特許 7411187 マシニングセンタ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-27

(45)【発行日】2024-01-11

(54)【発明の名称】マシニングセンタ

(51)【国際特許分類】

   B23Q 3/155 20060101AFI20231228BHJP

   B23Q 11/00 20060101ALI20231228BHJP

   B23Q 11/08 20060101ALI20231228BHJP

【ＦＩ】

B23Q3/155 G

B23Q11/00 N

B23Q11/08 Z

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2019160288

(22)【出願日】2019-09-03

(65)【公開番号】P2021037581

(43)【公開日】2021-03-11

【審査請求日】2022-06-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000231350

【氏名又は名称】ジヤトコ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】591059445

【氏名又は名称】ホーコス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002468

【氏名又は名称】弁理士法人後藤特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】川端 隆太

(72)【発明者】

【氏名】沖田 裕昭

【審査官】増山 慎也

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１８／０７０４１６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００３－３１１５６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－０１１０７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】実公平０７－０５３８６９（ＪＰ，Ｙ２）

【文献】特開２００１－０２５９３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２７２４９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】独国特許出願公開第１９７０２９７４（ＤＥ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｑ ３／１５５

Ｂ２３Ｑ １１／００、０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

マシニングセンタであって、
工具の工具ホルダをホルダ取付け部に取付け可能な主軸と、
ワークへの加工が行われる加工室と工具マガジンが収容されるマガジン室との間を区画するとともに、前記主軸が通過可能な開口を有する仕切りと、
前記開口に設けられる開閉可能なカバーと、
前記開口からみて前記主軸と前記工具マガジンとの間で工具交換を行う工具交換位置を挟んで反対側の位置から前記工具交換位置に向けて流体を噴射可能な洗浄ノズルと、
を備え、
前記工具を交換する際に、前記カバーを開くとともに、前記洗浄ノズルから前記工具交換位置及び前記開口を介して前記加工室に向けて流体を噴射し、
前記洗浄ノズルは、前記主軸が前記工具交換位置において使用済みの工具の工具ホルダを取り外すときに流体を噴射する、
ことを特徴とするマシニングセンタ。

【請求項2】

マシニングセンタであって、
工具の工具ホルダをホルダ取付け部に取付け可能な主軸と、
ワークへの加工が行われる加工室と工具マガジンが収容されるマガジン室との間を区画するとともに、前記主軸が通過可能な開口を有する仕切りと、
前記開口に設けられる開閉可能なカバーと、
前記開口からみて前記主軸と前記工具マガジンとの間で工具交換を行う工具交換位置を挟んで反対側の位置から前記工具交換位置に向けて流体を噴射可能な洗浄ノズルと、
を備え、
前記工具を交換する際に、前記カバーを開くとともに、前記洗浄ノズルから前記工具交換位置及び前記開口を介して前記加工室に向けて流体を噴射し、
前記洗浄ノズルは、前記主軸が前記工具交換位置において次に使用する工具の工具ホルダを取り付けるときに流体を噴射する、
ことを特徴とするマシニングセンタ。

【請求項3】

マシニングセンタであって、
工具の工具ホルダをホルダ取付け部に取付け可能な主軸と、
ワークへの加工が行われる加工室と工具マガジンが収容されるマガジン室との間を区画するとともに、前記主軸が通過可能な開口を有する仕切りと、
前記開口に設けられる開閉可能なカバーと、
前記開口からみて前記主軸と前記工具マガジンとの間で工具交換を行う工具交換位置を挟んで反対側の位置から前記工具交換位置に向けて流体を噴射可能な洗浄ノズルと、
を備え、
前記工具を交換する際に、前記カバーを開くとともに、前記洗浄ノズルから前記工具交換位置及び前記開口を介して前記加工室に向けて流体を噴射し、
前記ワークに対する加工が全て終了したら、前記カバーにより前記開口を閉じ、前記洗浄ノズルから流体を噴射しながら工具交換時の前記工具マガジンの回転方向とは逆方向に前記工具マガジンを回転させる、
ことを特徴とするマシニングセンタ。

【請求項4】

マシニングセンタであって、
工具の工具ホルダをホルダ取付け部に取付け可能な主軸と、
ワークへの加工が行われる加工室と工具マガジンが収容されるマガジン室との間を区画するとともに、前記主軸が通過可能な開口を有する仕切りと、
前記開口に設けられる開閉可能なカバーと、
前記開口からみて前記主軸と前記工具マガジンとの間で工具交換を行う工具交換位置を挟んで反対側の位置から前記工具交換位置に向けて流体を噴射可能な洗浄ノズルと、
を備え、
前記工具を交換する際に、前記カバーを開くとともに、前記洗浄ノズルから前記工具交換位置及び前記開口を介して前記加工室に向けて流体を噴射し、
前記洗浄ノズルは複数設けられ、
複数の前記洗浄ノズルは、それぞれから噴射した流体が前記工具交換位置に配置される工具ホルダの異なる位置に当たるよう離間して配置される、
ことを特徴とするマシニングセンタ。

【請求項5】

請求項１に記載のマシニングセンタであって、
前記洗浄ノズルは、前記主軸が前記工具交換位置において次に使用する工具の工具ホルダを取り付けるときに流体を噴射する、
ことを特徴とするマシニングセンタ。

【請求項6】

請求項１から４のいずれかに記載のマシニングセンタであって、
前記洗浄ノズルは、前記主軸が前記加工室から前記工具交換位置まで移動するときに流体を噴射する、
ことを特徴とするマシニングセンタ。

