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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】
(24)【登録日】2024-10-30
(45)【発行日】2024-11-08
(54)【発明の名称】工作機械およびタンク
(51)【国際特許分類】
B23Q 11/10 20060101AFI20241031BHJP
B23Q 11/00 20060101ALI20241031BHJP
B23Q 17/00 20060101ALI20241031BHJP
B01D 33/06 20060101ALI20241031BHJP
【ＦＩ】
B23Q11/10 E
B23Q11/00 U
B23Q17/00 A
B01D33/06 A
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2023208569
(22)【出願日】2023-12-11
【審査請求日】2024-01-12
【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】100150072
【弁理士】
【氏名又は名称】藤原 賢司
(72)【発明者】
【氏名】北出 雄平
(72)【発明者】
【氏名】船越 元気
【審査官】中川 康文
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１０－０１２５４６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２２－１０６４３６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２１－０２０２７３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－２１４０９５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－０１６３７３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－００９２８２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－２４０４５３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－１９０６６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－１２５５０４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－０７１６７９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特許第５５２６２５３（ＪＰ，Ｂ２）
【文献】実開平０４－０５７２０７（ＪＰ，Ｕ）
【文献】実開平０２－０４８１０２（ＪＰ，Ｕ）
【文献】実開昭６４－０３８２３６（ＪＰ，Ｕ）
【文献】米国特許出願公開第２０１６／０１２３０９７（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開平１１－０３３５３６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２２－０９０１７０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２３Ｑ １１／１０
Ｂ２３Ｑ １１／００
Ｂ２３Ｑ １７／００
Ｂ０１Ｄ ３３／０６
Ｂ０１Ｄ １９／０２
Ｂ２４Ｂ ５５／０３
Ｃ０２Ｆ １／４０
(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、前記ワークの加工に使用されたクーラントを貯留するための第１タンクと、
前記第１タンクに貯留しているクーラントを汲み上げるためのポンプと、
前記ポンプによって汲み上げられたクーラントを貯留するための第２タンクと、
前記第１タンクの内部に発生している泡とクーラントとを前記第２タンクに送るように前記ポンプを制御する制御装置と、
前記第１タンクの内部に設けられており、クーラントに含まれている異物を除去するためのフィルタ機構とを備える、工作機械。
【請求項2】
前記フィルタ機構は、外側から内側に流れ込むクーラントから前記異物を除去するように構成されているドラムフィルタである、請求項１に記載の工作機械。
【請求項3】
ワークを加工することが可能な工作機械であって、
前記ワークの加工に使用されたクーラントを貯留するための第１タンクと、
前記第１タンクに貯留しているクーラントを汲み上げるためのポンプと、
前記ポンプによって汲み上げられたクーラントを貯留するための第２タンクと、
前記第１タンクの内部に発生している泡とクーラントとを前記第２タンクに送るように前記ポンプを制御する制御装置と、
前記第２タンクに貯留している泡状のクーラントの上面の高さを検出するためのセンサとを備え、
前記制御装置は、前記泡状のクーラントの上面の高さが所定閾値に達したことに基づいて、予め定められた異常対処処理を実行する、工作機械。
【請求項4】
ワークを加工することが可能な工作機械であって、
前記ワークの加工に使用されたクーラントを貯留するための第１タンクと、
前記第１タンクに貯留しているクーラントを汲み上げるためのポンプと、
前記ポンプによって汲み上げられたクーラントを貯留するための第２タンクと、
