特許 7602611 工作機械、工作機械の制御方法、および工作機械の制御プログラム

(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】2024-12-10

(45)【発行日】2024-12-18

(54)【発明の名称】工作機械、工作機械の制御方法、および工作機械の制御プログラム

(51)【国際特許分類】

   B23Q 11/00 20060101AFI20241211BHJP

   B23Q 11/10 20060101ALI20241211BHJP

   B23Q 17/00 20060101ALI20241211BHJP

   B04C 5/14 20060101ALI20241211BHJP

   B04C 11/00 20060101ALI20241211BHJP

   B04C 5/185 20060101ALI20241211BHJP

【ＦＩ】

B23Q11/00 U

B23Q11/10 E

B23Q17/00 A

B04C5/14

B04C11/00

B04C5/185

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2023222461

(22)【出願日】2023-12-28

【審査請求日】2024-07-29

【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】船越 元気

【審査官】小川 真

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－１４３７２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２０９１７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２３－１００３４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６４－０５１１１４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｑ １１／００

Ｂ２３Ｑ １１／１０

Ｂ２３Ｑ １７／００

Ｂ２４Ｂ ５５／０３

Ｂ０４Ｃ ５／１４

Ｂ０４Ｃ １１／００

Ｂ０４Ｃ ５／１８５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

クーラントを吐出しながら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より生じるスラッジを含有しているクーラントを溜めるための第１貯留部と、
前記第１貯留部から供給されるクーラントを遠心力により、清浄なクーラントと汚れたクーラントとに分離するためのサイクロンフィルタと、
前記工作機械を制御するための制御部とを備え、
前記サイクロンフィルタは、
前記清浄なクーラントを流出させるための第１流出管と、
前記汚れたクーラントを流出させるための第２流出管と、
前記第２流出管を流れる前記汚れたクーラントの流量を制限するための絞り機構と、
前記第２流出管を流れる前記汚れたクーラントの流量を検出するための流量センサとを含み、
前記制御部は、前記流量センサによって検出される前記流量が所定量を下回ったことに基づいて、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2】

前記工作機械は、さらに、前記第２流出管から流れ出る前記汚れたクーラントを溜めるための第２貯留部を備え、
前記第２流出管の流出口は、前記第２貯留部に溜められる前記汚れたクーラントに浸かるように配管されている、請求項１に記載の工作機械。

【請求項3】

前記工作機械は、さらに、前記第２貯留部に溜められている前記汚れたクーラントからスラッジを回収するための回収機構を備える、請求項２に記載の工作機械。

【請求項4】

前記第２貯留部の底面は、水平面に対して傾いている、請求項２または３に記載の工作機械。

【請求項5】

前記絞り機構は、テーパー管路を含み、
前記テーパー管路は、前記汚れたクーラントが流れる方向に沿って内径が短くなるように構成されている、請求項１または２に記載の工作機械。

【請求項6】

前記絞り機構は、複数の前記テーパー管路を含み、
複数の前記テーパー管路の各々は、鉛直方向に沿って同軸上に並べて繋げられている、請求項５に記載の工作機械。

【請求項7】

前記予め定められた異常対処処理は、前記スラッジが前記絞り機構に詰まっていることを報知するための報知処理を含む、請求項１または２に記載の工作機械。

【請求項8】

前記流量センサは、前記汚れたクーラントが前記第２流出管を流れる方向において前記絞り機構よりも下流側に設けられている、請求項１または２に記載の工作機械。

【請求項9】

クーラントを吐出しながら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、
前記ワークの加工により生じるスラッジを含有しているクーラントを溜めるための第１貯留部と、
前記第１貯留部から供給されるクーラントを遠心力により、清浄なクーラントと汚れたクーラントとに分離するためのサイクロンフィルタとを備え、
前記サイクロンフィルタは、
前記清浄なクーラントを流出させるための第１流出管と、
前記汚れたクーラントを流出させるための第２流出管と、
前記第２流出管を流れる前記汚れたクーラントの流量を制限するための絞り機構と、
前記第２流出管を流れる前記汚れたクーラントの流量を検出するための流量センサとを含み、
前記制御方法は、
前記流量センサから前記流量を取得するステップと、
前記取得するステップで取得された前記流量が所定量を下回ったことに基づいて、予め定められた異常対処処理を実行するステップとを備える、制御方法。