【請求項7】

請求項１から４のいずれかに記載のマシニングセンタであって、
前記主軸が前記加工室から前記マガジン室に移動するとき、前記主軸と前記主軸に取り付けられた工具ホルダと間の隙間に前記洗浄ノズルから噴射される流体が当たるように前記主軸の位置を調整する、
ことを特徴とするマシニングセンタ。

【請求項8】

請求項１から４のいずれかに記載のマシニングセンタであって、
前記ホルダ取付け部から第２の流体を噴射可能に構成され、
前記主軸が前記工具交換位置において次に使用する工具の工具ホルダを取り付けるときに前記ホルダ取付け部から前記第２の流体を噴射する、
ことを特徴とするマシニングセンタ。

【請求項9】

請求項１又は２に記載のマシニングセンタであって、
前記ワークに対する加工が全て終了したら、前記カバーにより前記開口を閉じ、前記洗浄ノズルから流体を噴射しながら工具交換時の前記工具マガジンの回転方向とは逆方向に前記工具マガジンを回転させる、
ことを特徴とするマシニングセンタ。

【請求項10】

請求項１から３のいずれかに記載のマシニングセンタであって、
前記洗浄ノズルは複数設けられ、
複数の前記洗浄ノズルは、それぞれから噴射した流体が前記工具交換位置に配置される工具ホルダの異なる位置に当たるよう離間して配置される、
ことを特徴とするマシニングセンタ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、マシニングセンタに関し、特に、工具ホルダ等の洗浄技術に関する。

【背景技術】

【0002】

マシニングセンタにおいて、工具交換の際に主軸のホルダ取付け部と工具ホルダとの間に切粉等の異物が挟まれると、工具ホルダに取り付けられている工具が主軸に対して傾いた状態となり、この状態で加工を行うと工具の先が振れて加工精度が低下する原因となる。

【0003】

このため、特許文献１に開示されるマシニングセンタにおいては、ホルダ取付け部から下方に向けてクーラントを吐出可能にし、工具交換の際にホルダ取付け部から工具ホルダに向けてクーラントを吐出することで工具ホルダを洗浄するようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１５－１０７５４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に開示される技術によれば、主軸に取付け予定の工具ホルダに付着している異物を除去することが可能である。

【0006】

しかしながら、工具交換はマガジン室内で行われるため、洗浄によってマガジン室内に飛散した異物がホルダ取付け部や取付け予定の工具ホルダに再付着する可能性があり、依然としてホルダ取付け部と工具ホルダとの間に異物が挟み込まれる可能性があった。

【0007】

本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、マシニングセンタにおいて、ホルダ取付け部と工具ホルダとの間に切粉等の異物が挟まれるのを防止することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明のある態様によれば、マシニングセンタであって、工具の工具ホルダをホルダ取付け部に取付け可能な主軸と、ワークへの加工が行われる加工室と工具マガジンが収容されるマガジン室との間を区画するとともに、前記主軸が通過可能な開口を有する仕切りと、前記開口に設けられる開閉可能なカバーと、前記開口からみて前記主軸と前記工具マガジンとの間で工具交換を行う工具交換位置を挟んで反対側の位置から前記工具交換位置に向けて流体を噴射可能な洗浄ノズルと、を備え、前記工具を交換する際に、前記カバーを開くとともに、前記洗浄ノズルから前記工具交換位置及び前記開口を介して前記加工室に向けて流体を噴射し、 前記洗浄ノズルは、前記主軸が前記工具交換位置において使用済みの工具の工具ホルダを取り外すときに流体を噴射する、マシニングセンタが提供される。
また、本発明の別の態様によれば、マシニングセンタであって、工具の工具ホルダをホルダ取付け部に取付け可能な主軸と、ワークへの加工が行われる加工室と工具マガジンが収容されるマガジン室との間を区画するとともに、前記主軸が通過可能な開口を有する仕切りと、前記開口に設けられる開閉可能なカバーと、前記開口からみて前記主軸と前記工具マガジンとの間で工具交換を行う工具交換位置を挟んで反対側の位置から前記工具交換位置に向けて流体を噴射可能な洗浄ノズルと、を備え、前記工具を交換する際に、前記カバーを開くとともに、前記洗浄ノズルから前記工具交換位置及び前記開口を介して前記加工室に向けて流体を噴射し、前記洗浄ノズルは、前記主軸が前記工具交換位置において次に使用する工具の工具ホルダを取り付けるときに流体を噴射する、マシニングセンタが提供される。
また、本発明の別の態様によれば、マシニングセンタであって、工具の工具ホルダをホルダ取付け部に取付け可能な主軸と、ワークへの加工が行われる加工室と工具マガジンが収容されるマガジン室との間を区画するとともに、前記主軸が通過可能な開口を有する仕切りと、前記開口に設けられる開閉可能なカバーと、前記開口からみて前記主軸と前記工具マガジンとの間で工具交換を行う工具交換位置を挟んで反対側の位置から前記工具交換位置に向けて流体を噴射可能な洗浄ノズルと、を備え、前記工具を交換する際に、前記カバーを開くとともに、前記洗浄ノズルから前記工具交換位置及び前記開口を介して前記加工室に向けて流体を噴射し、前記ワークに対する加工が全て終了したら、前記カバーにより前記開口を閉じ、前記洗浄ノズルから流体を噴射しながら工具交換時の前記工具マガジンの回転方向とは逆方向に前記工具マガジンを回転させる、マシニングセンタが提供される。
また、本発明の別の態様によれば、マシニングセンタであって、工具の工具ホルダをホルダ取付け部に取付け可能な主軸と、ワークへの加工が行われる加工室と工具マガジンが収容されるマガジン室との間を区画するとともに、前記主軸が通過可能な開口を有する仕切りと、前記開口に設けられる開閉可能なカバーと、前記開口からみて前記主軸と前記工具マガジンとの間で工具交換を行う工具交換位置を挟んで反対側の位置から前記工具交換位置に向けて流体を噴射可能な洗浄ノズルと、を備え、前記工具を交換する際に、前記カバーを開くとともに、前記洗浄ノズルから前記工具交換位置及び前記開口を介して前記加工室に向けて流体を噴射し、前記洗浄ノズルは複数設けられ、複数の前記洗浄ノズルは、それぞれから噴射した流体が前記工具交換位置に配置される工具ホルダの異なる位置に当たるよう離間して配置される、マシニングセンタが提供される。