前記第１タンクの内部に発生している泡とクーラントとを前記第２タンクに送るように前記ポンプを制御する制御装置と、
前記第２タンクの内部に貯留している液状のクーラントに対して浮くように構成されているフロート式のポンプとを備える、工作機械。
【請求項5】
前記制御装置は、前記第１タンクの内部に貯留している液状のクーラントの液面が前記ポンプの吸い込み口の上側から当該吸い込み口の下側に移動するように、または前記液面が当該吸い込み口の下側から当該吸い込み口の上側に移動するように、前記ポンプを制御する、請求項１～４のいずれか１項に記載の工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、工作機械およびタンクに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１（特開２００５－１７７９００号公報）は、チップコンベアを備えた工作機械を開示している。チップコンベアは、加工中に発生したワークの切り屑を工作機械外に排出するための搬送機構である。当該切り屑は、クーラントによって加工エリアからチップコンベアに流される。
【0003】
特許文献１に開示されるチップコンベアの内部には、濾過ドラムが設けられている。当該濾過ドラムは、当該濾過ドラムの外側から内側に流れ込むクーラントからワークの切り屑を除去するように構成されている。
【0004】
また、当該濾過ドラムの内部には、クーラントの噴射機構が複数設けられている。各噴射機構は、当該濾過ドラムの内部から外周面のフィルタに向けて洗浄用クーラントを噴射し、当該フィルタに詰まっている切り屑を飛ばす。これにより、濾過ドラムが逆洗浄され、濾過ドラムが切り屑で詰まることが防止される。特許文献１に開示されている濾過ドラムは、各噴射機構から噴射されるクーラントを互いに干渉させることなく噴出することで、逆洗浄時に発生する泡立ちを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２００５－１７７９００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
クーラントが泡立つと、工作機械の外部に漏れてしまうことがある。このようなクーラントの泡立ちは、濾過ドラムの逆洗浄時だけでなく、様々な場所で発生し得る。クーラントの泡立ちが様々な場所で発生している場合、泡立ち自体を抑制することが難しい。そのため、様々な場所で発生した泡状のクーラントに対処するための技術が望まれている。
【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が提供される。上記工作機械は、上記ワークの加工に使用されたクーラントを貯留するための第１タンクと、上記第１タンクに貯留しているクーラントを汲み上げるためのポンプと、上記ポンプによって汲み上げられたクーラントを貯留するための第２タンクと、上記第１タンクの内部に発生している泡とクーラントとを上記第２タンクに送るように上記ポンプを制御するための制御装置とを備える。処理を実行する。
【0008】
本開示の一例では、上記工作機械は、さらに、上記第１タンクの内部に設けられている。クーラントに含まれている異物を除去するためのフィルタ機構を備える。
【0009】
本開示の一例では、上記フィルタ機構は、外側から内側に流れ込むクーラントから上記異物を除去するように構成されているドラムフィルタである。
【0010】
本開示の一例では、上記制御する処理は、上記第１タンクの内部に貯留している液状のクーラントの液面が上記ポンプの吸い込み口を通過するように上記ポンプを制御することを含む。
【0011】
本開示の一例では、上記工作機械は、上記第２タンクに貯留している泡状のクーラントの上面の高さを検出するためのセンサを備える。上記制御装置は、上記泡状のクーラントの上面の高さが所定閾値に達したことに基づいて、予め定められた異常対処処理を実行する。
【0012】
本開示の一例では、上記工作機械は、さらに、上記第２タンクの内部に貯留している液状のクーラントに対して浮くように構成されているフロート式のポンプを備える。
【0013】
本開示の他の例では、工作機械によるワークの加工に使用されたクーラントを貯留することが可能なタンクが提供される。上記工作機械は、上記タンクに貯留しているクーラントを汲み上げるためのポンプと、上記ポンプによって汲み上げられたクーラントを貯留するための他のタンクとを備える。上記タンクは、上記ポンプが制御されることで、当該タンクの内部に発生している泡とクーラントとを上記他のタンクに送るように構成されている。
【0014】
本開示の他の例では、工作機械で用いられるタンクが提供される。上記工作機械は、ワークの加工に使用されたクーラントを貯留するための他のタンクと、上記他のタンクに貯留しているクーラントを上記タンクに送るためのポンプとを備える。上記タンクは、上記ポンプが制御されることで、上記他のタンクの内部に発生している泡とクーラントとが送られるように構成されている。
【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】泡状クーラントの集約機構を概略的に示す概念図である。
【図3】チップコンベアの外観を示す図である。
【図4】チップコンベアの断面を示す図である。
【図5】クーラントの循環機構の一例を示す図である。
【図6】ＯＮ／ＯＦＦ制御モードを説明するための図である。
【図7】フロートポンプを説明するための図である。
【図8】工作機械における駆動機構の構成例を示す図である。
