特許 7448348 工作機械システム

(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】2024-03-04

(45)【発行日】2024-03-12

(54)【発明の名称】工作機械システム

(51)【国際特許分類】

   B23Q 11/00 20060101AFI20240305BHJP

   B23Q 17/00 20060101ALI20240305BHJP

   B23Q 17/24 20060101ALI20240305BHJP

【ＦＩ】

B23Q11/00 N

B23Q17/00 A

B23Q17/24 Z

B23Q11/00 R

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019226301

(22)【出願日】2019-12-16

(65)【公開番号】P2021094625

(43)【公開日】2021-06-24

【審査請求日】2022-10-21

(73)【特許権者】

【識別番号】390008235

【氏名又は名称】ファナック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100118913

【弁理士】

【氏名又は名称】上田 邦生

(74)【代理人】

【識別番号】100142789

【弁理士】

【氏名又は名称】柳 順一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100163050

【弁理士】

【氏名又は名称】小栗 眞由美

(74)【代理人】

【識別番号】100201466

【弁理士】

【氏名又は名称】竹内 邦彦

(72)【発明者】

【氏名】五十部 学

【審査官】亀田 貴志

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０９４４２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１３８３２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１５３８７２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｑ １１／００ － １１／１４

Ｂ２３Ｑ １７／００

Ｂ２３Ｑ １７／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

工作機械本体と、制御装置とを備え、
前記工作機械本体が、加工領域を覆うカバーと、該カバーの内側の異なる複数の箇所に配置され、加工中に発生した切粉を排出する、排出能力を変更可能な切粉排出機構と、加工中における前記工作機械本体の上方から見た平面視における前記切粉の飛散方向の情報を取得する切粉情報取得部とを備え、
該切粉情報取得部が、前記切粉の飛散方向の情報に基づいて、前記上方から見た平面視において前記切粉が最も多く飛散している方向を算出し、
前記制御装置が、前記切粉が最も多く飛散している方向に対応する前記切粉排出機構の排出能力を他の前記切粉排出機構よりも大きくするよう制御する工作機械システム。

【請求項2】

前記切粉排出機構が、洗浄液を吐出するノズルを備え、
前記制御装置が、前記切粉が最も多く飛散している方向に対応する前記ノズルからの前記洗浄液の単位時間当たりの吐出量を他の前記ノズルよりも大きくするよう制御する請求項１に記載の工作機械システム。

【請求項3】

前記切粉情報取得部が、前記カバーの内側を上方から撮影するカメラと、該カメラにより取得された画像を処理して前記切粉が最も多く飛散している方向を算出する飛散方向算出部とを備える請求項１または請求項２に記載の工作機械システム。

【請求項4】

前記飛散方向算出部が、前記カメラにより取得された前記画像を処理して前記切粉を抽出し、抽出された前記切粉の大きさおよび数に基づいて、前記最も多く飛散している方向を算出する請求項３に記載の工作機械システム。

【請求項5】

前記工作機械本体が、前記加工領域内において鉛直方向に配置される主軸を有し、
前記切粉情報取得部が、前記切粉が最も多く飛散している方向として、前記平面視において前記主軸回りの周方向に配列する複数の領域の中から１つを選択する、請求項１から請求項４のいずれかに記載の工作機械システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、工作機械システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

切粉および切削液が飛散するのを防ぐカバーを備えた工作機械であって、カバー内部の状態を検出して、切粉の付着状態および堆積状態を判定し、洗浄液の吐出方向を変更する工作機械が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－９４４２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

カバー内部に一旦堆積した切粉は、相互に絡み合って重量が増大するので、洗浄液の吐出によっても排出し難くなることがある。したがって、カバー内部に切粉が堆積する前に排出し、カバー内に残留する切粉を十分に低減することが好ましい。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様は、工作機械本体と、制御装置とを備え、前記工作機械本体が、加工領域を覆うカバーと、該カバーの内側の異なる複数の箇所に配置され、加工中に発生した切粉を排出する、排出能力を変更可能な切粉排出機構と、加工中における前記工作機械本体の上方から見た平面視における前記切粉の飛散方向の情報を取得する切粉情報取得部とを備え、該切粉情報取得部が、前記切粉の飛散方向の情報に基づいて、前記上方から見た平面視において前記切粉が最も多く飛散している方向を算出し、前記制御装置が、前記切粉が最も多く飛散している方向に対応する前記切粉排出機構の排出能力を他の前記切粉排出機構よりも大きくするよう制御する工作機械システムである。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】本開示の一実施形態に係る工作機械システムを示す全体構成図である。

【図2】図１の工作機械システムの平面図である。

【図3】図１の工作機械システムのカメラにより取得された画像の一例を示す図である。

【図4】図３の画像を解析して選択された、切粉の多く飛散している領域をハッチングで示した図である。

【図5】図４において選択された領域に対応するノズルから洗浄液を多く吐出させている状態を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

本開示の一実施形態に係る工作機械システム１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る工作機械システム１は、図１に示されるように、工作機械本体２と、制御装置３とを備えている。

