IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」

▶ 東芝機械株式会社の特許一覧

<>
  • 特開-工作機械および暖機運転方法 図1
  • 特開-工作機械および暖機運転方法 図2
  • 特開-工作機械および暖機運転方法 図3
  • 特開-工作機械および暖機運転方法 図4
  • 特開-工作機械および暖機運転方法 図5
< >
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024092406
(43)【公開日】2024-07-08
(54)【発明の名称】工作機械および暖機運転方法
(51)【国際特許分類】
   B23Q 11/14 20060101AFI20240701BHJP
   B23Q 3/155 20060101ALI20240701BHJP
【FI】
B23Q11/14
B23Q3/155 F
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022208309
(22)【出願日】2022-12-26
(71)【出願人】
【識別番号】000003458
【氏名又は名称】芝浦機械株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000637
【氏名又は名称】弁理士法人樹之下知的財産事務所
(72)【発明者】
【氏名】久保 良樹
(72)【発明者】
【氏名】山口 隼人
(72)【発明者】
【氏名】野中 貴之
(72)【発明者】
【氏名】細谷 周平
【テーマコード(参考)】
3C002
【Fターム(参考)】
3C002HH01
3C002HH06
(57)【要約】
【課題】アタッチメントの暖機運転を効率よく確実に行える工作機械および暖機運転方法を提供する。
【解決手段】工作機械10は、主軸15に装着可能な複数のアタッチメント20と、主軸15および各部の動作を制御する制御装置40と、を有し、制御装置40は、アタッチメント20の休止時間を記録する休止時間記録部42と、アタッチメント20の休止時間に基づいてアタッチメント20の暖機時間を設定する暖機時間設定部43と、を有し、工作機械10の稼働休止の後またはアタッチメント交換の後に、設定された暖機時間で暖機運転を行う。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
主軸に装着されたアタッチメントでワークを加工する工作機械であって、
前記アタッチメントの休止時間を記録する休止時間記録部と、
前記アタッチメントの前記休止時間に基づいて前記アタッチメントの暖機時間を設定する暖機時間設定部と、を有する工作機械。
【請求項2】
複数の前記アタッチメントを格納するとともに前記アタッチメントを前記主軸に装着するアタッチメント自動交換装置を有し、
前記休止時間記録部は、前記アタッチメント自動交換装置に回収された前記アタッチメントの休止時間を計算する、請求項1に記載の工作機械。
【請求項3】
前記休止時間記録部は、前記工作機械の稼働休止を基準に前記主軸に装着されている前記アタッチメントの休止時間を計算する、請求項1または請求項2に記載の工作機械。
【請求項4】
主軸に装着されたアタッチメントでワークを加工する工作機械の暖機運転方法であって、
前記アタッチメントの休止時間を記録しておき、
前記アタッチメントの前記休止時間に基づいて前記アタッチメントの暖機時間を設定する暖機運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は工作機械および暖機運転方法に関する。
【背景技術】
【0002】
工作機械においては、多様なワークおよび加工内容に対応するために多様な工具あるいはアタッチメントが用いられる。多様な工具あるいはアタッチメントは、工具マガジンあるいはアタッチメントマガジンにストックされ、加工プログラムに基づいていずれかが選択されて自動工具交換装置あるいは自動アタッチメント交換装置により工作機械の主軸に装着される。
工作機械をはじめとする機械装置においては、運転開始時に暖機運転が必要とされている。なかでも高速回転する主軸では、潤滑油供給を確保するために十分な暖機運転が行われる(特許文献1参照)。
暖機運転としては、工作機械の稼働開始時に全体的な暖機運転が行われるほか、稼働中のアタッチメント交換の後や、その他の稼働休止の後などに、一定時間アタッチメントの暖機運転が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2008-93738号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
前述のように、工作機械では、アタッチメントが装着されるつど一定時間の暖機運転を行っている。ただし、アタッチメントが多様であるのにも拘わらず、各々の暖機運転時間は一定のまま運用されている。このため、一部のアタッチメントでは暖機が不十分になる可能性があるとともに、別のアタッチメントでは暖機運転が必要以上に長くなり作業効率を低下させる可能性がある。