【図9】制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図10】ＯＮ／ＯＦＦ制御の流れを示すフローチャートである。
【図11】異常監視処理の流れを示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】
【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。工作機械１００は、横形のマシニングセンタであってもよいし、立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、その他の切削機械、研削機械、複合加工機、５軸加工機などであってもよい。また、工作機械１００は、除去加工のみを行うものに限られず、除去加工に加えて付加加工を行うものであってもよい。
【0020】
工作機械１００は、たとえば、カバー体１３０と、チップコンベア１５０と、操作盤３００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、ワークの加工エリアＡＲを区画形成している。
【0021】
工作機械１００は、加工エリアＡＲにクーラントを吐出しながらワークを加工する。加工に用いられたクーラントは、ワークの切り屑を加工エリアＡＲからチップコンベア１５０に流される。チップコンベア１５０は、クーラントからワークの切り屑を分離し、当該切り屑を排出口２７から工作機械１００の外に排出する。ワークの切り屑を除去したクーラントは、ワークの加工に再利用される。チップコンベア１５０の詳細については後述する。
【0022】
操作盤３００は、汎用のコンピュータであり、加工に関する各種情報を表示するためのディスプレイ３０６を有する。ディスプレイ３０６は、たとえば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ、またはその他の表示機器である。また、ディスプレイ３０６は、タッチパネルを備え、工作機械１００に対する各種操作をタッチ操作で受け付ける。
【0023】
＜Ｂ．泡状クーラントの収集機構＞
工作機械１００は、加工エリアＡＲにクーラントを吐出しながらワークを加工する。このとき、クーラントは、様々な要因で泡立つ。一例として、クーラントは、壁やワークに吐出した際に泡状になったり、機内を流れる過程で泡状になったりする。このようなクーラントの泡立ちは、様々な場所で発生し得る。そこで、実施の形態に従う工作機械１００は、泡状クーラントを一箇所に集約する機構を有する。
工作機械１００は、加工エリアＡＲにクーラントを吐出しながらワークを加工する。このとき、クーラントは、様々な要因で泡立つ。一例として、クーラントは、壁やワークに吐出した際に泡状になったり、機内を流れる過程で泡状になったりする。このようなクーラントの泡立ちは、様々な場所で発生し得る。そこで、実施の形態に従う工作機械１００は、泡状クーラントを一箇所に集約する機構を有する。
【0024】
図２は、泡状クーラントの集約機構を概略的に示す概念図である。図２に示されるように、工作機械１００は、上述の加工エリアＡＲと、タンク１１（第１タンク）と、タンク１２（第２タンク）と、制御装置５０と、ポンプ１５２，１６０とを備える。
【0025】
タンク１１は、ワークの加工に使用されたクーラントを貯留するように構成されている。ワークの加工中にはクーラントが泡立つため、タンク１１には、液状クーラントＣＬＬだけでなく、泡状クーラントＣＬＢが貯まる。
【0026】
ポンプ１５２は、タンク１１の内部に設けられており、タンク１１に貯留しているクーラントを汲み上げるように構成されている。ポンプ１５２によって汲み上げられたクーラントは、タンク１２に送られる。タンク１２は、タンク１１から送られたクーラントを貯留するように構成されている。
【0027】
制御装置５０は、工作機械１００の制御するための装置である。制御装置５０は、タンク１１の内部に発生している泡状クーラントＣＬＢをタンク１２に送るようにポンプ１５２を制御する。これにより、泡状クーラントＣＬＢがタンク１２に集められる。したがって、作業者は、泡状クーラントが工作機械１００の外部に漏れることを防ぐために、タンク１２内にある泡状クーラントＣＬＢに対処するだけでよくなる。作業者は、たとえば、タンク１２内に消泡剤を投入することで、泡状クーラントＣＬＢを消失させることができる。
【0028】
好ましくは、工作機械１００は、タンク１１の内部に貯留している液状クーラントＣＬＬの液面ＬＳがポンプ１５２の吸い込み口ＳＰを通過するようにポンプ１５２を制御する。液面ＬＳは、液状クーラントＣＬＬと、泡状クーラントＣＬＢとの境界面に相当する。
【0029】
なお、制御装置５０は、液面ＬＳが吸い込み口ＳＰの上側から下側に変化するようにポンプ１５２を制御してもよいし、液面ＬＳが吸い込み口ＳＰの下側から上側に変化するようにポンプ１５２を制御してもよい。図２の例では、制御装置５０は、液面ＬＳが吸い込み口ＳＰの上側から下側に変化するようにポンプ１５２を制御している。
【0030】
液状クーラントＣＬＬの液面ＬＳがポンプ１５２の吸い込み口ＳＰを通過することで、液状クーラントＣＬＬに対して浮いている泡状クーラントＣＬＢが吸い込み口ＳＰから吸引される。その結果、泡状クーラントＣＬＢがタンク１１からタンク１２により確実に送られる。
【0031】
なお、工作機械１００が１つのタンク１１のみを備える場合には、液状クーラントＣＬＬの液面ＬＳが吸い込み口ＳＰよりも下側になると、液状クーラントＣＬＬは、加工エリアＡＲに供給されないことになる。この場合、ワークの加工を停止する必要がある。