【発明の効果】

【0009】

上記態様によれば、工具交換位置において着脱される工具ホルダを洗浄することができる。洗浄時にはカバーが開かれるので、洗浄に供された流体や洗浄によって除去された切粉等の異物は開口を介して加工室に向けて飛散し、主軸のホルダ取付け部やマガジン室内の工具ホルダに切粉等の異物が再付着することがない。

【0010】

したがって、本実施形態によれば、工具ホルダをクリーンに保つことができ、主軸のホルダ取付け部と工具ホルダとの間に切粉等の異物が挟まれるのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本実施形態に係るマシニングセンタの概略側面図である。

【図2】本実施形態に係るマシニングセンタの概略平面図である（主軸ヘッドを除く主軸駆動部は省略）。

【図3】本実施形態に係るマシニングセンタの概略正面図である（正面壁及び前扉は省略）。

【図4】主軸に工具が装着される様子を示した図である。

【図5】本実施形態に係るマシニングセンタを用いてワークを加工するためのプログラムの内容を示したフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

【0013】

図１～図３は本発明の実施形態に係るマシニングセンタ１の概略構成を示している。図１は概略側面図、図２は概略平面図、図３は概略正面図であり、内部構成を把握しやすいように図２においては主軸ヘッド５１を除く主軸駆動部５０を省略し、図３においては正面壁２３及び前扉２６を省略している。なお、以下の説明においては、図１の紙面に直交する方向をＸ軸方向、図２の紙面に直交する方向をＺ軸方向、図３の紙面に直交する方向をＹ軸方向と称する。

【0014】

マシニングセンタ１は、数値制御により加工と工具の自動交換を行う工作機械である。マシニングセンタ１は、潤滑、冷却及び洗浄用の流体としてのクーラント（切削液）を貯蔵するダーティタンク１１及びクリーンタンク１２が収容されるベース部１０と、ベース部１０上に設けられてワークＷへの加工が行われる加工室２０と、同じくベース部１０上に設けられて複数の工具Ｔを保持する工具マガジン３１を収容するマガジン室３０と、マガジン室３０上に設けられて主軸４０を３軸方向に移動させる主軸駆動部５０と、マシニングセンタ１の背面に設けられてマシニングセンタ１の各部位を制御するコントローラ６０と、で構成される。以下、各部の詳細について説明する。

【0015】

［主軸４０及び主軸駆動部５０］
主軸４０は、主軸駆動部５０の主軸ヘッド５１に回転可能に支持されており、図示しないモータを駆動することによって高速回転することができる。主軸４０には、ドリル、エンドミル、フライス等の工具Ｔが装着される。

【0016】

主軸４０の下端には、内面をテーパ面とした略円錐形のホルダ取付け部４１が形成されている。工具Ｔは、同じく略円錐形のテーパ部ＴＰを有する工具ホルダＨに取り付けられており、主軸４０への工具Ｔの装着は、工具ホルダＨをホルダ取付け部４１に取り付けることで行われる。

【0017】

図４は主軸４０に工具Ｔが装着される様子を示している。ホルダ取付け部４１に工具ホルダＨのテーパ部ＴＰを挿入し（図４（ａ）～図４（ｂ））、クランプ部材４２を図示しないアクチュエータによりホルダ取付け部４１から離れる方向に変位させると（図４（ｃ））、クランプ部材４２の爪４３が工具ホルダＨのプルスタットＰに係合するとともに工具ホルダＨがホルダ取付け部４１に引き込まれ、主軸４０に工具ホルダＨがクランプされる。工具ホルダＨをアンクランプするには、逆に、クランプ部材４２をホルダ取付け部４１に近づく方向に変位させればよい。なお、工具ホルダＨの規格は複数種あり、ここに示した工具ホルダＨ及びホルダ取付け部４１の形状は一例である。

【0018】

主軸４０の内部には、ホルダ取付け部４１の頂点に開口するエア通路４４が形成されている。図示しないエア供給源からエア通路４４に第２の流体としてのエアを供給すると、エア通路４４からホルダ取付け部４１に向けてエアを噴射することができる。工具Ｔを脱着する時は図４（ａ）に示すように工具ホルダＨがエア通路４４に対向する位置に配置されるので、工具ホルダＨがクランプされる直前にエア通路４４からエアを噴射すると、ホルダ取付け部４１及び工具ホルダＨに付着している切粉等の異物を吹き飛ばすことができる（エアパージ）。

