、カメラなどを用いて推定されてもよい。
【0087】
<G.CPUユニット20のハードウェア構成>
次に、図9を参照して、図4に示されるCPUユニット20のハードウェア構成について説明する。図9は、CPUユニット20のハードウェア構成の一例を示す図である。
【0088】
CPUユニット20は、制御回路201と、ROM(Read Only Memory)202と、RAM(Random Access Memory)203と、通信インターフェイス204,205と、補助記憶装置220とを含む。これらのコンポーネントは、内部バス209に接続される。
【0089】
制御回路201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GPU(Graphics Processing Unit)、少なくとも1つのASIC(Application Specific Integrated Circuit)、少なくとも1つのFPGA(Field Programmable Gate Array)、またはそれらの組み合わせなどによって構成され得る。
【0090】
制御回路201は、制御プログラム222などの各種プログラムを実行することでCPUユニット20の動作を制御する。制御プログラム222は、工作機械100内の各種装置を制御するための命令を規定している。制御回路201は、制御プログラム222の実行命令を受け付けたことに基づいて、補助記憶装置220またはROM202からRAM203に制御プログラム222を読み出す。RAM203は、ワーキングメモリとして機能し、制御プログラム222の実行に必要な各種データを一時的に格納する。
【0091】
通信インターフェイス204は、LAN(Local Area Network)ケーブル、WLAN(Wireless LAN)、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、CPUユニット20は、通信インターフェイス305を介して、上述のポンプ109、上述のモータドライバ111A,111Mなどの外部機器との通信を実現する。
【0092】
通信インターフェイス205は、フィールドバスに接続される各種ユニットとの通信を実現するためのインターフェイスである。当該フィールドバスに接続されるユニットの一例として、CNCユニット30やI/Oユニット(図示しない)などが挙げられる。
【0093】
補助記憶装置220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220は、制御プログラム222などの各種情報を格納する。一例として、制御プログラム222は、たとえば、上述の洗浄機構90によるクーラントの吐出量/吐出圧を指定するための命令コード、上述の洗浄機構90によるクーラントの吐出のON/OFFを指定するための命令コードを含む。他の例として、制御プログラム222は、ミストコレクタ40内の回転フィルタ56の回転のON/OFFを指定するための命令コード、ミストコレクタ40内の回転フィルタ56の回転速度を指定するための命令コードを含む。他の例として、制御プログラム222は、上述の吐出部125によるクーラントの吐出量/吐出圧を指定するための命令コード、上述の吐出部125によるクーラントの吐出のON/OFFを指定するための命令コードを含む。
【0094】
制御プログラム222の格納場所は、補助記憶装置220に限定されず、制御回路201の記憶領域(たとえば、キャッシュメモリ)、ROM202、RAM203、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。
【0095】
なお、制御プログラム222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制御プログラム222の趣旨を逸脱するものではない。さらに、制御プログラム222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つのサーバーが制御プログラム222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CPUユニット20が構成されてもよい。
【0096】
<H.CNCユニット30のハードウェア構成>
次に、図10を参照して、図4に示されるCNCユニット30のハードウェア構成について説明する。図10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。
【0097】
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。
【0098】
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。
【0099】
制御回路301は、加工プログラム322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。制御回路301は、加工プログラム322の実行命令を受け付けたことに基づいて、ROM302からRAM303に加工プログラム322を読み出す。RAM303は、ワーキングメモリとして機能し、加工プログラム322の実行に必要な各種データを一時的に格納する。