【0032】
一方で、２つのタンク１１，１２が工作機械１００に設けられることで、液状クーラントＣＬＬの液面ＬＳが吸い込み口ＳＰよりも下側になったとしても、工作機械１００は、液状クーラントＣＬＬをタンク１２から加工エリアＡＲに供給し続けることができる。そのため、工作機械１００は、加工エリアＡＲにクーラントを供給し続けつつ、泡状クーラントＣＬＢをタンク１２に集約することができる。
【0033】
＜Ｃ．チップコンベア１５０の構成＞
次に、図３および図４を参照して、上述の図１に示されるチップコンベア１５０について説明する。図３は、チップコンベア１５０の外観を示す図である。図４は、チップコンベア１５０の断面を示す図である。
次に、図３および図４を参照して、上述の図１に示されるチップコンベア１５０について説明する。図３は、チップコンベア１５０の外観を示す図である。図４は、チップコンベア１５０の断面を示す図である。
【0034】
チップコンベア１５０は、たとえば、加工エリアを区画形成するカバー体１３０に併設されている。チップコンベア１５０は、加工エリアから排出されるワークの切り屑およびクーラントを受ける。
【0035】
チップコンベア１５０は、上述のタンク１１を有する。タンク１１は、クーラントを貯留可能なように構成されている。チップコンベア１５０は、クーラントに含まれているワークの切り屑をチップバケット（図示しない）に搬送するとともに、クーラントを濾過することにより清浄なクーラントをタンク１１に排出する。
【0036】
チップコンベア１５０は、カバー体２１をさらに有する。カバー体２１は、チップコンベア１５０の外観を成す。カバー体２１は、内部に空間を形成する筐体形状を有する。
【0037】
カバー体２１は、その構成部位として、水平部２２と、切り屑受け入れ部２３と、立ち上がり部２６と、排出口２７とを有する。
【0038】
水平部２２は、タンク１１内に載置されている。水平部２２は、水平方向に延在する板形状の外観を有する。立ち上がり部２６は、水平部２２の長手方向における一方端から立ち上がり、斜め上方向に延伸する。
【0039】
切り屑受け入れ部２３は、水平部２２に設けられている。切り屑受け入れ部２３は、水平部２２の頂面上に設けられた筐体から構成されている。切り屑受け入れ部２３には、接続口２４が設けられている。接続口２４は、切り屑受け入れ部２３を貫通する貫通孔からなる。切り屑受け入れ部２３には、接続口２４を通じて、切り屑搬送装置１３が接続されている。切り屑搬送装置１３は、たとえば、一方向に延びる樋体と、その樋体に設置されるスパイラルコンベアとを含んで構成されている。
【0040】
排出口２７は、水平部２２から斜め上方向に延伸する先の立ち上がり部２６の端部に設けられている。排出口２７は、鉛直下方向に向けて開口するカバー体２１の開口部からなる。排出口２７の下方には、切り屑を回収するためのチップバケット（図示しない）が設置される。加工エリアから排出されたワークの切り屑は、切り屑受け入れ部２３よりカバー体２１内に受け入れられる。切り屑は、続いて説明する切り屑搬送機構によりカバー体２１の内部で搬送され、排出口２７より排出されてチップバケットに回収される。
【0041】
チップコンベア１５０は、切り屑搬送部３５をさらに有する。切り屑搬送部３５は、カバー体２１に収容されている。切り屑搬送部３５は、カバー体２１内で切り屑を搬送するための装置である。
【0042】
より具体的には、切り屑搬送部３５は、一対の無端チェーン３４と、駆動スプロケット３７と、従動スプロケット３８とを有する。
【0043】
駆動スプロケット３７は、水平部２２から斜め上方向に延伸する先の立ち上がり部２６の端部に設けられている。駆動スプロケット３７は、排出口２７の上方に配置されている。駆動スプロケット３７は、図４の紙面に直交する方向（以下、この方向を「チップコンベア１５０の幅方向」ともいう）に延びる軸を中心に回転可能に支持されている。駆動スプロケット３７には、後述のモータＭＤ（図８参照）の出力軸が連結されている。駆動スプロケット３７は、モータＭＤから動力が伝達されることにより回転する。
【0044】
従動スプロケット３８は、水平部２２および立ち上がり部２６の間の屈曲部分に設けられている。従動スプロケット３８は、チップコンベア１５０の幅方向に延びる軸（軸ＡＸ１）を中心に回転可能に支持されている。
【0045】
一対の無端チェーン３４は、チップコンベア１５０の幅方向に距離を隔てて平行に配置されている。無端チェーン３４は、駆動スプロケット３７および従動スプロケット３８に掛け回されるとともに、複数のガイド部材によって案内されている。駆動スプロケット３７が回転すると、無端チェーン３４は、図４中の矢印Ａ（ハッチングが付された矢印）に示す方向に回動する。
【0046】
チップコンベア１５０は、フィルタ機構３９をさらに有する。フィルタ機構３９は、タンク１１の内部に設けられており、加工エリアからタンク１１に流れ込んだクーラントから、ワークの切り屑などの異物を除去する。これにより、加工エリアから受け入れたクーラントが濾過され、清浄なクーラントがカバー体２１内からタンク１１に排出される。
【0047】
フィルタ機構３９は、たとえば、ドラムフィルタ４６を有する。ドラムフィルタ４６は、カバー体２１に収容されている。ドラムフィルタ４６は、水平部２２および立ち上がり部２６の間の屈曲部分に設けられている。ドラムフィルタ４６は、外側から内側に流れ込むクーラントから切り屑などの異物を除去するように構成されている。ドラムフィルタ４６は、たとえば、円筒形状を有し、その内側に内部空間４７を形成している。