【0019】

主軸駆動部５０は、図１及び図３に示すように、主軸ヘッド５１と、Ｘ軸スライダ５２と、Ｙ軸スライダ５３とで構成される。主軸ヘッド５１は、主軸４０を回転可能に支持するとともにＺ軸方向にスライド可能にＸ軸スライダ５２に支持され、図示しないＺ軸アクチュエータを駆動することでＺ軸方向に移動することができる。Ｘ軸スライダ５２は、Ｘ軸方向にスライド可能にＹ軸スライダ５３に支持され、図示しないＸ軸アクチュエータを駆動することでＸ軸方向に移動することができる。Ｙ軸スライダ５３は、マガジン室３０上にＹ軸方向に延設されたレール５４にＹ軸方向にスライド可能に支持され、図示しないＹ軸アクチュエータを駆動することでＹ軸方向に移動することができる。

【0020】

主軸駆動部５０はコントローラ６０によって制御され、主軸ヘッド５１と、Ｘ軸スライダ５２と、Ｙ軸スライダ５３とをそれぞれ移動させると、主軸ヘッド５１に支持される主軸４０を３軸方向に移動させることができる。これにより、主軸４０に装着されている工具ＴをワークＷの加工部位に移動させ、工具Ｔに応じた加工を行うことができる。なお、加工中は、工具Ｔ及び加工部位の潤滑、冷却及び洗浄を行うため、図示しないノズルよりクーラントが工具Ｔ及び加工部位に向けて噴射される。加工により発生した切粉、及び、各部位の潤滑及び冷却に供されたクーラントは、ベース部１０内のダーティタンク１１に集められる。ダーティタンク１１内のクーラントは、図示しないスクレーバー式チップコンベアによって切粉等の異物が除去された後、再利用される。

【0021】

［加工室２０］
加工室２０には、テーブル２１が配置される。また、テーブル２１には、テーブル２１上に載置されるワークＷをクランプするための複数のクランプ部２２が設けられる。複数のクランプ部２２は、コントローラ６０からの指令を受けて駆動し、ワークＷの所定の部位に係合することによってワークＷをクランプする。なお、この例ではテーブル２１は固定式であるが、テーブル２１を１軸又は２軸周りに回転ないし回動可能にすることでマシニングセンタ１を４軸化あるいは５軸化してもよい。

【0022】

加工室２０の上方は主軸４０のＸ軸方向及びＹ軸方向の移動を妨げないよう略全面が開放している。これに対し、加工室２０の周囲は、切粉やクーラントがマシニングセンタ１外やマガジン室３０内に飛散しないよう、正面壁２３、側壁２４及び仕切り２５によって囲まれている。

【0023】

正面壁２３には、ワークＷの搬入及び搬出を行うための開口２３ａと、開口２３ａを開閉する前扉２６と、前扉２６を開閉駆動する前扉駆動部２６ａが設けられている。前扉２６は、加工室２０にワークＷを搬入する際及び加工室２０からワークＷを搬出する際に開かれ、ワークＷの加工中はマシニングセンタ１外に切粉やクーラントが飛散するのを防止するために閉じられる。前扉駆動部２６ａはコントローラ６０によって制御される。加工室２０へのワークＷの搬入及び搬出は図示しないロボットアーム、あるいは、作業者によって行われる。

【0024】

仕切り２５は加工室２０とマガジン室３０とを区画する。仕切り２５には主軸４０が加工室２０とマガジン室３０内の工具交換位置Ｅ（主軸４０が工具マガジン３１との間で工具交換を行う位置）との間で移動することができるよう開口２７が設けられている。この例では開口２７は上側が開いた矩形であるが、主軸４０が通過できる形状であればこの形状に限定されない。開口２７がベース部１０に達する場合は、一枚の仕切り２５ではなく、一対の仕切り２５を開口２７の両側に配置する構成であってもよい。つまり、複数の仕切り２５の間に形成される隙間であっても本発明でいう「開口」に該当する。

【0025】

開口２７には、開口２７を開閉するカバー２８と、カバー２８を開閉駆動するカバー駆動部２８ａが設けられる。カバー２８は、工具Ｔを交換する際に開かれ、ワークＷの加工中はマガジン室３０内に切粉やクーラントが飛散するのを防止するために閉じられる。この例ではカバー２８はスライド式のカバーであるが、開口２７を開閉できるものであればよく、ロール式、旋回式のカバー等であってもよい。カバー駆動部２８ａはコントローラ６０によって制御される。

【0026】

［マガジン室３０］
マガジン室３０には工具マガジン３１が収容されている。工具マガジン３１は、マガジン室３０の天井３２から下方に延びる支柱３３を介して回転可能につり下げられており、図示しないモータを駆動することによって回転することができる。工具マガジン３１は、図２に示すように、円盤状であり、外周には複数の工具Ｔの工具ホルダＨを保持するためのスロットＳが周方向に等間隔に設けられている。工具マガジン３１の回転はコントローラ６０によって制御される。

【0027】

なお、ここでは工具マガジン３１を円盤状としているが、工具マガジン３１の構成はこれに限定されず、例えば、単独又は一対のスプロケットにチェーンを掛け回し、チェーンに複数の工具ホルダ保持部を取り付けた構成であってもよい。

【0028】

開口２７の正面に配置されるスロットＳにおいて主軸４０と工具マガジン３１との間で工具交換が行われるので、当該スロットＳの位置が工具交換位置Ｅである。主軸４０は開口２７を介して加工室２０からマガジン室３０に入り、工具交換位置Ｅまで移動することができる。