【0100】
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を介してCPUユニット20との通信を実現する。また、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、モータドライバ111R,111X〜111Zなど)との通信を実現する。
【0101】
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などを格納する。加工プログラム322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。
【0102】
<I.制御フロー>
次に、図11を参照して、ミストコレクタ40の制御フローについて説明する。図11は、工作機械100の制御部50が実行する処理の一部を表わすフローチャートである。
【0103】
図11に示される処理は、工作機械100の制御部50が制御プログラムを実行することにより実現される。他の局面において、処理の一部または全部が、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。
【0104】
ステップS110において、制御部50は、上述の加工制御部152として機能し、ワークの加工が開始されたか否かを判断する。一例として、制御部50は、加工プログラム322の実行が開始されたことに基づいて、ワークの加工が開始されたと判断する。制御部50は、ワークの加工が開始されたと判断した場合(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。
【0105】
ステップS112において、制御部50は、上述の推定部154として機能し、ワークの加工に係る情報(すなわち、加工情報)を取得する。制御部50は、当該取得した加工情報に基づいて、ワークの加工終了タイミングを推定する。
【0106】
ステップS114において、制御部50は、上述のミストコレクタ制御部156として機能し、ステップS112で決定されたワークの加工終了タイミングに基づいて、ミストコレクタ40をONにするタイミングを決定する。このとき、制御部50は、当該加工終了タイミングを含む所定時間内の一タイミングを、ミストコレクタ40をONにするタイミングとして決定する。
【0107】
ある局面において、制御部50は、加工終了タイミングの一定時間前をミストコレクタ40のONタイミングとして決定する。他の局面において、制御部50は、加工終了タイミングをミストコレクタ40のONタイミングとして決定する。この場合、加工終了タイミングがミストコレクタ40のONタイミングと同じとなるので、ステップS114の処理は省略されてもよい。他の局面において、制御部50は、加工終了タイミングの一定時間後をミストコレクタ40のONタイミングとして決定する。
【0108】
ステップS120において、制御部50は、ステップS114で決定されたミストコレクタ40のONタイミングが到来したか否かを判断する。制御部50は、ミストコレクタ40のONタイミングが到来したと判断した場合(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、ステップS120の処理を再び実行する。
【0109】
ステップS122において、制御部50は、上述のミストコレクタ制御部156として機能し、ミストコレクタ40をONにする。これにより、ミストコレクタ40は、微小物質の収集処理を開始する。
【0110】
ステップS130において、制御部50は、上述のミストコレクタ制御部156として機能し、ミストコレクタ40による微小物質の収集処理が開始されてから一定時間が経過したか否かを判断する。制御部50は、当該収集処理が開始されてから一定時間が経過したと判断した場合(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、ステップS130の処理を再び実行する。
【0111】
ステップS132において、制御部50は、上述のミストコレクタ制御部156として機能し、ミストコレクタ40をOFFにする。これにより、ミストコレクタ40は、微小物質の収集処理を停止する。
【0112】
<J.変形例1>
次に、図12図14を参照して、工作機械100の変形例1について説明する。
【0113】
工作機械の種類によっては、ワークの自動搬送装置を備える工作機械がある。当該自動搬送装置は、予め設定された加工スケジュールに従って、工作機械100に加工対象のワークを順次搬送する。ワークは、たとえば、自走式のロボットなどによって搬送される。
【0114】
上述の工作機械100は、ワークの加工プログラム322に基づいて、加工の終了タイミングを推定していた。これに対して、本変形例に従う工作機械100Aは、ワークの加工スケジュールに基づいて、加工の終了タイミングを推定する。