【請求項10】

クーラントを吐出しながら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、
前記ワークの加工により生じるスラッジを含有しているクーラントを溜めるための第１貯留部と、
前記第１貯留部から供給されるクーラントを遠心力により、清浄なクーラントと汚れたクーラントとに分離するためのサイクロンフィルタとを備え、
前記サイクロンフィルタは、
前記清浄なクーラントを流出させるための第１流出管と、
前記汚れたクーラントを流出させるための第２流出管と、
前記第２流出管を流れる前記汚れたクーラントの流量を制限するための絞り機構と、
前記第２流出管を流れる前記汚れたクーラントの流量を検出するための流量センサとを含み、
前記制御プログラムは、前記工作機械に、
前記流量センサから前記流量を取得するステップと、
前記取得するステップで取得された前記流量が所定量を下回ったことに基づいて、予め定められた異常対処処理を実行するステップとを実行させる、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、工作機械の制御方法、および工作機械の制御プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

特開２０２０－０４０１８６号公報（特許文献１）は、工作機械に用いられるクーラント供給装置を開示している。当該クーラント供給装置は、「クリーン槽のクーラントを工作機械へ供給する供給ポンプと、工作機械からダーティ槽へクーラントを戻す回収路と、ダーティ槽からクリーン槽へクーラントを送る連結路上に配設されかつ、スラッジを含有するダーティ液と、スラッジを含有しないクリーン液とに分離すると共に、クリーン液をクリーン槽に接続される出口を通じて排出するサイクロンフィルタと、フィルタにおけるダーティ液の出口に接続されかつ、スラッジを堆積させる容器と、容器内におけるスラッジの堆積量を検知する検知部と、検知部の検知結果に基づいて制御を行うコントローラと」を備えている（段落［０００８］参照）。

【0003】

上記クーラント供給装置は、スラッジを堆積させる容器をカメラに撮影させて得られた画像を用いて、当該容器内のスラッジの堆積量を検知している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０２０－０４０１８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

クーラントおよびスラッジは、容器内において懸濁しているため、容器内のスラッジの高さをカメラで検出することは現実的には難しい。したがって、スラッジに関する異常を検出するための新たな技術が望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一例では、クーラントを吐出しながら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より生じるスラッジを含有しているクーラントを溜めるための第１貯留部と、上記第１貯留部から供給されるクーラントを遠心力により、清浄なクーラントと汚れたクーラントとに分離するためのサイクロンフィルタと、上記工作機械を制御するための制御部とを備える。上記サイクロンフィルタは、上記清浄なクーラントを流出させるための第１流出管と、上記汚れたクーラントを流出させるための第２流出管と、上記第２流出管を流れる上記汚れたクーラントの流量を制限するための絞り機構と、上記第２流出管を流れる上記汚れたクーラントの流量を検出するための流量センサとを含む。上記制御部は、上記流量センサによって検出される上記流量が所定量を下回ったことに基づいて、予め定められた異常対処処理を実行する。

【0007】

本開示の一例では、上記工作機械は、さらに、上記第２流出管から流れ出る上記汚れたクーラントを溜めるための第２貯留部を備える。上記第２流出管の流出口は、上記第２貯留部に溜められる上記汚れたクーラントに浸かるように配管されている。

【0008】

本開示の一例では、上記工作機械は、さらに、上記第２貯留部に溜められている上記汚れたクーラントからスラッジを回収するための回収機構を備える。

【0009】

本開示の一例では、上記第２貯留部の底面は、水平面に対して傾いている。

【0010】

本開示の一例では、上記絞り機構は、テーパー管路を含む。上記テーパー管路は、上記汚れたクーラントが流れる方向に沿って内径が短くなるように構成されている。

【0011】

本開示の一例では、上記絞り機構は、複数の上記テーパー管路を含む。複数の上記テーパー管路の各々は、鉛直方向に沿って同軸上に並べて繋げられている。

【0012】

本開示の一例では、上記予め定められた異常対処処理は、上記スラッジが上記絞り機構に詰まっていることを報知するための報知処理を含む。

【0013】

本開示の他の例では、クーラントを吐出しながら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、上記ワークの加工により生じるスラッジを含有しているクーラントを溜めるための第１貯留部と、上記第１貯留部から供給されるクーラントを遠心力により、清浄なクーラントと汚れたクーラントとに分離するためのサイクロンフィルタとを備える。上記サイクロンフィルタは、上記清浄なクーラントを流出させるための第１流出管と、上記汚れたクーラントを流出させるための第２流出管と、上記第２流出管を流れる上記汚れたクーラントの流量を制限するための絞り機構と、上記第２流出管を流れる上記汚れたクーラントの流量を検出するための流量センサとを含む。上記制御方法は、上記流量センサから上記流量を取得するステップと、上記取得するステップで取得された上記流量が所定量を下回ったことに基づいて、予め定められた異常対処処理を実行するステップとを備える。