さらに、工作機械のアタッチメントでは、主軸に装着された状態のままでも、停止時間が長くなった際に暖機運転が必要となることがある。このような暖機運転においても、暖機時間について同様な問題がある。
【0005】
本発明の目的は、アタッチメントの暖機運転を効率よく確実に行える工作機械および暖機運転方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の工作機械は、主軸に装着されたアタッチメントでワークを加工する工作機械であって、前記アタッチメントの休止時間を記録する休止時間記録部と、前記アタッチメントの前記休止時間に基づいて前記アタッチメントの暖機時間を設定する暖機時間設定部と、を有する。
【0007】
このような本発明では、休止時間記録部でアタッチメントの休止時間を記録するとともに、アタッチメントの暖機運転を行う際には、暖機時間設定部で休止時間に基づいてアタッチメントの暖機時間を設定する。設定された暖機時間で暖機運転を実行することで、暖機運転が必要以上に長くなったり不足したりすることを防止できる。その結果、工作機械においてアタッチメントの暖機運転を効率よく確実に行うことができる。
【0008】
本発明の工作機械において、複数の前記アタッチメントを格納するとともに前記アタッチメントを前記主軸に装着するアタッチメント自動交換装置を有し、前記休止時間記録部は、前記アタッチメント自動交換装置に回収された前記アタッチメントの休止時間を計算することが好ましい。
【0009】
このような本発明では、アタッチメント自動交換装置によりアタッチメント交換が自動化されることに加え、休止時間記録部においてはアタッチメント交換を基準とする休止時間の記録を自動的に実行できる。
【0010】
本発明の工作機械において、前記休止時間記録部は、前記工作機械の稼働休止を基準に前記主軸に装着されている前記アタッチメントの休止時間を計算することが好ましい。
このような本発明では、休止時間記録部が工作機械の稼働休止を検出して休止時間の記録を自動的に実行でき、休止時間を参照することで暖機時間を適切に設定できる。
【0011】
本発明の暖機運転方法は、主軸に装着されたアタッチメントでワークを加工する工作機械の暖機運転方法であって、前記アタッチメントの休止時間を記録しておき、前記アタッチメントの前記休止時間に基づいて前記アタッチメントの暖機時間を設定する。
このような本発明の暖機運転方法においては、前述した本発明の工作機械で説明した通りの効果を得ることができる。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、アタッチメントの暖機運転を効率よく確実に行える工作機械および暖機運転方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
図1】本発明の工作機械の一実施形態を示す模式図。
図2】前記実施形態の休止時間テーブルを示す模式図。
図3】前記実施形態の暖機時間テーブルを示す模式図。
図4】前記実施形態の動作を示すフローチャート。
図5】休止時間テーブルの他の実施形態を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
図1において、工作機械10は、ワーク9が載置されるテーブル11と、テーブル11を跨ぐ門型のフレーム12と、フレーム12に支持された主軸ヘッド13と、を有する。テーブル11はフレーム12に対してX軸方向へ移動可能であり、主軸ヘッド13はフレーム12に対してY軸方向およびZ軸方向へ移動可能である。
主軸ヘッド13にはZ軸方向へ伸縮可能なラム14が設置され、ラム14には主軸15が回転自在に支持されている。主軸15を回転駆動するために、主軸ヘッド13には図示しないモータが設置されている。
主軸15の先端には工具21を有するアタッチメント20が装着され、主軸15の回転により工具21を回転駆動させることで、ワーク9の切削加工が可能である。
【0015】
工作機械10は、アタッチメント自動交換装置30を備えている。
アタッチメント自動交換装置30は、主軸15に装着されるアタッチメント20を複数格納するとともに、図示しない搬送アームなどを用いて主軸15に対してアタッチメント20の自動交換が可能である。
アタッチメント自動交換装置30はストッカを有し、ストッカには複数のアタッチメント20(例えばアタッチメントA1~A3の3つ)が準備されている。アタッチメント自動交換装置30は、複数のアタッチメント20のうちいずれか1つを選択して主軸15に装着するとともに、その前に主軸15に装着されていたアタッチメント20があれば、これを取り外してストッカに回収する。
【0016】
工作機械10は、その全体および各部の動作を制御する制御装置40を備えている。
制御装置40は、基本的な動作制御を行う加工制御部41を備えるとともに、休止時間記録部42および暖機時間設定部43を備えている。