【0115】
工作機械100Aのハードウェア構成などは上述の工作機械100と同じであるので、以下では、それらの説明については繰り返さない。
【0116】
(J1.機能構成)
まず、図12を参照して、工作機械100Aの機能構成について説明する。図12は、工作機械100Aの機能構成の一例を示す図である。
【0117】
工作機械100Aの制御部50は、機能構成として、加工制御部152Aと、推定部154Aと、ミストコレクタ制御部156とを含む。ミストコレクタ制御部156の機能については上述の図7で説明した通りであるので、その説明については繰り返さない。
【0118】
加工制御部152Aは、たとえば、上述のCNCユニット30に実装される。加工制御部152Aは、加工スケジュール324に従って上述のモータドライバ111R,111X〜111Zを制御し、ワークを加工する。
【0119】
図13は、一例としての加工スケジュール324を示す図である。加工制御部152Aは、たとえば、加工スケジュール324を外部装置から受信する。加工スケジュール324は、工作機械100Aの記憶装置120に格納される。
【0120】
加工スケジュール324には、工作機械400におけるワークの加工タスクが規定される。図13の例では、加工スケジュール324は、加工予定の各ワークの識別情報と、当該ワークの加工を開始する予定時刻と、当該ワークの加工を終了する予定時刻と、当該ワークの加工プログラムとを互いに関連付けている。加工スケジュール324は、たとえば、作業者によって予め登録される。
【0121】
加工制御部152Aは、上述の加工スケジュール324に規定されるワークの加工予定開始時刻が到来したことに基づいて、当該加工予定開始時刻に対応付けられている加工プログラムを取得する。その後、加工制御部152Aは、当該取得した加工プログラムに従って、上述のモータドライバ111R,111X〜111Zを制御し、ワークを加工する。
【0122】
推定部154Aは、加工スケジュール324からワークの終了予定時刻を読み出ことでワーク加工の終了タイミングを推定する。当該読み出された終了予定時刻は、ミストコレクタ制御部156に出力される。
【0123】
(J2.制御フロー)
次に、図14を参照して、工作機械100Aによるミストコレクタ40の制御フローについて説明する。図14は、工作機械100Aの制御部50が実行する処理の一部を表わすフローチャートである。
【0124】
図14に示される処理は、工作機械100Aの制御部50が制御プログラムを実行することにより実現される。他の局面において、処理の一部または全部が、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。
【0125】
なお、図14に示されるステップS114,S120,S122,S130,132の処理については上述の図11で説明した通りである。したがって、以下では、これらの処理の説明については繰り返さない。
【0126】
ステップS110Aにおいて、制御部50は、上述の加工制御部152Aとして機能し、上述の加工スケジュール324を参照して、ワークの加工予定開始時刻が到来したか否かを判断する。制御部50は、ワークの加工予定開始時刻が到来したと判断した場合(ステップS110AにおいてYES)、制御をステップS112Aに切り替える。そうでない場合には(ステップS110AにおいてNO)、制御部50は、ステップS110Aの処理を再び実行する。
【0127】
ステップS112Aにおいて、制御部50は、上述の推定部154Aとして機能し、加工スケジュール324を参照して、加工対象のワークについて加工の終了予定時刻を読み出す。当該読み出された終了予定時刻は、ワーク加工の終了タイミングとして推定される。
【0128】
<K.変形例2>
次に、図15図18を参照して、工作機械100の変形例2について説明する。
【0129】
上述の工作機械100は、ワーク加工の終了タイミングを推定し、当該終了タイミングに基づいて、ミストコレクタ40をONにするタイミングを決定していた。これに対して、本変形例に従う工作機械100Bは、ワーク加工の終了タイミングだけでなく、上述のドアDRに対する開閉操作に依存して、ミストコレクタ40をONにする。
【0130】
工作機械100Bのハードウェア構成などは上述の工作機械100と同じであるので、以下では、それらの説明については繰り返さない。
【0131】
(K1.機能構成)
まず、図15図17を参照して、工作機械100Bの機能構成について説明する。図15は、工作機械100Bの機能構成の一例を示す図である。
【0132】
工作機械100Bの制御部50は、機能構成として、加工制御部152と、推定部154と、ドア制御部155と、ミストコレクタ制御部156Bとを含む。加工制御部152および推定部154の機能については上述の図7で説明した通りであるので、それらの説明については繰り返さない。
【0133】
ドア制御部155は、工作機械100BのドアDRの開閉を制御する。図16は、工作機械100B内の様子を上から表わした図である。図17は、工作機械100Bを正面から表わした図である。