【0029】

開口２７からみて工具交換位置Ｅを挟んで反対側の位置、すなわち図２の平面視で工具マガジン３１の内側ないし中心寄りには、図２に示すように、工具交換位置Ｅに向けて放射状にクーラントを噴射可能な一対の洗浄ノズル３４が設けられている。

【0030】

一対の洗浄ノズル３４は、工具交換位置Ｅの中心を通ってＹ軸方向に延びる線を挟んで両側に離間して、かつ、工具交換位置Ｅに工具ホルダＨが配置されたときの当該工具ホルダＨのテーパ部ＴＰと略同じ高さに配置されている。これにより、工具交換位置Ｅに工具Ｔ及び工具ホルダＨが配置されている場合は、一対の洗浄ノズル３４から噴射されたクーラントが、当該工具ホルダＨのテーパ部ＴＰの異なる位置に当たる。

【0031】

具体的には、一方の洗浄ノズル３４から噴射されるクーラントは、当該工具ホルダＨのテーパ部ＴＰの正面に加え、洗浄ノズル３４からみて右側に位置する面にも当たり、他方の洗浄ノズル３４から噴射されるクーラントは、当該工具ホルダＨのテーパ部ＴＰの正面に加え、洗浄ノズル３４からみて左側に位置する面にも当たる。このように、一対の洗浄ノズル３４から噴射されたクーラントが工具ホルダＨのテーパ部ＴＰの異なる位置に当たるようすることで、当該工具ホルダＨのテーパ部ＴＰの広い範囲、この例ではテーパ部ＴＰ全体が洗浄されるようにする。

【0032】

また、一対の洗浄ノズル３４は開口２７の正面に配置されるので、工具交換位置Ｅに工具ホルダＨが配置されていない場合は、一対の洗浄ノズル３４から噴射されたクーラントは、工具交換位置Ｅ及び開口２７を介して、加工室２０からマガジン室３０へと移動する主軸４０及び主軸４０に取り付けられている工具ホルダＨにも当たり、これら洗浄が行われる。一対の洗浄ノズル３４からのクーラントの噴射はコントローラ６０によって制御される。

【0033】

なお、この例では洗浄ノズル３４を２個設けているが、洗浄ノズル３４を３個以上設けるようにしてもよい。また、洗浄ノズル３４の位置は図２に示した位置に限定されず、工具交換位置Ｅの中心を通ってＹ軸方向に延びる線上に配置したり、工具交換位置Ｅに配置される工具ホルダＨのテーパ部ＴＰとは異なる高さに配置したりしてもよい。また、一対の洗浄ノズル３４の位置に加え、噴射方向、噴射範囲を変えるようにしてもよい。

【0034】

一対の洗浄ノズル３４には、切粉等の異物をほぼ含まないクリーンタンク１２内のクーラントが図示しないポンプによって送られる。クリーンタンク１２内のクーラントは、ダーティタンク１１内のクーラントをさらにドラムフィルタ、サイクロンフィルタ等のフィルタ１３によって異物をほぼ含まない状態までろ過されたクーラントである。

【0035】

［コントローラ６０］
コントローラ６０は、ＣＰＵ、メモリ、入出力インターフェースとしての操作盤６１等を含んで構成される。コントローラ６０は、以下に説明するプログラムを実行することで、マシニングセンタ１の各部位（主軸駆動部５０、洗浄ノズル３４、前扉駆動部２６ａ、カバー駆動部２８ａ、クランプ部２２等）を制御する。

【0036】

図５は上記マシニングセンタ１を用いてワークＷを加工するためのプログラムの内容を示したフローチャートである。各ステップの実行主体はコントローラ６０である。以下、各ステップの内容について順に説明する。

【0037】

ステップＳ１では、コントローラ６０は、加工サイクルを開始する。加工サイクルはステップＳ２以降の一つのワークＷに対する一連の加工を指し、コントローラ６０は、加工室２０にワークＷが搬入されたことをもって加工サイクルを開始する。なお、加工室２０内へのワークＷの搬入はロボットアーム又は作業者によって行われる。

【0038】

ステップＳ２では、コントローラ６０は、前扉駆動部２６ａを制御し、前扉２６を閉める。これにより加工中にマシニングセンタ１外に切粉やクーラントが飛散するのを防止する。

【0039】

ステップＳ３では、コントローラ６０は、テーブル２１に設けられた複数のクランプ部２２をワークＷに近づく方向に駆動してワークＷに係合させ、ワークＷをクランプする。

【0040】

ステップＳ４では、コントローラ６０は、使用する工具の番号を示す変数Ｎを１にリセットする。以下の説明において「工具Ｔ（Ｎ）」はＮ番目に使用する工具を意味する。

【0041】

ステップＳ５では、コントローラ６０は、工具Ｔ（Ｎ）を用いた加工を開始する。仕切り２５の開口２７はカバー２８により閉じられているので、加工中に飛散した切粉やクーラントがマガジン室３０内に侵入することはない。

【0042】

ステップＳ６では、コントローラ６０は、工具Ｔ（Ｎ）を用いた加工を終了する。

【0043】

ステップＳ７では、コントローラ６０は、主軸駆動部５０を制御し、主軸４０を洗浄開始点まで移動させる。洗浄開始点は、加工室２０内の所定位置であり、例えば、開口２７の正面で開口２７から２００ｍｍ離れた位置である。また、コントローラ６０は、カバー駆動部２８ａを制御し、カバー２８を開く。