加工制御部41は、指定された加工プログラムに従ってテーブル11、主軸ヘッド13、および主軸15の動作を制御してワーク9の加工を実行させるものであり、加工に用いるアタッチメント20を選択するためにアタッチメント自動交換装置30の制御も行う。
【0017】
休止時間記録部42は、アタッチメント20の各々について休止時間を記録する。
休止時間記録部42としては、アタッチメント20毎の休止時間を計測する時間カウンタを用い、アタッチメント20の取り外し毎にカウンタをリセットするとともに、次の装着時にカウント値を休止時間として読み出す方式が利用できる。
図2において、休止時間記録部42の記憶領域には、アタッチメント20毎の休止時間を記録する休止時間テーブル44が設定される。
休止時間テーブル44は、個々のアタッチメント20の識別コード(A1,A2,A3など)が記録される「アタッチメントID」の項目441と、アタッチメント20の各々の休止時間が記録される「休止時間」の項目442と、で構成される。
【0018】
休止時間記録部42は、加工制御部41が加工プログラムに従ってアタッチメント自動交換装置30にアタッチメント20の交換を指令した際に、同指令に基づいてアタッチメント自動交換装置30に戻されたアタッチメント20(A1,A2,A3のいずれか)を判別し、該当するアタッチメント20(A1,A2,A3のいずれか)の「休止時間」項目442をリセットしたのち、その時点からの経過時間をカウントし、カウントした値で「休止時間」項目442を更新してゆく。これにより、各アタッチメント20(A1,A2,A3)の「休止時間」項目442には、それぞれ各アタッチメント20(A1,A2,A3)の休止時間の現在値が記録される。
【0019】
暖機時間設定部43は、アタッチメント20の暖機運転を行う際に、アタッチメント20の休止時間に基づいて暖機時間を設定する。
暖機時間設定部43としては、休止時間記録部42で記録されたアタッチメント20の休止時間を参照し、休止時間が長いほど暖機時間も長く、休止時間が短ければ暖機時間も短く設定する。暖機時間の設定にあたっては、関数あるいは段階的な暖機時間の対応テーブルなどが利用できる。
図3において、暖機時間設定部43の記憶領域には、アタッチメント20の休止時間に対応した暖機時間を記録する暖機時間テーブル45が設定される。
暖機時間テーブル45は、アタッチメント20の休止時間の区分が記録される「休止時間」の項目451と、休止時間の区分毎に対応した暖機時間が記録される「暖機時間」の項目452と、で構成される。「暖機時間」の項目452には、「休止時間」の項目451に設定された区分ごとに必要十分と考えられる暖機時間が記録されている。区分毎の暖機時間は、予め実験あるいは稼働実績に基づいて適切に設定することができる。
【0020】
暖機時間設定部43は、加工制御部41が加工プログラムに従ってアタッチメント自動交換装置30にアタッチメント20の交換を指令した際に、同指令に基づいて主軸15に装着されたアタッチメント20(A1,A2,A3のいずれか)を判別し、休止時間記録部42の休止時間テーブル44から該当するアタッチメント20(A1,A2,A3のいずれか)の「休止時間」項目442を読み出し、読み出した休止時間の値が暖機時間テーブル45の「休止時間」項目451のどの区分に該当するかを判定し、該当する区分の「暖機時間」項目452に記録された暖機時間を加工制御部41に返す。
加工制御部41は、アタッチメント20の交換の際に、暖機時間設定部43から返される暖機時間に基づいてアタッチメント20の暖機運転を実行する。
【0021】
このように、制御装置40においては、アタッチメント20の交換のつど、休止時間記録部42により各々の休止時間のカウントが行われるとともに、暖機時間設定部43により、交換された新たなアタッチメント20の暖機運転における適切な暖機時間を取得することができ、アタッチメント20の休止時間に応じた適切な暖機時間で暖機運転を行うことができる。
【0022】
図4に、本実施形態の工作機械10における動作を示す。
工作機械10は、制御装置40の制御のもとで稼働を開始すると、加工制御部41で制御される加工動作(処理S11)を含むループを繰り返す。同ループにおいては、稼働終了の判定(処理S12)、稼働休止の判定(処理S13)、およびアタッチメント交換の判定(処理S14)が繰り返される。
稼働終了の判定(処理S12)で稼働終了と判定された際には、制御装置40は工作機械10の動作を停止し、稼働を終了する。
【0023】
稼働休止の判定(処理S13)は、休業時間あるいは他の外的原因などで工作機械10が現在のアタッチメント20を装着した状態のまま稼働を休止した際に判定される。
稼働休止の判定があると、制御装置40は、休止時間記録部42において現在のアタッチメント20の休止時間のカウントを開始し(処理S31)、休止時間テーブル44の該当するアタッチメント20の「休止時間」項目442を更新しつつ、工作機械10の稼働再開を待機する(処理S32)。稼働が再開されたら、制御装置40は、休止時間記録部42から現在のアタッチメント20の「休止時間」項目442を読み出し、暖機時間設定部43において休止時間に該当する「暖機時間」項目452を読み出して暖機時間として設定し(処理S33)、この暖機時間に基づいてアタッチメント20の暖機運転を実行する(処理S34)。