【0134】
図16および図17に示されるように、工作機械100Bのカバー体130には、ドアDRが設けられている。ドアDRは、ワークの加工エリアARと作業者Uの作業エリアとの間を区切る。作業者Uは、作業エリアにおいてワークの段取り作業を行う。段取り作業とは、加工対象のワークWをパレットPTに取り付ける作業や、加工済みのワークWをパレットPTから取り外す作業などを意味する。
【0135】
工作機械100Bは、ドアDRの開閉操作を受け付けることが可能な開閉ボタンBT(操作部)を備える。ドアDRは、たとえば、サーボモータなどの駆動源によって駆動される。ドア制御部155は、開閉ボタンBTに対するドアDRの開操作を受けたことに基づいて、工作機械100BのドアDRを開く。工作機械100BのドアDRが開いたことに基づいて、作業者Uは、加工対象のワークWをパレットPTに取り付ける。
【0136】
作業者Uは、ワークWの取り付け作業が完了すると、開閉ボタンBTに対して閉操作を行う。このことに基づいて、ドア制御部155は、工作機械100BのドアDRを閉める。その後、工作機械100Bは、ワークWの加工を開始する。
【0137】
次に、作業者Uは、ワークWの加工が完了したことに基づいて、開閉ボタンBTに対して開操作を行う。このことに基づいて、ドア制御部155は、工作機械100BのドアDRを開く。
【0138】
このとき、微小物質が工作機械100B内に残っていると、当該微小物質は、工作機械100Bの外に漏れてしまう可能性がある。そこで、ミストコレクタ制御部156Bは、ワーク加工の終了タイミングを含む所定時間内において、開閉ボタンBTがドアDRの開操作を受け付けたことに基づいて、ミストコレクタ40による微小物質の収集処理を開始する。これにより、工作機械100Bは、微小物質が工作機械100Bの外に漏れることを防ぐ。
【0139】
好ましくは、ドア制御部155は、ワーク加工の終了タイミングを含む所定時間内において、開閉ボタンBTがドアDRの開操作を受け付けた場合には、直ぐにはドアDRを開かない。一例として、ドア制御部155は、ミストコレクタ40による微小物質記収集処理が開始させてから所定時間(たとえば、1分以上5分未満)が経過したことに基づいて、ドアDRの開駆動を開始する。これにより、工作機械100Bは、ミストコレクタ40による微小物質の収集処理が完了する前にドアDRが開くことを防止できる。結果として、工作機械100Bは、微小物質が工作機械100Bの外に漏れることを確実に防ぐことができる。
【0140】
なお、上述では、ドアDRがモータなどの駆動源によって駆動される例について説明を行ったが、ドアDRは、手動で開閉可能に構成されてもよい。この場合、ミストコレクタ制御部156Bは、図16および図17に示される開閉センサC1からドアDRの開閉状態を取得する。
【0141】
開閉センサC1は、たとえば、工作機械100Bのカバー体130に設けられており、ドアDRの開閉状態を検知する。開閉センサC1は、磁気センサであってもよいし、光学センサであっってもよいし、超音波センサであってもよい。
【0142】
開閉センサC1は、たとえば、無線通信機能を有する。ドアDRが開いている場合には、開閉センサC1は、開状態を示す信号をミストコレクタ制御部156Bに出力する。一方で、ドアDRが閉じている場合には、開閉センサC1は、閉状態を示す信号をミストコレクタ制御部156Bに出力する。
【0143】
(K2.制御フロー)
次に、図18を参照して、工作機械100Bによるミストコレクタ40の制御フローについて説明する。図18は、工作機械100Bの制御部50が実行する処理の一部を表わすフローチャートである。
【0144】
図18に示される処理は、工作機械100Bの制御部50が制御プログラムを実行することにより実現される。他の局面において、処理の一部または全部が、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。
【0145】
なお、図18に示されるステップS110,S112,S114,S122,S130,132の処理については上述の図11で説明した通りである。したがって、以下では、これらの処理の説明については繰り返さない。
【0146】
ステップS116において、制御部50は、ステップS114で決定されたミストコレクタ40のONタイミングが到来する前において、工作機械100BのドアDRの開操作を受け付けたか否かを判断する。当該開操作は、たとえば、上述の開閉ボタンBTで受け付けられてもよいし、工作機械100Bに対する各種操作を受け付ける操作盤(図示しない)で受け付けられてもよい。制御部50は、ステップS114で決定されたミストコレクタ40のONタイミングが到来する前において、工作機械100BのドアDRの開操作を受け付けたと判断した場合(ステップS116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S116においてNO)、制御部50は、制御をステップS120に切り替える。