【0014】

本開示の他の例では、クーラントを吐出しながら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、上記ワークの加工により生じるスラッジを含有しているクーラントを溜めるための第１貯留部と、上記第１貯留部から供給されるクーラントを遠心力により、清浄なクーラントと汚れたクーラントとに分離するためのサイクロンフィルタとを備える。上記サイクロンフィルタは、上記清浄なクーラントを流出させるための第１流出管と、上記汚れたクーラントを流出させるための第２流出管と、上記第２流出管を流れる上記汚れたクーラントの流量を制限するための絞り機構と、上記第２流出管を流れる上記汚れたクーラントの流量を検出するための流量センサとを含む。上記制御プログラムは、上記工作機械に、上記流量センサから上記流量を取得するステップと、上記取得するステップで取得された上記流量が所定量を下回ったことに基づいて、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】スラッジを分離機構の一例を示す図である。

【図3】スラッジの自動回収ユニットを説明するための図である。

【図4】工作機械内の加工エリアの様子を概略的に示す図である。

【図5】清浄クーラントの吐出先の他の例を説明するための図である。

【図6】絞り機構の断面を表わす図である。

【図7】工作機械における駆動機構の構成例を示す図である。

【図8】制御部のハードウェア構成の一例を示す図である。

【図9】操作盤のハードウェア構成の一例を示す図である。

【図10】サイクロンフィルタの異常を監視する処理の流れを示すフローチャートである。

【図11】変形例に従う工作機械におけるクーラント機構を概略的に示す図である。

【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＞
まず、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。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、操作盤２００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を区画形成している。

【0021】

操作盤２００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２０６を有する。ディスプレイ２０６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２０６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。

【0022】

工作機械１００は、機内の加工エリア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、スラッジを含有している。スラッジとは、ワークの加工により生じる微細な切粉である。工作機械１００は、加工に用いられたクーラントからスラッジを分離し、スラッジを除去したクーラントをワークの加工に再利用する。

【0023】

＜Ｂ．スラッジの分離機構＞
次に、図２を参照して、スラッジの分離機構について説明する。図２は、スラッジを分離機構の一例を示す図である。

【0024】

図２に示されるように、工作機械１００は、加工エリアＡＲと、貯留部ＳＵ１と、サイクロンフィルタ３０と、制御部５０とを含む。

【0025】

ワークの加工に用いられたクーラントは、加工エリアＡＲから排出され、流路ＲＡを通じて貯留部ＳＵ１に溜められる。貯留部ＳＵ１に溜められているクーラントは、スラッジを含有している。

【0026】

サイクロンフィルタ３０は、貯留部ＳＵ１から供給されるクーラントを遠心力により、清浄なクーラントと汚れたクーラントとに分離するための機構である。清浄なクーラントにおけるスラッジの含有量は、汚れたクーラントにおけるスラッジの含有量よりも少ない。典型的には、清浄なクーラントには、スラッジが含まれていない。当該含有量は、たとえば、単位体積当たりに含まれるスラッジの重量で表される。

【0027】

より具体的には、サイクロンフィルタ３０には、流入管Ｒ０と、流出管Ｒ１（第１流出管）と、流出管Ｒ２（第２流出管）とが接続されている。

【0028】

流入管Ｒ０の一端は、貯留部ＳＵ１に接続されている。一方で、流入管Ｒ０の他端は、サイクロンフィルタ３０の流入口に接続されている。また、流入管Ｒ０上には、ポンプＰ１が設けられている。ポンプＰ１は、貯留部ＳＵ１内のクーラントを流入管Ｒ０に圧送し、サイクロンフィルタ３０の流入口に当該クーラントを送る。

【0029】

サイクロンフィルタ３０に送られたクーラントは、サイクロンフィルタ３０の内部で螺旋状に流れる。この過程で、重いスラッジは、クーラントの一部とともに重力方向に落ちていき、サイクロンフィルタ３０の下側の流出口から排出される。これにより、スラッジを多く含む汚れたクーラントが流出管Ｒ２に排出される。

【0030】

また、サイクロンフィルタ３０には、絞り機構４０が設けられている。絞り機構４０は、流出管Ｒ２内を流れる汚れたクーラントの流量を制限するための機構である。絞り機構４０が抵抗となり、クーラントは、サイクロンフィルタ３０の内部で螺旋状に流れている過程で重力方向とは反対側に上昇する。その結果、スラッジを含まない清浄なクーラントが流出管Ｒ２に排出される。