【0048】
ドラムフィルタ４６は、その中心軸がチップコンベア１５０の幅方向に延びるように配置されている。ドラムフィルタ４６は、その中心軸が、従動スプロケット３８の回転中心である軸ＡＸ１と一致するように配置されている。ドラムフィルタ４６は、軸ＡＸ１の軸方向における両端において、従動スプロケット３８に接続されている。
【0049】
なお、上述では、フィルタ機構３９がドラムフィルタ４６を有する例について説明を行ったが、フィルタ機構３９は、ドラムフィルタ４６に限定されない。一例として、フィルタ機構３９は、矩形のフィルタで構成されてもよいし、円形のフィルタで構成されてもよい。
【0050】
カバー体２１には、クーラント排出部２８が形成されている。クーラント排出部２８は、カバー体２１を貫通する貫通孔からなる。クーラント排出部２８は、ドラムフィルタ４６の内部空間４７と、カバー体２１の外側の外部空間とを連通させるように設けられている。切り屑受け入れ部２３を通じてカバー体２１内に受け入れられたクーラントは、ドラムフィルタ４６の内部空間４７に進入することにより濾過される。濾過されたクーラントは、クーラント排出部２８を通じてタンク１１に排出される。
【0051】
【0052】
工作機械１００は、クーラントの循環機構の構成として、タンク１１と、タンク１２と、吐出部１２５と、チップコンベア１５０と、水位センサ１５１と、ポンプ１５２と、水位センサ１５５と、ポンプ１６０と、流路Ｒ１，Ｒ２Ａ～Ｒ２Ｃ，Ｒ３とを含む。
【0053】
吐出部１２５は、加工エリアＡＲの内部に設けられており、ワークや加工エリアＡＲにクーラントを吐出する。これにより、吐出部１２５は、ワークの加工により生じた切り屑をチップコンベア１５０に排出する。吐出部１２５は、１つ以上の吐出機構で構成される。図５の例では、吐出部１２５は、吐出機構１２５Ａ～１２５Ｃで構成されている。
【0054】
タンク１２には、クーラントが貯蔵されている。タンク１２は、流路Ｒ１の一端に繋がっている。流路Ｒ１の他端は、流路Ｒ２Ａ～Ｒ２Ｃに分岐している。
【0055】
流路Ｒ２Ａは、吐出機構１２５Ａと繋がっている。吐出機構１２５Ａは、たとえば、流路Ｒ２Ａに繋がっているクーラントノズル（図示しない）を有し、流路Ｒ２Ａに圧送されたクーラントを当該クーラントノズルから主軸に向けて吐出する。主軸は、工具を回転する工具主軸であってもよいし、ワークを回転するワーク主軸であってもよい。クーラントが主軸に吐出されることで、主軸に付着したワークの切り屑がチップコンベア１５０に排出される。
【0056】
流路Ｒ２Ｂは、吐出機構１２５Ｂと繋がっている。吐出機構１２５Ｂは、加工エリアＡＲの天井に設けられている。吐出機構１２５Ｂは、流路Ｒ２Ｂに圧送されたクーラントを加工エリアＡＲ全体に向けて吐出する。これにより、加工エリアＡＲ内にあるワークの切り屑がチップコンベア１５０に排出される。
【0057】
流路Ｒ２Ｃは、吐出機構１２５Ｃと繋がっている。吐出機構１２５Ｃは、流路Ｒ２Ｃに圧送されたクーラントをベッドＢＤの壁面に向けて吐出する。これにより、ベッドＢＤ上に溜まっている切り屑がチップコンベア１５０に排出される。
【0058】
ポンプ１６０は、その駆動に伴って、上述のタンク１２に貯留されたクーラントを流路Ｒ１に圧送する。これにより、ポンプ１６０は、タンク１２から吐出部１２５にクーラントを送る。
【0059】
なお、流路Ｒ２Ａ～Ｒ２Ｃのそれぞれにはバルブが設けられてもよい。当該バルブは、タンク１２から吐出機構１２５Ａ～１２５Ｃに向けて圧送されるクーラントの流量を制御する制御弁である。なお、当該バルブは、必ずしも流路Ｒ２Ａ～Ｒ２Ｃ上に設けられる必要はなく、ポンプ１６０と一体的に構成されてもよい。
【0060】
上述の通り、チップコンベア１５０は、タンク１１と、フィルタ機構３９とを有する。フィルタ機構３９は、クーラントに含まれる切り屑などの異物を捕獲可能に構成されている。フィルタ機構３９を通過したクーラントは、チップコンベア１５０のカバー体２１内からタンク１１に排出される。これにより、タンク１１は、加工エリアＡＲに吐出されたクーラントを受ける。
【0061】
タンク１１の内部には、水位センサ１５１が設けられている。好ましくは、水位センサ１５１は、フィルタ機構３９を通過するクーラントの流れの方向においてフィルタ機構３９よりも下流側に配置される。水位センサ１５１としては、タンク１１内の液状クーラントの水位に相関する物理量を検出可能なセンサであれば任意の種類のセンサが採用され得る。一例として、水位センサ１５１は、フロートスイッチであってもよいし、重量センサであってもよいし、その他のセンサであってもよい。
【0062】
また、タンク１１には、クーラントを汲み上げるためのポンプ１５２が設けられている。好ましくは、ポンプ１５２は、フィルタ機構３９を通過するクーラントの流れの方向においてフィルタ機構３９よりも下流側のクーラントを汲み上げるように構成されている。ポンプ１５２は、フィルタ機構３９を通過したクーラントを汲み上げ、流路Ｒ３を通じて当該クーラントをタンク１２に送る。タンク１２内のクーラントは、ポンプ１６０によって流路Ｒ１を再び圧送される。
【0063】
タンク１２の内部には、水位センサ１５５が設けられている。水位センサ１５５は、タンク１２内の泡状クーラントの上面の高さを検出するためのセンサである。水位センサ１５５としては、タンク１２内の泡状クーラントの上面の高さに相関する物理量を検出可能なセンサであれば任意の種類のセンサが採用され得る。一例として、水位センサ１５５は、距離センサであってもよいし、その他のセンサであってもよい。
