JP3720494B2

JP3720494B2 - 機械加工における切削液噴霧システム

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Publication number: JP3720494B2
Application number: JP29797496A
Authority: JP
Inventors: 光司山梨; 彰弘寺田; 充弘安村
Original assignee: FANUC Corp
Current assignee: FANUC Corp
Priority date: 1996-10-22
Filing date: 1996-10-22
Publication date: 2005-11-30
Anticipated expiration: 2016-10-22
Also published as: JPH10118884A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械による機械加工分野に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工作機械またはマシニングセンタに切削液を供給するための装置として、主軸頭の近傍にスネークパイプ付きのノズルを配備してノズルの位置や角度を様々に調整し、切削加工部に切削液を供給するものが周知である。
【０００３】
この種の切削液供給装置は専ら工具やワークの冷却および切削抵抗の軽減や工具の目詰りの防止を主目的とするものであって、切粉の除去を目的としたものではなく、切粉を除去できる範囲は工具およびワークにおける切削加工部の周辺に限定されている。つまり、ワークの全体部分やワークを載置するテーブルの上またはワーク取り付け用治具の周辺に関しては切粉の除去機能に関しては全く保証されていない。
【０００４】
マシニングセンタを利用した加工では、ワークをテーブルに固定したまま主軸頭の工具を交換したりテーブルを転回させたりして穴アケ，中グリ，フライス削リ等の複数種の加工を連続的に行うため、異種の専用工作機械を並列してワークを載置換えしながら行う従来式の加工の場合とは相違し、ワークの段取り、つまり、テーブルや取り付け用治具に対するワークの脱着作業や再位置決め作業を必要とせず、ワークとテーブルまたは取り付け用治具との間に異物が侵入することがないので、テーブルの上や取り付け用治具の周辺に切粉が散乱していたとしても、基本的には短時間の運転では加工精度等に悪影響が及ぶことはない。しかし、長時間の無人運転を行って複数のワークを順次加工するような場合では、異種の専用工作機械を並列して用いる場合と同様、やはりワークの段取りの変更（ワークの積み替え等）が必要であり、テーブルの上や取り付け用治具の周辺に切粉が残っていると、ワークの取り付けや再位置決め作業に支障が生じるとともに、大量の切削熱を帯びた切粉の堆積によるワーク等の熱膨張による、加工誤差等の問題が発生するといった問題がある。
【０００５】
従来、このような切粉の除去作業は、加工が一段落した段階で作業者がハケで掃くか、または、ブロワー等で吹き飛ばす等の方法で行っており、このような人手の介入が長時間の無人運転の妨げとなっていた。
【０００６】
また、マシニングセンタや工作機械にブロワーやシャワー装置をリジッドに取り付けて切粉の除去作業を行う装置も一部では実施されているが、いずれのものも、切粉を完全に除去するためには、強力な風量や風圧および液量や液圧を必要とし、周辺の装備が大規模となる欠点がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、切粉の残留の問題を解消し、安価な装備で工作機械やマシニングセンタの長時間無人運転を実施することのできる切削液噴霧システムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、切粉の除去または切削の補助に用いる液体を噴出するためのノズルをロボットの先端に取り付け、ノズルの姿勢および位置を制御して液体の到達位置および該到達位置における吹き付け角度を調整して切粉の除去作業を行う切削液噴霧システムであって、ワーク台等