【0031】

また、流出管Ｒ１上には、ポンプＰ２が設けられている。ポンプＰ２は、サイクロンフィルタ３０から清浄クーラントを圧送する。これにより、清浄クーラントは、流出管Ｒ１内に圧送される。

【0032】

＜Ｃ．詰まり検出機能＞
次に、引き続き図２を参照して、スラッジの詰まりを検出するための機能について説明する。

【0033】

サイクロンフィルタ３０が使用され続けると、スラッジは、絞り機構４０に溜まっていく。その結果、スラッジが絞り機構４０において詰まる可能性がある。このような詰まりを検出するために、流出管Ｒ２には流量センサ４５が設けられている。

【0034】

流量センサ４５は、流出管Ｒ２を流れる汚れたクーラントの流量を検出するためのセンサである。好ましくは、流量センサ４５は、クーラントの流れる方向において絞り機構４０よりも下流側に配置される。

【0035】

流量センサ４５の種類は、任意である。一例として、流量センサ４５には、流出管Ｒ２内を流れるクーラントに接触することなく流出管Ｒ２の外側からクーラントの流量を検出することが可能な非接触式のセンサが採用される。非接触式の流量センサ４５としては、たとえば、超音波式の流量センサ、および電磁式の流量センサなどが挙げられる。流量センサ４５による流量の検出結果は、制御部５０に出力される。

【0036】

制御部５０は、工作機械１００を制御するための装置である。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。一例として、制御部５０は、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）と、ＣＮＣ（Computer Numerical Control）との少なくとも１つを含む。

【0037】

絞り機構４０に溜まるスラッジの量が増加するのに伴って、流出管Ｒ２を流れるクーラントの流量が減少していく。この点に着目して、制御部５０は、流量センサ４５によって検出される流量に基づいて、スラッジの詰まりが発生しているか否かを判断する。

【0038】

より具体的には、制御部５０は、流量センサ４５によって検出される流量が所定量以上である場合、スラッジの詰まりが発生していない正常状態と判断する。一方で、制御部５０は、流量センサ４５によって検出される流量が所定量を下回った場合には、スラッジの詰まりが発生している異常状態と判断する。これにより、制御部５０は、スラッジの詰まりに関する異常を検出することができる。

【0039】

制御部５０は、スラッジの詰まりが発生していると判断した場合、予め定められた異常対処処理を実行する。異常対処処理の一例として、制御部５０は、スラッジが絞り機構４０に詰まっていることを報知するための報知処理を実行する。これにより、ユーザは、絞り機構４０においてスラッジの詰まりが発生していることを把握できる。

【0040】

スラッジの詰まりは、任意の態様で報知され得る。一例として、制御部５０は、上述の操作盤２００のディスプレイ２０６に警告を出力する。他の例として、制御部５０は、流量センサ４５に設けられているディスプレイ（図示しない）に警告を出力する。他の例として、制御部５０は、流量センサ４５に設けられているインジケータ（図示しない）を点灯させる。他の例として、制御部５０は、工作機械１００に設けられているスピーカ（図示しない）から音声で警告を出力する。

【0041】

異常対処処理の他の例として、制御部５０は、クーラントの吐出機構を停止する処理を実行する。これにより、制御部５０は、スラッジを含有するクーラントが流出管Ｒ１に流れることを防止することができる。

【0042】

＜Ｄ．スラッジの回収機構＞
次に、図３を参照して、スラッジの自動回収機構について説明する。図３は、スラッジの自動回収ユニット６０を説明するための図である。

【0043】

一例として、自動回収ユニット６０は、貯留部６２と、回収機構６４と、回収容器６６とを有する。

【0044】

貯留部６２（第２貯留部）は、サイクロンフィルタ３０の流出管Ｒ２から排出される汚れたクーラントを溜めるためのタンクである。図３の例では、汚れたクーラントＣＬが貯留部６２に溜まっている。

【0045】

好ましくは、流出管Ｒ２の流出口は、貯留部６２に溜められる汚れたクーラントＣＬに浸かるように配管されている。すなわち、流出管Ｒ２の流出口は、クーラントＣＬの液面よりも下側になるように配置される。流出管Ｒ２の流出口がクーラントＣＬに常に浸かっていることにより、空気が流出管Ｒ２の内部に逆流することが無くなる。これにより、流量センサ４５は、流出管Ｒ２を流れるクーラントの流量を正確に検出することができる。 回収機構６４は、貯留部６２に溜められているクーラントＣＬからスラッジＳＬ１を回収するための搬送機構である。回収機構６４は、たとえば、コンベアなどで構成される。回収機構６４は、貯留部６２内で沈殿しているスラッジＳＬ１を搬送し、当該スラッジＳＬ１を回収容器６６に排出する。このように、回収機構６４は、クーラントＣＬからスラッジＳＬ１を分離することができ、クーラントを含まないスラッジＳＬ２を回収容器６６に集めることができる。