【0064】
【0065】
ＯＮ／ＯＦＦ制御モードでは、制御装置５０は、タンク１１内の水位ＣＨが閾値ｔｈ１，ｔｈ２の間で増減するようにポンプ１５２を制御する。
【0066】
より具体的には、まず、制御装置５０は、ポンプ１５２をＯＦＦにする。これにより、タンク１１からタンク１２へのクーラントの排出が停止する。一方で、制御装置５０は、加工中には上述のポンプ１６０を駆動し続ける。これにより、タンク１２のクーラントが工作機械１００内の加工エリアＡＲに吐出され、ワークの加工に使用されたクーラントは、タンク１１に貯留する。結果として、タンク１１内のクーラント量は増加していき、タンク１２内のクーラント量は減少していく。このとき、制御装置５０は、タンク１１内における水位ＣＨを上述の水位センサ１５１から定期的に取得し、水位ＣＨが閾値ｔｈ１を上回ったか否かを判断する。閾値ｔｈ１は、ポンプ１５２の吸い込み口ＳＰの位置よりも高い位置に設定されている。閾値ｔｈ１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。
【0067】
制御装置５０は、水位ＣＨが閾値ｔｈ１を上回ったと判断した場合、ポンプ１５２を駆動する。このとき、制御装置５０は、タンク１１からタンク１２へのクーラントの排出量がタンク１２から加工エリアＡＲへのクーラントの吐出量よりも多くなるようにポンプ１５２を制御する。一例として、制御装置５０は、設定可能な内の最大回転数（たとえば、５０Ｈｚ～６０Ｈｚ）でポンプ１５２を駆動する。これにより、タンク１１内のクーラント量は減少していき、タンク１２内のクーラント量は増加していく。
【0068】
次に、制御装置５０は、上述の水位センサ１５１の出力値に基づいて、タンク１１内における水位ＣＨが閾値ｔｈ２を下回ったか否かを判断する。閾値ｔｈ２は、ポンプ１５２の吸い込み口ＳＰの位置よりも低い位置に設定されている。閾値ｔｈ２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。制御装置５０は、タンク１１内のクーラント量が閾値ｔｈ２を下回ったと判断した場合、ポンプ１５２の駆動を停止する。
【0069】
以上のように、制御装置５０は、ＯＮ／ＯＦＦ制御モードでは、タンク１１内の水位ＣＨが閾値ｔｈ１，ｔｈ２の間で増減するようにポンプ１５２を制御する。これにより、タンク１１内の液面の高さが変動し、タンク１１内の液面に浮遊している油や、泡状クーラントＣＬＢが、ポンプ１５２の吸い込み口ＳＰからタンク１２に排出される。
【0070】
【0071】
図７に示されるように、タンク１２の内部にはフロートポンプ１７０が設けられている。フロートポンプ１７０は、タンク１２の内部に貯留している液状クーラントＣＬＬに対して浮くように構成されているフロート式のポンプである。フロートポンプ１７０は、液状クーラントＣＬＬの液面に浮いているため、液状クーラントＣＬＬ上に浮遊している油分や、泡状クーラントＣＬＢを吸引することができる。
【0072】
吸引された油分や泡状クーラントＣＬＢは、フロートポンプ１７０に接続されている排出管（図示しない）を通じて、工作機械１００の外部に排出される。好ましくは、吸引された油分や泡状クーラントＣＬＢは、異物の分離装置に排出される。異物が分離されたクーラントは、ワークの加工に再利用される。
【0073】
【0074】
図８に示されるように、工作機械１００は、駆動機構に係る構成として、制御装置５０と、モータドライバ１１１Ａ～１１１Ｄと、モータＭＡ～ＭＤと、上述のポンプ１５２，１６０と、上述のフロートポンプ１７０と、上述のチップコンベア１５０とを含む。
【0075】
上述のように、ポンプ１５２は、流路Ｒ３（図５参照）にクーラントを圧送するための装置である。ポンプ１５２には、モータＭＡが接続されている。モータＭＡ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。
【0076】
モータＭＡは、モータドライバ１１１Ａによって駆動される。モータドライバ１１１Ａは、制御回路およびインバータなどで構成される。モータドライバ１１１Ａは、制御装置５０から制御信号の入力を受け、当該制御信号に応じた周波数の交流電流をモータＭＡに出力する。これにより、モータＭＡの回転数が変化し、上述の流路Ｒ３に圧送されるクーラントの流量が制御される。
【0077】
上述のように、ポンプ１６０は、流路Ｒ１（図５参照）にクーラントを圧送するための装置である。ポンプ１６０には、モータＭＢが接続されている。モータＭＢ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。
【0078】
モータＭＢは、モータドライバ１１１Ｂによって駆動される。モータドライバ１１１Ｂは、制御回路およびインバータなどで構成される。モータドライバ１１１Ｂは、制御装置５０から制御信号の入力を受け、当該制御信号に応じた周波数の交流電流をモータＭＢに出力する。これにより、モータＭＢの回転数が変化し、上述の流路Ｒ１に圧送されるクーラントの流量が制御される。
【0079】
上述のように、フロートポンプ１７０は、タンク１２の内部に貯留している液状クーラントＣＬＬに対して浮くように構成されているフロート式のポンプである。フロートポンプ１７０には、モータＭＣが接続されている。モータＭＣ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。
【0080】