【0044】

ステップＳ８では、コントローラ６０は、洗浄ノズル３４を作動させる。このタイミングではいずれの工具ホルダＨも工具交換位置Ｅには配置されていないので、クーラントは、工具交換位置Ｅ及び開口２７を介して加工室２０に向けて噴射される。クーラントの噴射はステップＳ１４又はステップＳ１９で洗浄ノズル３４を停止させるまで継続される。

【0045】

ステップＳ９では、コントローラ６０は、主軸駆動部５０を制御し、主軸４０を工具交換位置Ｅまで移動させる。このとき、コントローラ６０は、洗浄ノズル３４から噴射されるクーラントが主軸４０と主軸４０に取り付けられている工具ホルダＨとの間の隙間Ｇ（図４（ｃ）参照）に当たるよう主軸４０の位置、この例ではＺ軸方向位置を調整する。これにより、主軸４０と工具ホルダＨとの間の隙間Ｇに入り込んでいる切粉等の異物がマガジン室３０に持ち込まれるのを防止する。

【0046】

クーラント及び洗浄によって除去された切粉等の異物は開口２７を介して加工室２０へと飛散するので、マガジン室３０内にある装着予定の工具Ｔの工具ホルダＨに切粉等の異物が再付着することはない。また、隙間Ｇの洗浄は、主軸４０を工具交換位置Ｅに移動させる間に行われるので、サイクルタイムを悪化させることはない。

【0047】

ステップＳ１０では、コントローラ６０は、主軸駆動部５０を制御し、主軸４０を下降させて主軸４０に装着されていた工具Ｔ及びその工具ホルダＨを工具交換位置Ｅに配置される空きスロットＳに戻すとともに、主軸４０内のクランプ部材４２を工具ホルダＨに近づく方向に変位させて主軸４０から工具ホルダＨをアンクランプする。コントローラ６０は、工具ホルダＨがアンクランプされ主軸４０から取り外されると、主軸駆動部５０を制御し、主軸４０を上昇させる。

【0048】

この結果、使用済みの工具Ｔ（Ｎ）の工具ホルダＨのテーパ部ＴＰが露出して、洗浄ノズル３４から噴射されるクーラントが当該テーパ部ＴＰに当たり、使用済みの工具Ｔ（Ｎ）の工具ホルダＨが洗浄される。使用済みの工具Ｔ（Ｎ）の工具ホルダＨの洗浄は、工具Ｔ（Ｎ）を工具マガジン３１に戻す流れの中で行われるので、サイクルタイムを悪化させることはない。

【0049】

ステップＳ１１では、コントローラ６０は、全ての加工が終了したか判断する。コントローラ６０は、全ての加工が終了していない場合は処理をステップＳ１２に進め、全ての加工が終了している場合は処理をステップＳ１７に進める。

【0050】

ステップＳ１２では、コントローラ６０は、工具マガジン３１を時計回りに回転させ、次に使用する工具Ｔ（Ｎ＋１）及びその工具ホルダＨを工具交換位置Ｅまで移動させる。洗浄ノズル３４からは、クーラントが工具交換位置Ｅに向けて、かつ、工具交換位置Ｅに工具Ｔ（Ｎ＋１）及び工具ホルダＨが配置された場合に当該工具ホルダＨのテーパ部ＴＰに当たるよう噴射されるので、工具Ｔ（Ｎ＋１）の工具ホルダＨは工具交換位置Ｅに移動する際に洗浄される。

【0051】

クーラント及び洗浄によって除去された切粉等の異物は開口２７を介して加工室２０へと飛散するので、主軸４０のホルダ取付け部４１やマガジン室３０内にある装着予定の工具Ｔの工具ホルダＨに切粉等の異物が再付着することはない。また、工具Ｔ（Ｎ＋１）の工具ホルダＨの洗浄は、工具Ｔ（Ｎ＋１）及びその工具ホルダＨを工具交換位置Ｅまで移動させる間に行われるので、サイクルタイムを悪化させることはない。

【0052】

ステップＳ１３では、コントローラ６０は、主軸駆動部５０を制御し、主軸４０を下降させて、次に使用する工具Ｔ（Ｎ＋１）の工具ホルダＨを主軸４０のホルダ取付け部４１に挿入する。このとき、コントローラ６０は、エア通路４４からエアを噴射させ、ホルダ取付け部４１及び工具ホルダＨのテーパ部ＴＰに付着しているクーラント、切粉等の異物を吹き飛ばし、ホルダ取付け部４１と工具ホルダのテーパ部ＴＰとの間に切粉等の異物が挟み込まれないようにする（エアパージ）。

【0053】

工具Ｔ（Ｎ＋１）の工具ホルダＨはステップＳ１２で洗浄済みであるが、このようなエアパージを併用することで、ホルダ取付け部４１と工具ホルダＨのテーパ部ＴＰとの間への切粉等の異物の挟み込みを効果的に防止する。その後、コントローラ６０は、クランプ部材４２を工具ホルダＨから離れる方向に変位させ、工具Ｔ（Ｎ＋１）の工具ホルダＨを主軸４０にクランプする。

【0054】

ステップＳ１４では、コントローラ６０は、主軸駆動部５０を制御し、主軸４０を洗浄開始点まで移動させる。また、コントローラ６０は、洗浄ノズル３４を停止させる。

【0055】

ステップＳ１５では、コントローラ６０は、カバー駆動部２８ａを制御し、カバー２８により開口２７を閉じる。これにより、その後の工具Ｔ（Ｎ＋１）を用いた加工で飛散する切粉やクーラントがマガジン室３０内に侵入するのを防止する。