【0046】

好ましくは、貯留部６２の底面は、水平面に対して傾いている。異なる言い方をすれば、貯留部６２の底面は、水平面と平行ではない。これにより、スラッジＳＬ１は、貯留部６２の底部に集まり、回収機構６４がスラッジＳＬ１を回収しやすくなる。

【0047】

回収機構６４は、傾いた底面に沿って配置される。このとき、回収機構６４は、その一部が貯留部６２内のクーラントＣＬに浸かり、その残りがクーラントＣＬに浸からないように貯留部６２内に配置される。これにより、回収機構６４は、スラッジＳＬ１を回収するだけでなく、クーラントＣＬの液面上に浮遊している油分も回収することができる。

【0048】

また、貯留部６２には、流出管Ｒ３が接続されている。貯留部６２に溜められているクーラントＣＬは、たとえば、流出管Ｒ３を通じて、上述の貯留部ＳＵ１に戻される（図２参照）。これにより、クーラントＣＬが再利用される。

【0049】

＜Ｅ．加工エリアＡＲのクーラント機構＞
次に、図４を参照して、上述の図２に示される加工エリアＡＲにおけるクーラント機構の一例について説明する。図４は、工作機械１００内の加工エリアＡＲの様子を概略的に示す図である。

【0050】

加工エリアＡＲには、たとえば、主軸１３２と、チップコンベア１５０とが設けられている。

【0051】

主軸１３２は、ハウジングの内部に設けられ、当該ハウジングによって回転可能に支持されている。主軸１３２には、被加工物であるワークを加工するための工具Ｔが装着される。主軸１３２は、その軸方向を中心として工具Ｔを回転させながら工具Ｔをワークに接触することでワークを加工する。

【0052】

主軸１３２の内部には、クーラントの吐出機構である連通路Ｌ１が形成されている。連通路Ｌ１は、主軸１３２の軸方向に沿って主軸１３２の内部を貫通している。連通路Ｌ１の一端は、上述の流出管Ｒ１（図２参照）に接続されている。

【0053】

主軸１３２には、様々な種類の工具が装着され得る。図４の例では、貫通路Ｌ２が形成された工具Ｔが主軸１３２に装着されている。貫通路Ｌ２は、工具Ｔと主軸１３２との接続面から工具Ｔの先端に延在しており、主軸１３２の軸方向に沿って工具Ｔを貫通している。なお、工具Ｔ内に形成される貫通路Ｌ２の開口は、工具Ｔの基端面または先端面に形成されるものに限られず、たとえば工具Ｔの側面部に開口するものであってもよい。

【0054】

上述のサイクロンフィルタ３０から送られてくる清浄クーラントは、流出管Ｒ１、連通路Ｌ１および貫通路Ｌ２の順に流れ、工具Ｔの先端から加工対象のワークに吐出される。これにより、ワークの加工により生じた切り屑がチップコンベア１５０に排出される。

【0055】

チップコンベア１５０は、カバー体１５２と、濾過機構１５４と、タンク１５６とを有する。濾過機構１５４は、切り屑などの異物をクーラントから捕獲可能に構成されている。濾過機構１５４を通過したクーラントは、チップコンベア１５０のカバー体１５２内からタンク１５６に排出される。

【0056】

タンク１５６には、ポンプＰ０が設けられている。ポンプＰ０は、濾過機構１５４を通過してタンク１５６に溜まっているクーラントを汲み上げ、当該クーラントを流路ＲＡに圧送する。当該クーラントは、流路ＲＡを通じて、上述の貯留部ＳＵ１（図２参照）に送られる。

【0057】

なお、上述では、工具Ｔの刃先からクーラントが吐出されるセンタースルー仕様が主軸１３２の吐出機構として採用されている例について説明を行ったが、主軸１３２に採用されるクーラントの吐出機構は、これに限定されない。一例として、主軸１３２に採用されるクーラントの吐出機構は、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。

【0058】

また、サイクロンフィルタ３０からの清浄クーラントの吐出先は、主軸１３２に限定されない。図５は、清浄クーラントの吐出先の他の例を説明するための図である。図５には、清浄クーラントの吐出先として、吐出機構１３４，１３６が示されている。