モータＭＣは、モータドライバ１１１Ｃによって駆動される。モータドライバ１１１Ｃは、制御回路およびインバータなどで構成される。モータドライバ１１１Ｃは、制御装置５０から制御信号の入力を受け、当該制御信号に応じた周波数の交流電流をモータＭＣに出力する。これにより、モータＭＣの回転数が変化し、タンク１２から吸い上げられるクーラントの流量が制御される。
【0081】
上述のチップコンベア１５０（図４参照）には、モータＭＤが接続されている。モータＭＤ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。
【0082】
モータＭＤは、モータドライバ１１１Ｄによって駆動される。モータドライバ１１１Ｄは、制御回路およびインバータなどで構成される。モータドライバ１１１Ｄは、制御装置５０から制御信号の入力を受け、当該制御信号に応じた周波数の交流電流をモータＭＤに出力する。これにより、モータＭＤの回転数が変化し、チップコンベア１５０におけるコンベアの回転速度が制御される。
【0083】
【0084】
制御装置５０は、工作機械１００を制御するための装置である。制御装置５０の装置構成は、任意である。制御装置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。一例として、制御装置５０は、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）と、ＣＮＣ（Computer Numerical Control）との少なくとも１つを含む。
【0085】
制御装置５０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。
【0086】
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。
【0087】
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。
【0088】
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。
【0089】
通信インターフェイス２０５は、フィールドネットワークを用いて外部機器と定周期通信を行なうためのインターフェイスである。フィールドネットワークとしては、たとえば、ＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）、ＥｔｈｅｒＮｅｔ／ＩＰ（登録商標）、ＣＣ－Ｌｉｎｋ（登録商標）、またはＣｏｍｐｏＮｅｔ（登録商標）などが採用される。制御装置５０は、たとえば、通信インターフェイス３０５を介して、上述のポンプ１５２、上述のポンプ１６０、および上述のフロートポンプ１７０などとの通信を実現する。
【0090】
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および設定パラメータ２２４などの各種情報を格納する。設定パラメータ２２４には、制御プログラム２２２の実行時に参照される各種パラメータが規定される。一例として、設定パラメータ２２４は、上述の閾値ｔｈ１，ｔｈ２（図６参照）や後述の閾値ｔｈ３（図１１参照）などを規定している。
【0091】
制御プログラム２２２および設定パラメータ２２４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。
【0092】
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。
【0093】
【0094】
図１０に示される処理は、制御装置５０が上述の制御プログラム２２２を実行することにより行われる。なお、図１０に示される処理の一部または全部は、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。
【0095】
ステップＳ１１０において、制御装置５０は、上述のポンプ１５２をＯＦＦにする。これにより、タンク１１からタンク１２へのクーラントの排出が停止する。一方で、制御装置５０は、加工中には上述のポンプ１６０を駆動し続ける。結果として、タンク１１内のクーラント量は増加していき、タンク１２内のクーラント量は減少していく。
【0096】
ステップＳ１２０において、制御装置５０は、上述の水位センサ１５１の出力値に基づいて、タンク１１内の水位ＣＨが閾値ｔｈ１を超えたか否かを判断する。上述のように、閾値ｔｈ１は、ポンプ１５２の吸い込み口ＳＰの位置よりも高い位置に設定されている。制御装置５０は、タンク１１内の水位ＣＨが閾値ｔｈ１を超えたと判断した場合（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）、制御装置５０は、ステップＳ１２０の処理を再び実行する。
【0097】
ステップＳ１２２において、制御装置５０は、上述のポンプ１５２をＯＮにする。これにより、タンク１１内のクーラントは、タンク１２に排出される。一方で、制御装置５０は、加工中には上述のポンプ１６０を駆動し続ける。このとき、制御装置５０は、タンク１１からタンク１２へのクーラントの排出量がタンク１２から加工エリアＡＲへのクーラントの吐出量よりも多くなるようにポンプ１５２を制御する。結果として、タンク１１内のクーラント量は減少していき、タンク１２内のクーラント量は増加していく。
【0098】