との干渉を避けてロボットを工作機械の上方部に配備し、加工プログラム毎のロボットの動作プログラムとワークパレット清掃用の動作プログラムを制御装置に記憶させておき、加工プログラムに応じて前記動作プログラムを選択してノズルの姿勢および位置と液体の噴出のＯＮ／ＯＦＦを制御するようにして、切削加工部の切粉清掃を行い、加工終了後はワークパレット清掃用の動作プログラムを選択してノズルの姿勢及び位置と液体の噴出のＯＮ／ＯＦＦを制御するようにしてワークパレットの切粉清掃を行い、前記液体は前記工作機械で用いる切削液と同じものを使用し、前記工作機械の下部に配置した回収手段で回収された切削液は、不純物除去フィルタを通した後に、その一部をポンプで前記ノズルに送り出して再利用するようにすることで前記目的を達成した。
【０００９】
ノズルの姿勢および位置に加え、噴出する液体の圧力を制御することで、より自由度の高い洗浄作業を行うことができる。また、ノズルの噴霧方式を２種類以上に切替えることができるようにする。
【００１０】
また、ワーク台等との干渉を避けてロボットを工作機械の上方部に配備することにより、液体の落下距離が伸び、重力加速度を利用してより強力な洗浄作業が可能となる。また、液体の落下所要時間が増大するため、同じ噴出圧力でより広い範囲（水平方向）に対して洗浄作業を行うことが可能となる。
【００１１】
しかも、ロボットの動作プログラムを加工プログラム毎に制御装置に記憶させておき、加工プログラムに応じて動作プログラムを選択してノズルの姿勢および位置と噴出する液体の圧力およびＯＮ／ＯＦＦを制御することができるので、ワークの形状や取り付け位置等に応じた最適の洗浄作業が可能となる。
【００１２】
ロボットの動作プログラムを記憶する制御装置としては、ロボット制御装置または工作機械の制御装置を利用することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１は本発明を適用した切削液噴霧システムを装備した一実施形態のマシニングセンタ１の概略を示す正面図である。
【００１４】
マシニングセンタ１の構造自体は従来のものと同様であり、テーブル２はライン構成の必要を満たしたり自動搬送装置等への接近性を保つために標準座標系のＸ軸方向（図１を正置して左右方向）にのみ移動し、旋回主軸頭３を備えたコラム４がＹ軸方向（図１の前後方向）に移動し、また、旋回主軸頭３自体はコラム４に沿ってＺ軸方向（図１を正置して上下方向）に移動できるようになっている。なお、旋回主軸頭３に代えてインデックステーブルを付加して４面の加工を行う場合がある。シールド５は、テーブル２の送り軸の構成部に切粉や水分等が侵入するのを防止するためのもので、テレスコピック・カバーもしくはベローズ状のカバー等で構成されている。
【００１５】
また、マシニングセンタ１を支えるベース６の外周部には、切粉の除去または切削の補助に用いる液体の跳ね返りや切粉の飛び跳ねを防ぐためのハウジング７が四面を囲むようにして立設されており、そのうち、少なくとも正面パネル８の部分は、加工状況の確認等のため透明または半透明のパネルによって構成され、更に、ベース６の上面外周部には、切粉の除去または切削の補助に用いられた液体を回収するための回収樋９が設けられている。
【００１６】
ロボット１０はテーブル２等との干渉を避けてマシニングセンタ１の上方部に位置するようにハウジング７の天板１１に懸吊して固設されている。ロボット１０自体は、θ軸周りの旋回軸、Ｗ軸およびＵ軸周りの揺動軸と、手首先端の旋回軸および揺動軸α，β，γを備えた６軸型のロボットであり、その先端部に、切粉の除去または切削の補助に用いる液体を噴出または噴霧するためのノズル１２が取り付けられていている。
【００１７】
無論、ロボットの軸構成は、液体の噴出，噴霧の形態に応じて、直交型など他の構成でもよく、その軸数も３〜５軸で足りる場合もある。
【００１８】
天板１１におけるロボット１０の懸吊位置は、ロボット１０が回転主軸頭３やコラム４またはテーブル２に干渉しない限り格別の制限はないが、図１に二点鎖線で示すように、ロボット１０の各軸の揺動および旋回限度内で、ノズル１２からの噴流によってベース６上の全ての位置を洗浄できるような位置とすることが望ましい。