【0024】
アタッチメント交換の判定(処理S14)は、加工制御部41で実行される加工プログラムのアタッチメント交換指令に基づいて判定される。
アタッチメント交換指令があると、制御装置40は、アタッチメント自動交換装置30を動作させ、主軸15に装着されていた旧いアタッチメント20を取り外してストッカに格納する(処理S21)。さらに、休止時間記録部42において、交換前の旧いアタッチメント20の休止時間のカウントを開始する(処理S22)。
次に、制御装置40は、アタッチメント自動交換装置30により、加工プログラムで指定された新たなアタッチメント20を主軸15に装着する(処理S23)。続いて、制御装置40は、休止時間記録部42から新たなアタッチメント20の「休止時間」項目442を読み出し、暖機時間設定部43において休止時間に該当する「暖機時間」項目452を読み出して暖機時間として設定し(処理S24)、この暖機時間に基づいてアタッチメント20の暖機運転を実行する(処理S25)。
【0025】
このように、本実施形態の工作機械10においては、稼働休止あるいはアタッチメント交換のつど、休止時間に応じた適切な暖機時間でアタッチメント20の暖機運転を行うことができる。
【0026】
本実施形態においては、休止時間記録部42でアタッチメント20の各々について休止時間を記録するとともに、アタッチメント20の暖機運転を行う際には、暖機時間設定部43で休止時間に基づいてアタッチメント20の暖機時間を設定することができる。制御装置40は、設定された暖機時間に基づいて暖機運転を実行することで、暖機運転が必要以上に長くなったり不足したりすることを防止できる。その結果、工作機械10においてアタッチメント20の暖機運転を効率よく確実に行うことができる。
【0027】
本実施形態では、アタッチメント自動交換装置30によりアタッチメント交換が自動化されることに加え、休止時間記録部42がアタッチメント交換を検出して休止時間の記録を自動的に実行できる。
本実施形態では、休止時間記録部42が工作機械10の稼働休止を検出して休止時間の記録を自動的に実行でき、休止時間を参照することで暖機時間を適切に設定できる。
【0028】
なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形などは本発明に含まれる。
休止時間記録部42としては、アタッチメント20の休止時間をカウントし続ける方式に限らず、アタッチメント20が休止状態となった休止時刻を記録しておき、次の装着時に休止時刻からの経過時間を計算する方式としてもよい。
暖機時間設定部43としては、アタッチメント20に共通の暖機時間テーブル45に限らず、アタッチメント20のサイズや種類に応じて複数の暖機時間テーブル45のいずれかを切り替えて参照してもよい。
【0029】
図5において、休止時間テーブル46は、休止時間記録部42に設定され、個々のアタッチメント20の識別コード(A1,A2,A3など)が記録される「アタッチメントID」の項目461と、アタッチメント20の各々の休止状態となった日時が記録される「休止時刻」の項目462と、アタッチメント20の各々の暖機運転の区分が記録される「暖機区分」の項目463と、で構成される。
このような休止時間テーブル46を用いることで、「休止時刻」項目462から読み出した休止時刻から現在時刻までの経過時間により休止時間を算出でき、多数のアタッチメント20についての時間カウントを継続する必要がない。
また、このような休止時間テーブル46を用いることで、暖機時間設定部43における暖機時間テーブル45を「暖機区分」項目462に基づいて使い分けることができる。
【0030】
前記実施形態では、工作機械10の稼働休止あるいはアタッチメント交換のつど、休止時間に応じた暖機時間の設定を行うとしたが、工作機械10の稼働休止またはアタッチメント交換のいずれかの暖機時間の設定であってもよい。
前記実施形態では、アタッチメント自動交換装置30によるアタッチメント20の自動交換を行ったが、他の交換手段によるアタッチメント交換を行ってもよい。例えば、手動でアタッチメント交換を行う場合、休止時間記録部42に対してアタッチメント20の休止時間のカウント開始の操作を行い、そのアタッチメント20を再び使用する際に暖機時間設定部43により適切な暖機時間を計算させ、得られた暖機時間で暖機運転を行ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【0031】
本発明は工作機械および暖機運転方法に利用できる。
【符号の説明】
【0032】
9…ワーク、10…工作機械、11…テーブル、12…フレーム、13…主軸ヘッド、14…ラム、15…主軸、20…アタッチメント、21…工具、30…アタッチメント自動交換装置、40…制御装置、41…加工制御部、42…休止時間記録部、43…暖機時間設定部、44,46…休止時間テーブル、45…暖機時間テーブル。
図1
図2
図3
図4
図5