【0059】

吐出機構１３４は、流出管Ｒ１から圧送される清浄クーラントを加工エリアＡＲ全体に向けて吐出するための機構である。吐出機構１３４が加工エリアＡＲにクーラントを吐出することで、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。

【0060】

吐出機構１３６は、流出管Ｒ１から圧送される清浄クーラントをベッドＢＤ上に向けて吐出する。吐出機構１３６がベッドＢＤ上にクーラントを吐出することで、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。

【0061】

＜Ｆ．絞り機構４０＞
次に、図６を参照して、上述の図２に示される絞り機構４０の一例について説明する。図６は、絞り機構４０の断面を表わす図である。

【0062】

絞り機構４０には、流出管Ｒ２内におけるクーラントの流量を制限するための任意の機構が採用され得る。図６の例では、汚れたクーラントが流れる方向に沿って内径が短くなるテーパー管路４４が絞り機構４０に採用されている。

【0063】

絞り機構４０に設けられるテーパー管路４４の数は、１つであってもよいし、複数であってもよい。図６の例では、３つのテーパー管路４４Ａ～４４Ｃが絞り機構４０の内部に設けられている。以下では、テーパー管路４４Ａ～４４Ｃを特に区別しない場合には、テーパー管路４４とも称する。

【0064】

スラッジは、テーパー管路４４には留まりにくい。そのため、絞り機構４０においてスラッジの詰まりが発生しにくくなる。また、テーパー管路が絞り機構４０に採用されることで、流出管Ｒ２における流路抵抗を上がることもできる。

【0065】

テーパー管路４４Ａ～４４Ｃの各々は、鉛直方向に沿って同軸上に並べて繋げられている。複数のテーパー管路４４Ａ～４４Ｃが絞り機構４０に採用されることで、流出管Ｒ２における流路抵抗がより上がる。

【0066】

なお、上述では、絞り機構４０に採用される機構としてテーパー管路４４を例に挙げたが、絞り機構４０に採用される機構は、これに限定されない。一例として、ボールバルブが絞り機構４０に採用されてもよい。

【0067】

＜Ｇ．駆動機構＞
次に、図７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７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。

【0068】

図７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、制御部５０と、モータドライバ１１１Ａ～１１１Ｅと、モータＭ０～Ｍ３と、上述のポンプＰ０～Ｐ２と、上述の回収機構６４と、上述のチップコンベア１５０とを含む。

【0069】

上述のように、ポンプＰ０は、流路ＲＡ（図２および図４参照）にクーラントを圧送するための装置である。ポンプＰ０には、モータＭ０が接続されている。モータＭ０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。

【0070】

モータＭ０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、制御部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Ｍ０に出力する。これにより、モータＭ０の回転数が変化し、上述の流路ＲＡに圧送されるクーラントの流量が制御される。

【0071】

上述のように、ポンプＰ１は、流入管Ｒ０（図４参照）にクーラントを圧送するための装置である。ポンプＰ１には、モータＭ１が接続されている。モータＭ１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。

【0072】

モータＭ１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、制御部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Ｍ１に出力する。これにより、モータＭ１の回転数が変化し、上述の流入管Ｒ０に圧送されるクーラントの流量が制御される。

【0073】

上述のように、ポンプＰ２は、流出管Ｒ１（図２および図４参照）にクーラントを圧送するための装置である。ポンプＰ２には、モータＭ２が接続されている。モータＭ２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。

【0074】

モータＭ２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、制御部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Ｍ２に出力する。これにより、モータＭ２の回転数が変化し、上述の流出管Ｒ１に圧送されるクーラントの流量が制御される。

【0075】

上述の回収機構６４（図３参照）には、モータＭ３が接続されている。モータＭ３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Ｍ３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、制御部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Ｍ３に出力する。これにより、モータＭ３の回転数が変化し、回収機構６４におけるコンベアの回転速度が制御される。

【0077】

上述のチップコンベア１５０（図４参照）には、モータＭ４が接続されている。モータＭ４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Ｍ４は、モータドライバ１１１Ｅによって駆動される。モータドライバ１１１Ｅ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１１１Ｅは、制御部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Ｍ４に出力する。これにより、モータＭ４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。

【0079】

＜Ｈ．制御部５０のハードウェア構成＞
次に、図８を参照して、上述の図２に示される制御部５０のハードウェア構成について説明する。図８は、制御部５０のハードウェア構成の一例を示す図である。

【0080】

制御部５０は、制御回路１０１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３と、通信インターフェイス１０４と、補助記憶装置１２０とを含む。これらのコンポーネントは、内部バス１０９に接続される。