【0056】

ステップＳ１６では、コントローラ６０は、使用する工具の番号を示す変数Ｎに１を加え、処理をステップＳ５に戻す。

【0057】

一方、ステップＳ１１で全ての加工が完了したと判断された場合は、コントローラ６０は処理をステップＳ１１からステップＳ１７に進める。

【0058】

ステップＳ１７では、コントローラ６０は、工具マガジン３１を逆方向に一回転させる。ステップＳ８から洗浄ノズル３４が継続して作動しているので、洗浄ノズル３４からは工具交換位置Ｅに向けてクーラントが噴射され、工具マガジン３１の回転に伴い工具交換位置Ｅを通過する工具ホルダＨの洗浄が行われる。「逆方向」とは、ステップＳ９での工具マガジン３１の回転方向とは逆の回転方向であり、本実施形態においては反時計回りである。これにより、加工に使用した全工具Ｔの工具ホルダＨを洗浄することができる。加えて、工具交換時とは工具ホルダＨのテーパ部ＴＰへのクーラントの当たり方が変わるので、仮に工具交換時に十分に洗浄できていない部位がテーパ部ＴＰにあったとしても、そのような部位についても十分に洗浄することができる。

【0059】

なお、工具マガジン３１に空きスロットＳがある場合や加工に使用する工具Ｔが一部だけの場合は、工具マガジン３１を一回転させる必要はなく、使用済みの一連の工具Ｔが工具交換位置Ｅ（洗浄位置）を通過するのに必要なだけ工具マガジン３１を回転させるようにしてもよい。これによりサイクルタイムを短縮することができる。

【0060】

ステップＳ１８では、コントローラ６０は、主軸駆動部５０を制御し、主軸４０を下降させて、次の加工サイクルで最初に使用する工具Ｔ（１）の工具ホルダＨを主軸４０のホルダ取付け部４１に挿入し、ステップＳ１３と同様にエアパージを行う。そして、コントローラ６０は、クランプ部材４２を工具ホルダＨから離れる方向に変位させ、工具Ｔ（１）の工具ホルダＨをクランプする。

【0061】

ステップＳ１９では、コントローラ６０は、主軸駆動部５０を制御し、主軸４０を洗浄開始点まで移動させる。また、コントローラ６０は、カバー駆動部２８ａを制御し、開口２７をカバー２８によって閉じる。これにより、次の加工サイクルで工具Ｔ（１）を用いた加工を行う際に、飛散する切粉やクーラントがマガジン室３０内に侵入するのを防止する。

【0062】

ステップＳ２０では、コントローラ６０は、洗浄ノズル３４を停止させる。

【0063】

ステップＳ２１では、コントローラ６０は、テーブル２１に設けられた複数のチャック２２のワークＷから離間する方向に回動させ、ワークＷをアンクランプする。

【0064】

ステップＳ２２では、コントローラ６０は、前扉駆動部２６ａを制御し、前扉２６を開いて加工サイクルを終了する。

【0065】

以上の処理により、複数の工具Ｔ（Ｎ）を用いたワークＷへの加工を行いつつ、工具交換の際に、主軸４０と主軸４０に取り付けられている工具ホルダＨとの間の隙間Ｇの洗浄、使用済みの工具Ｔ（Ｎ）の工具ホルダＨのテーパ部ＴＰの洗浄、及び、次に使用される工具Ｔ（Ｎ＋１）の工具ホルダＨのテーパ部ＴＰの洗浄が行われ、これらの部位がクリーンに保たれる（ステップＳ５～Ｓ１６）。

【0066】

また、加工サイクルを終了する際には、加工に使用した全工具Ｔの工具ホルダＨを工具マガジン３１を逆方向に回転させながら再洗浄することで、工具交換時の洗浄で洗浄しきれなかった部分の洗浄が行われる（ステップＳ１７～Ｓ２２）。

【0067】

続いて、本実施形態の作用効果について説明する。

【0068】

本実施形態に係るマシニングセンタ１は、ワークＷへの加工が行われる加工室２０と工具マガジン３１が収容されるマガジン室３０との間を区画するとともに、主軸４０が通過可能な開口２７を有する仕切り２５と、開口２７に設けられる開閉可能なカバー２８と、開口２７からみて主軸４０と工具マガジン３１との間で工具交換を行う工具交換位置Ｅを挟んで反対側の位置から工具交換位置Ｅに向けて流体としてのクーラントを噴射可能な洗浄ノズル３４と、を備える。また、工具Ｔを交換する際は、カバー２８を開くとともに、洗浄ノズル３４から工具交換位置Ｅ及び開口２７を介して加工室２０に向けてクーラントを噴射するようにした。

【0069】

本実施形態によれば、工具交換位置Ｅにおいて着脱される工具ホルダＨをクーラントにより洗浄することができる。洗浄時にはカバー２８が開かれるので、クーラント及び洗浄によって除去された切粉等の異物は開口２７を介して加工室２０に向けて飛散し、主軸４０のホルダ取付け部４１やマガジン室３０内の工具ホルダＨに切粉等の異物が再付着することがない。

【0070】

したがって、本実施形態によれば、工具ホルダＨをクリーンに保つことができ、主軸４０のホルダ取付け部４１と工具ホルダＨとの間に切粉等の異物が挟まれるのを防止することができる（請求項１に対応する作用効果）。