【0147】
ステップS120において、制御部50は、ステップS114で決定されたミストコレクタ40のONタイミングが到来したか否かを判断する。制御部50は、当該ONタイミングが到来したと判断した場合(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、ステップS116に制御を戻す。
【0148】
ステップS140において、制御部50は、ステップS116においてドアDRの開操作を受け付けているか否かを判断する。制御部50は、ステップS116においてドアDRの開操作を受け付けていると判断した場合(ステップS140においてYES)、制御をステップS142に切り替える。そうでない場合には(ステップS140においてNO)、図18に示される処理を終了する。
【0149】
ステップS142において、制御部50は、上述のドア制御部155として機能し、工作機械100BのドアDRを開く。
【0150】
以上のように、制御部50は、ドアDRの開操作を受け付けた直後にドアDRを開くのではなく、ミストコレクタ40による微小物質の収集処理が終わったことに基づいて、ドアDRを開く。気中の微小物質が工作機械100Bの外に漏れることをより確実に防ぐことができる。
【0151】
<L.まとめ>
以上のようにして、工作機械100は、ワークの加工情報に基づいて、ワークの加工が終了するタイミング「T1」を推定する。その後、工作機械100Bは、タイミング「T1」を含む所定時間「ΔT」内において、ミストコレクタ40による微小物質の収集処理を開始する。
【0152】
ワークの加工が完了してから工作機械100BのドアDRが開かれるまでにはある程度時間がある。そのため、ミストコレクタ40をONにするタイミングがワークの加工終了タイミングを基準として決定されることで、工作機械100Bは、機内の微小物質が外に漏れることを防ぐことができる。
【0153】
また、ミストコレクタ40をONにするタイミングがワークの加工終了タイミングを基準として決定されることで、ミストコレクタ40による微小物質の実行頻度を減らすことができる。結果として、ミストコレクタ40の消費電力量が削減される。
【0154】
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特許請求の範囲によって示され、特許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。
【符号の説明】
【0155】
20 CPUユニット、30 CNCユニット、40 ミストコレクタ、50 制御部、52 ハウジング、52A 第1フィルタリングエリア、52B 第2フィルタリングエリア、54 シャフト、55A 筒状部分、55B 筒状部分、56 回転フィルタ、57 ファン、70 多層フィルタ、72 排気口、90 洗浄機構、100 工作機械、100A 工作機械、100B 工作機械、109 ポンプ、111 モータドライバ、111A モータドライバ、111M モータドライバ、111R モータドライバ、111X モータドライバ、111Y モータドライバ、111Z モータドライバ、112A モータ、112M モータ、112R モータ、112X モータ、112Y モータ、112Z モータ、113 移動体、120 記憶装置、125 吐出部、125A 吐出機構、125B 吐出機構、130 カバー体、131 主軸頭、132 主軸、133 ハウジング、134 工具、135 開口、136 テーブル、150 回収機構、152 加工制御部、152A 加工制御部、154 推定部、154A 推定部、155 ドア制御部、156 ミストコレクタ制御部、156B ミストコレクタ制御部、201 制御回路、202 ROM、203 RAM、204 通信インターフェイス、205 通信インターフェイス、209 内部バス、220 補助記憶装置、222 制御プログラム、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 加工スケジュール、400 工作機械。
【要約】
【課題】工作機械外への微小物質の漏れを防ぎつつミストコレクタの消費電力量を削減するための技術を提供する。
【解決手段】ワークを加工することが可能な工作機械は、開口を有する。加工エリアを区画形成するためのカバー体と、開口を覆うようにカバー体に設けられているドアと、加工エリアにクーラントを吐出するための吐出部と、吐出部が加工エリアにクーラントを吐出することにより発生した気中の物質を収集するためのミストコレクタと、ワークの加工に係る情報に基づいて、当該ワークの加工の終了タイミングを推定するための推定部と、終了タイミングを含む所定時間内において、ミストコレクタによる物質の収集処理を開始するためのミストコレクタ制御部とを備える。
【選択図】図6
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
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図18