【0081】

制御回路１０１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。

【0082】

制御回路１０１は、制御プログラム１２２などの各種プログラムを実行することで制御部５０の動作を制御する。制御プログラム１２２は、本明細書で記載されている各種処理を実現するためのプログラムである。制御回路１０１は、制御プログラム１２２の実行命令を受け付けたことに基づいて、補助記憶装置１２０またはＲＯＭ１０２からＲＡＭ１０３に制御プログラム１２２を読み出す。ＲＡＭ１０３は、ワーキングメモリとして機能し、制御プログラム１２２の実行に必要な各種データを一時的に格納する。

【0083】

通信インターフェイス１０４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。当該外部機器は、たとえば、上述の流量センサ４５と、上述のモータドライバ１１１Ａ～１１１Ｅとを含む。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。

【0084】

補助記憶装置１２０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１２０は、制御プログラム１２２などを格納する。なお、制御プログラム１２２の格納場所は、補助記憶装置１２０に限定されず、制御回路１０１の記憶領域（たとえば、キャッシュメモリ）、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、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。

【0085】

また、制御プログラム１２２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１２２の趣旨を逸脱するものではない。さらに、制御プログラム１２２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１２２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制御部５０が構成されてもよい。

【0086】

＜Ｉ．操作盤２００のハードウェア構成＞
次に、図９を参照して、図１に示される操作盤２００のハードウェア構成について説明する。図９は、操作盤２００のハードウェア構成の一例を示す図である。

【0087】

操作盤２００は、制御回路２０１と、ＲＯＭ２０２と、ＲＡＭ２０３と、通信インターフェイス２０４と、表示インターフェイス２０５と、入力インターフェイス２０７と、補助記憶装置２２０とを含む。これらのコンポーネントは、バス２０９に接続される。

【0088】

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、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。

【0089】

制御回路２０１は、制御プログラム２２２やオペレーティングシステムなどの各種プログラムを実行することで操作盤２００の動作を制御する。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。

【0090】

通信インターフェイス２０４には、ＬＡＮやアンテナなどが接続される。操作盤２００は、通信インターフェイス２０４を介してネットワークに接続される。これにより、操作盤２００は、ネットワークに接続される外部機器とデータをやり取りする。当該外部機器は、たとえば、上述の制御部５０やサーバー（図示しない）などを含む。

【0091】

表示インターフェイス２０５には、ディスプレイ２０６が接続される。表示インターフェイス２０５は、制御回路２０１などからの指令に従って、ディスプレイ２０６に対して、画像を表示するための画像信号を送出する。ディスプレイ２０６は、たとえば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、またはその他の表示機器である。なお、ディスプレイ２０６は、操作盤２００と一体的に構成されてもよいし、操作盤２００とは別に構成されてもよい。

【0092】

入力インターフェイス２０７には、入力デバイス２０８が接続される。入力デバイス２０８は、たとえば、マウス、キーボード、タッチパネル、またはユーザの操作を受け付けることが可能なその他の装置である。なお、入力デバイス２０８は、操作盤２００と一体的に構成されてもよいし、操作盤２００とは別に構成されてもよい。

【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などを格納する。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、キャッシュメモリなど）、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、または外部機器（たとえば、サーバー）などに格納されていてもよい。

【0094】

＜Ｊ．フローチャート＞
次に、図１０を参照して、サイクロンフィルタ３０の異常を監視する処理について説明する。図１０は、サイクロンフィルタ３０の異常を監視する処理の流れを示すフローチャートである。

【0095】

図１０に示される処理は、工作機械１００の制御部５０が上述の制御プログラム１２２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、ＣＮＣ、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。

【0096】

典型的には、図１０に示される処理は、クーラントが工作機械１００内で利用される工程（たとえば、加工工程など）で実行される。

【0097】

より具体的には、ステップＳ１１０において、制御部５０は、上述の流量センサ４５によって検出されるクーラント流量を取得する。当該クーラント流量は、サイクロンフィルタ３０（図２参照）の下側から排出される汚れたクーラントの流量を表わす。

【0098】

ステップＳ１２０において、制御部５０は、ステップＳ１１０で取得したクーラント流量が所定量を下回ったか否かを判断する。当該所定量は、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。制御部５０は、当該クーラント流量が所定量を下回ったと判断した場合（ステップＳ１２０においてＹＥＳ）、サイクロンフィルタ３０内においてスラッジの詰まりが発生していると判断し、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、サイクロンフィルタ３０内においてスラッジの詰まりが発生していないと判断し、制御をステップＳ１１０に戻す。