【0071】

また、主軸４０が工具交換位置Ｅにおいて使用済みの工具Ｔの工具ホルダＨを取り外すときに洗浄ノズル３４から流体を噴射するようにしたことで、使用済みの工具Ｔの工具ホルダＨを洗浄することができ、かつ、この洗浄よるサイクルタイムの増加を抑えることができる（請求項２に対応する作用効果）。

【0072】

また、主軸４０が工具交換位置Ｅにおいて次に使用する工具Ｔの工具ホルダＨを取り付けるときに洗浄ノズル３４から流体を噴射するようにしたことで、次に使用する工具Ｔの工具ホルダＨを洗浄することができ、かつ、この洗浄によるサイクルタイムの増加を抑えることができる（請求項３に対応する作用効果）。

【0073】

また、主軸４０が加工室２０から工具交換位置Ｅまで移動するときに洗浄ノズル３４から流体を噴射するようにしたことで、マガジン室３０に向けて移動する主軸４０及びそれに取り付けられている工具ホルダＨを洗浄することができ、これらに付着している切粉等の異物がマガジン室３０内に持ち込まれるのを防止することができる。かつ、この洗浄によるサイクルタイムの増加を抑えることができる（請求項４に対応する作用効果）。

【0074】

また、主軸４０が加工室２０からマガジン室３０に移動する際、主軸４０と主軸４０に取り付けられている工具ホルダＨと間の隙間Ｇに洗浄ノズル３４から噴射される流体が当たるように主軸４０の位置を調整するようにした。これにより、当該隙間Ｇに入り込んでいる切粉等の異物を効果的に除去することができる（請求項５に対応する作用効果）。

【0075】

また、ホルダ取付け部４１からエアを噴射可能に構成し、主軸４０が工具交換位置Ｅにおいて次に使用する工具Ｔの工具ホルダＨを取り付けるときにホルダ取付け部４１から第２の流体としてのエアを噴射するようにした。これにより、ホルダ取付け部４１及び工具ホルダＨに付着している切粉等の異物をエアで吹き飛ばし、ホルダ取付け部４１と工具ホルダＨとの間に切粉等の異物が挟み込まれるのをさらに防止することができる（請求項６に対応する作用効果）。なお、上記実施形態では第２の流体としてエアを用いているが、他の流体を用いてもよい。

【0076】

また、ワークＷに対する加工が全て終了したら、カバー２８により開口２７を閉じ、洗浄ノズル３４から流体を噴射しながら工具交換時の工具マガジン３１の回転方向とは逆方向に工具マガジン３１を回転させるようにした。これにより、加工に使用した全工具Ｔの工具ホルダＨを洗浄することができる。加えて、工具交換時とは工具ホルダＨへのクーラントの当たり方が変わるので、仮に工具交換時に十分に洗浄できなかった部位があったとしても、そのような部位についても十分に洗浄することができる（請求項７に対応する作用効果）。

【0077】

また、洗浄ノズル３４を複数設け、複数の洗浄ノズル３４を、それぞれから噴射した流体が工具交換位置Ｅに配置される工具ホルダＨの異なる位置に当たるよう離間して配置するようにした。これにより、工具ホルダＨの広い範囲が洗浄されるようにすることができる（請求項８に対応する作用効果）。

【0078】

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

【0079】

例えば、本実施形態では、マシニングセンタ１が主軸４０が垂直に配置される立型であるとして説明したが、本発明が適用可能なマシニングセンタ１は立型に限定されず、主軸４０が水平に配置される横型であって適用可能である。

【0080】

また、本実施形態の上記作用効果は、ワークＷとして比較的比重の軽いアルミニウム等の軽金属を用い、かつ、クーラントとして水溶性切削液を用いると顕著となるが、ワークＷ、クーラントの種類はこれに限定されない。

【0081】

また、上記実施形態では、工具交換が行われる間、継続して洗浄ノズル３４からクーラントを噴射しているが、クーラントの噴射を断続的に行うようにしてもよい。具体的には、主軸４０を工具交換位置Ｅまで移動させるまでの間（ステップＳ９）、主軸４０から使用済みの工具Ｔ（Ｎ）の工具ホルダＨを取り外す時（ステップＳ１０）、主軸４０に次に使用する工具Ｔ（Ｎ＋１）の工具ホルダＨを取り付ける時（ステップＳ１３）といった、特定の時期においてのみクーラントを噴射するようにしてもよい。

【0082】

また、上記実施形態では、主軸４０と主軸４０に装着されている使用済みの工具Ｔ（Ｎ）の工具ホルダＨとの隙間Ｇ、使用済みの工具Ｔ（Ｎ）の工具ホルダＨ、及び、次に使用する工具Ｔ（Ｎ＋１）の工具ホルダＨの全てを洗浄しているが、必ずしも全ての洗浄を実施する必要はなく、マシニングセンタ１の仕様（要求される洗浄レベル、他の洗浄装置との関係等）に応じて、必要な洗浄を任意に組み合わせて行うようにしてもよい。

【符号の説明】

【0083】

１ ：マシニングセンタ
２０ ：加工室
２３ａ ：開口
２５ ：仕切り
２７ ：開口
２８ ：カバー
３０ ：マガジン室
３１ ：工具マガジン
３４ ：洗浄ノズル
４０ ：主軸
４１ ：ホルダ取付け部
Ｇ ：隙間
Ｈ ：工具ホルダ
Ｔ ：工具
Ｗ ：ワーク
Ｅ ：工具交換位置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】