ステップＳ１３０において、制御装置５０は、上述の水位センサ１５１の出力値に基づいて、タンク１１内の水位ＣＨが閾値ｔｈ２を下回ったか否かを判断する。上述のように、閾値ｔｈ２は、ポンプ１５２の吸い込み口ＳＰの位置よりも低い位置に設定されている。制御装置５０は、タンク１１内の水位ＣＨが閾値ｔｈ２を下回ったと判断した場合（ステップＳ１３０においてＹＥＳ）、制御をステップＳ１１０に戻す。そうでない場合には（ステップＳ１３０においてＮＯ）、制御装置５０は、ステップＳ１３０の処理を再び実行する。
【0099】
＜Ｊ．異常監視処理に係るフローチャート＞
上述のように、工作機械１００は、泡状クーラントＣＬＢをタンク１１からタンク１２に集約する。このとき、工作機械１００は、タンク１２内における泡状クーラントＣＬＢの量を監視し、泡状クーラントＣＬＢの量が閾値に達した場合に、予め定められた異常対処処理を実行する。
上述のように、工作機械１００は、泡状クーラントＣＬＢをタンク１１からタンク１２に集約する。このとき、工作機械１００は、タンク１２内における泡状クーラントＣＬＢの量を監視し、泡状クーラントＣＬＢの量が閾値に達した場合に、予め定められた異常対処処理を実行する。
【0100】
【0101】
図１１に示される処理は、制御装置５０が上述の制御プログラム２２２を実行することにより行われる。なお、図１１に示される処理の一部または全部は、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。
【0102】
ステップＳ１５０において、制御装置５０は、上述の水位センサ１５５の出力値に基づいて、タンク１２内の泡状クーラントの上面の高さが所定の閾値ｔｈ３に達したか否かを判断する。制御装置５０は、タンク１２内の泡状クーラントの上面の高さが所定の閾値ｔｈ３に達したと判断した場合（ステップＳ１５０においてＹＥＳ）、制御をステップＳ１５２に切り替える。そうでない場合には（ステップＳ１５０においてＮＯ）、制御装置５０は、ステップＳ１５０の処理を再び実行する。
【0103】
ステップＳ１５２において、制御装置５０は、予め定められた異常対処処理を実行する。一例として、当該異常対処処理は、タンク１２内の泡状クーラントの量が許容量を超えたことを作業者に知らせるための報知処理を含む。当該報知処理は、たとえば、異常発生を示すメッセージを上述のディスプレイ３０６に表示することで実現される。あるいは、当該報知処理は、工作機械１００に設けられている異常ランプ（図示しない）を点灯することで実現される。
【0104】
異常対処処理の他の例として、制御装置５０は、上述のフロートポンプ１７０（図７参照）の駆動を開始する処理を含む。これにより、タンク１２に溜まっている泡状クーラントがタンク１２の外部に排出される。なお、フロートポンプ１７０は、異常対処処理時にのみ駆動されていてもよいが、常に駆動されていてもよい。
【0105】
異常対処処理の他の例として、制御装置５０は、工作機械１００を停止する処理を含む。これにより、工作機械１００は、泡状クーラントがタンク１２から溢れることを防止することができる。
【0106】
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】
【0107】
１１ タンク、１２ タンク、１３ 切り屑搬送装置、２０ ＣＰＵユニット、２１ カバー体、２２ 水平部、２３ 切り屑受け入れ部、２４ 接続口、２６ 立ち上がり部、２７ 排出口、２８ クーラント排出部、３４ 無端チェーン、３５ 切り屑搬送部、３７ 駆動スプロケット、３８ 従動スプロケット、３９ フィルタ機構、４６ ドラムフィルタ、４７ 内部空間、５０ 制御装置、１００ 工作機械、１１１Ａ モータドライバ、１１１Ｂ モータドライバ、１１１Ｃ モータドライバ、１１１Ｄ モータドライバ、１２５ 吐出部、１２５Ａ 吐出機構、１２５Ｂ 吐出機構、１２５Ｃ 吐出機構、１３０ カバー体、１５０ チップコンベア、１５１ 水位センサ、１５２ ポンプ、１５５ 水位センサ、１６０ ポンプ、１７０ フロートポンプ、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、２２４ 設定パラメータ、３００ 操作盤、３０５ 通信インターフェイス、３０６ ディスプレイ、ＡＲ 加工エリア、ＡＸ１ 軸、ＢＤ ベッド、ＣＨ 水位、ＣＬＢ 泡状クーラント、ＣＬＬ 液状クーラント、ＬＳ 液面、ＭＡ モータ、ＭＢ モータ、ＭＣ モータ、ＭＤ モータ、Ｒ１ 流路、Ｒ２Ａ 流路、Ｒ２Ｂ 流路、Ｒ２Ｃ 流路、Ｒ３ 流路、ＳＰ 吸い込み口、ｔｈ１ 閾値、ｔｈ２ 閾値、ｔｈ３ 閾値。
【要約】
【課題】様々な場所で発生した泡状のクーラントに対処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、ワークの加工に使用されたクーラントを貯留するための第１タンクと、第１タンクに貯留しているクーラントを汲み上げるためのポンプと、ポンプによって汲み上げられたクーラントを貯留するための第２タンクと、第１タンクの内部に発生している泡とクーラントとを第２タンクに送るようにポンプを制御するための制御装置とを備える。
【選択図】図２
【解決手段】ワークを加工することが可能な工作機械は、ワークの加工に使用されたクーラントを貯留するための第１タンクと、第１タンクに貯留しているクーラントを汲み上げるためのポンプと、ポンプによって汲み上げられたクーラントを貯留するための第２タンクと、第１タンクの内部に発生している泡とクーラントとを第２タンクに送るようにポンプを制御するための制御装置とを備える。
【選択図】図２
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