【0008】

工作機械本体２は、加工対象となるワークＷ（図２，３，５参照。）を搭載するテーブル４と、コラム５に支持された主軸ヘッド６に取り付けられワークＷを加工するための工具を取り付ける主軸７とを備え、ベッド８の上に設置されている。ワークＷの加工が行われる加工領域は、加工中に発生した切粉Ａあるいは切削液が周囲へ飛散するのを防止するカバー９によって覆われている。

【0009】

ベッド８には、前側から後側に向かって下降する方向に傾斜するスロープ１０がテーブル４の両脇に設けられている。スロープ１０は、加工中に発生した切粉Ａあるいは切削液を一旦受け止めるとともに、後述するように供給される洗浄液（クーラント）Ｂによって、受け止めた切粉Ａを流下させ、カバー９の外側に排出する。

【0010】

工作機械本体２のカバー９の内部には、図２に示されるように、洗浄液Ｂを吐出するノズル（切粉排出機構）１１が複数個所に設けられている。図２に示す例では、ノズル１１は、例えば、カバー９の前面側に２個、２つのスロープ１０の上流位置、中央位置および下流位置にそれぞれ１個ずつ設けられている。各位置のノズル１１は、例えば、３方向に吐出口を有している。これにより、広範囲にわたって洗浄液Ｂを供給し、広い範囲に付着している切粉Ａ等を押し流すことができる。

【0011】

工作機械本体２は、加工中における切粉Ａの飛散方向の情報を取得する切粉情報取得部１４を備えている。切粉情報取得部１４は、カバー９の内部の主軸ヘッド６の上方において、主軸ヘッド６およびワークＷを上方から撮影するカメラ１２と、カメラ１２によって取得された画像（例えば、図３参照。）を処理する画像処理部（飛散方向算出部）１３とを備えている。カメラ１２には、画像処理部１３が接続されている。

【0012】

画像処理部１３は、画像を処理して切粉Ａを抽出し、最も多くの切粉Ａが飛散した方向を算出する。方向の情報としては、例えば、図４に示されるように、画像をノズル１１の数の領域Ｒ１から領域Ｒ８に分割し、飛散した切粉Ａの量が多い領域の番号を選択する。図４に示す例では領域Ｒ４が選択されている。選択された領域番号は制御装置３に送られる。

【0013】

制御装置３は、領域Ｒ１から領域Ｒ８に対応付けてノズル１１の情報を記憶しており、画像処理部１３により選択された領域の情報に応じて、その方向に対応するノズル１１からの洗浄液Ｂの吐出量を他のノズル１１からの吐出量よりも大きくするよう制御する。ここで、領域とノズル１１との対応付けは、１：１であってもよいし、１対多であってもよい。

【0014】

このように構成された本実施形態に係る工作機械システム１によれば、工具によるワークＷの切削が開始されると、上方に配置されたカメラ１２によって、工具およびワークＷを上方から撮影した画像が、例えば、所定のサンプリング間隔で取得される。取得された画像は画像処理部１３に送られて、画像処理される。これにより、各画像内の切粉Ａが抽出され、抽出された切粉Ａの大きさおよび数に基づいて、切粉Ａの総重量が最も多く飛散している方向を示す領域番号が選択される。

【0015】

選択された領域番号は制御装置３に送られる。制御装置３においては、送られてきた領域番号に対応するノズル１１が選択され、例えば、図５に示されるように、選択されたノズル１１からの洗浄液Ｂの単位時間当たりの吐出量を他のノズル１１よりも大きくする。これにより、大量の切粉Ａが飛散してカバー９の底部に落ちても、大量の洗浄液Ｂによって押し流されるので、切粉Ａが堆積あるいは付着する前に、切粉Ａを洗い流すことができるという利点がある。

【0016】

他のノズル１１については、選択されたノズル１１よりも小さい吐出量で洗浄液Ｂを吐出しておくことにより、少量の切粉Ａを洗い流して、堆積あるいは付着を防止することができる。

【0017】

なお、本実施形態においては、画像処理部１３により画像内の切粉Ａを抽出して、切粉Ａの大きさおよび数に基づいて、最も多く飛散している方向を算出した。画像処理部１３における画像処理の方法は、任意でよいが、例えば、予め非切削加工時の画像を取得して記憶しておき、切削加工時に取得された画像と比較することにより切粉Ａの飛散方向を推定してもよい。

【0018】

また、切粉Ａの大きさおよび数に基づいて飛散方向を算出したが、長さの長い切粉Ａは相互に絡んで堆積し易い性質があるため、画像から切粉Ａの長さを抽出し、長さの長い切粉Ａが飛散した方向のノズル１１からの吐出量を増大させてもよい。

【0019】

また、本実施形態においては、切粉排出機構として洗浄液Ｂを吐出するノズル１１を例示したが、これに限定されるものではなく、切粉Ａを吸引する吸引手段あるいは切粉Ａを搬送するチップコンベアを採用してもよい。

【符号の説明】

【0020】

１ 工作機械システム
２ 工作機械本体
３ 制御装置
９ カバー
１１ ノズル（切粉排出機構）
１２ カメラ
１３ 画像処理部（飛散方向算出部）
１４ 切粉情報取得部
Ａ 切粉
Ｂ 洗浄液

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】