【0099】

ステップＳ１２２において、制御部５０は、予め定められた異常対処処理を実行する。異常対処処理の一例として、制御部５０は、スラッジがサイクロンフィルタ３０に詰まっていることを報知するための報知処理を実行する。これにより、ユーザは、サイクロンフィルタ３０においてスラッジの詰まりが発生していることを把握できる。

【0100】

＜Ｋ．変形例＞
次に、図１１を参照して、変形例に従う工作機械１００Ａについて説明する。図１１は、工作機械１００Ａにおけるクーラント機構を概略的に示す図である。

【0101】

上述の図２および図４の例では、タンク１５６に溜められたクーラントがポンプＰ０によって貯留部ＳＵ１に送られ、貯留部ＳＵ１に溜められたクーラントがポンプＰ１によってサイクロンフィルタ３０に送られていた。すなわち、タンク１５６に溜められたクーラントが貯留部ＳＵ１を介して間接的にサイクロンフィルタ３０に送られていた。これに対して、本変形例に従う工作機械１００Ａにおいては、タンク１５６に溜められたクーラントがポンプＰ０によってサイクロンフィルタ３０に直接的に送られる。

【0102】

また、上述の図２および図４の例では、サイクロンフィルタ３０から排出される清浄クーラントはポンプＰ２によって直接的に加工エリアＡＲに送られていた。これに対して、本変形例に従う工作機械１００Ａにおいては、サイクロンフィルタ３０から排出される清浄クーラントは、貯蔵部ＳＵ２に一旦溜められる。そして、貯蔵部ＳＵ２に溜められたクーラントはポンプＰ２によって加工エリアＡＲに送られる。このように、本変形例においては、サイクロンフィルタ３０から排出される清浄クーラントは、貯蔵部ＳＵ２を介して間接的に加工エリアＡＲに送られる。

【0103】

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】

【0104】

３０ サイクロンフィルタ、４０ 絞り機構、４４ テーパー管路、４４Ａ テーパー管路、４４Ｂ テーパー管路、４４Ｃ テーパー管路、４５ 流量センサ、５０ 制御部、６０ 自動回収ユニット、６２ 貯留部、６４ 回収機構、６６ 回収容器、１００ 工作機械、１００Ａ 工作機械、１０１ 制御回路、１０２ ＲＯＭ、１０３ ＲＡＭ、１０４ 通信インターフェイス、１０９ 内部バス、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、１１１Ｅ モータドライバ、１２０ 補助記憶装置、１２２ 制御プログラム、１３０ カバー体、１３２ 主軸、１３４ 吐出機構、１３６ 吐出機構、１５０ チップコンベア、１５２ カバー体、１５４ 濾過機構、１５６ タンク、２００ 操作盤、２０１ 制御回路、２０２ ＲＯＭ、２０３ ＲＡＭ、２０４ 通信インターフェイス、２０５ 表示インターフェイス、２０６ ディスプレイ、２０７ 入力インターフェイス、２０８ 入力デバイス、２０９ バス、２２０ 補助記憶装置、２２２ 制御プログラム、ＡＲ 加工エリア、ＢＤ ベッド、ＣＬ クーラント、Ｌ１ 連通路、Ｌ２ 貫通路、Ｍ０ モータ、Ｍ１ モータ、Ｍ２ モータ、Ｍ３ モータ、Ｍ４ モータ、Ｐ０ ポンプ、Ｐ１ ポンプ、Ｐ２ ポンプ、Ｒ０ 流入管、Ｒ１ 流出管、Ｒ２ 流出管、Ｒ３ 流出管、ＲＡ 流路、ＳＬ１ スラッジ、ＳＬ２ スラッジ、ＳＵ１ 貯留部、ＳＵ２ 貯蔵部、Ｔ 工具。

【要約】

【課題】スラッジに関する異常を検出するための新たな技術を提供する。
【解決手段】クーラントを吐出しながらワークを加工することが可能な工作機械は、ワークの加工により生じるスラッジを含有しているクーラントを溜めるための第１貯留部と、第１貯留部から供給されるクーラントを遠心力により、清浄なクーラントと汚れたクーラントとに分離するためのサイクロンフィルタと、工作機械を制御するための制御部とを備える。サイクロンフィルタは、清浄なクーラントを流出させるための第１流出管と、汚れたクーラントを流出させるための第２流出管と、第２流出管を流れる汚れたクーラントの流量を制限するための絞り機構と、第２流出管を流れる汚れたクーラントの流量を検出するための流量センサとを含む。制御部は、流量センサによって検出される流量が所定量を下回ったことに基づいて、予め定められた異常対処処理を実行する。
【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】