【００１９】
ノズル１２への液体の供給はマシニングセンタ１の近傍に配備した貯溜槽１５からポンプ１３およびフレキシブル管１４を介して行われ、ポンプ１３のモータのＯＮ／ＯＦＦおよび回転速度の制御は、ロボット１０の各軸のモータと同様、ロボット制御装置（図示せず）によって行われる。また、ベース６の回収樋９からは、使用済みの液体が不純物除去フィルタおよび管路１６を介して貯溜槽１５に返還されるようになっている。
【００２０】
なお、生産ラインや自動搬送装置等への接続のためにハウジング７のパネル構成要素の一部に開口部や自動開閉扉等を設け、テーブル２と生産ラインまたは自動搬送装置等との間でハンドリングロボット等によるワークの受け渡しを行う場合もある。
【００２１】
図１ではクランプ１８，１９，２０，２１によりワーク２２を一体的に固定したワークパレット１７をテーブル２上に載置して回転主軸頭３の工具で加工を行う場合について例示している。なお、この場合のワーク２２は産業用ロボットのウエスト部の構成部材である。
【００２２】
既に従来の技術の項でも述べた通り、マシニングセンタ１を利用した加工では、ワーク２２を載せたワークパレット１７をテーブル２に固定したまま回転主軸頭３の工具を交換して穴アケ，中グリ，フライス削リ等の複数種の加工を連続的に行うことができるので、異種の専用工作機械を並列して行う加工の場合のようにワーク２２の段取りの変更やワークパレット１７の積み替えを頻繁に行う必要はないが、いずれにしても、最終的には、マシニングセンタ１における加工が終わった段階でパレット１７を運び出して、次のパレット１７（未加工のワーク２２を載せたもの）をテーブル２に積み替える必要がある。
【００２３】
この時、パレット１７の上に積もっていた切粉２３がテーブル２上に落下すると、次のパレット１７を載置する時の取り付け精度が確保されなくなるといった問題がある。また、パレット１７上の切粉２３が落下しないとしても、切粉２３を載せたパレット１７をそのまま次の加工工程または組み立て工程に移送すると前記と同種の問題が発生するので、少なくとも、パレット１７をハウジング７から運び出すまでの間にパレット１７やワーク２２に積もった切粉２３を処分しておく必要がある。
【００２４】
そこで、本実施形態においては、ロボット１０およびポンプ１３を駆動制御するロボット制御装置に、ワーク２２や工具の冷却および切削抵抗の軽減や工具の目詰り防止を目的とする液体散布に用いるためのロボット１０およびポンプ１３の動作プログラム（以下、切削液供給プログラムという）と、ワーク２２およびワークパレット１７等から切粉を洗い流すことを目的とする液体散布に用いるためのロボット１０およびポンプ１３の動作プログラム（以下、洗浄液供給プログラムという）とを記憶させ、ワーク２２の加工中に切削液供給プログラムを、また、加工終了後に洗浄液供給プログラムを実行させるようにする。
【００２５】
切削液供給プログラムは使用する工具の種別や工具の移動経路によって異なり、また、洗浄液供給プログラムもワーク２２の全体的な形状や大きさ等によって異なるので、いずれのプログラムも、ワーク２２を加工する加工プログラム毎に別途編集して加工プログラム毎に対応させて記憶させておく必要がある。なお、ここでいう切削液と洗浄液とは同じものであり、例えば、エマルジョンタイプの潤滑兼冷却液や鉱物油等である。
【００２６】
切削液供給プログラムは、回転主軸頭３の工具移動経路にノズル１２から噴出する切削液の到達位置を追従させることにより切削加工部に切削液を供給して切削抵抗を軽減させ、同時に、工具および切削加工部の冷却や切削加工部からの切粉の排出を促すためのものであり、基本的に、切削液の到達位置の移動軌跡は工具の加工経路と同一であってよい。
【００２７】
ポンプ１３のモータを定速で駆動する場合はノズル１２から噴出する切削液の初速が一義的に決まるので、理論的には、ロボット１０の先端位置を適当な位置に決めることにより、加工経路上の各位置における工具とロボット１０先端位置との相対的な位置関係、要するに、加工プログラム上の各時点における工具位置とその時点で定義されているロボット１０の先端位置との相対的な位置関係から、工作機械の制御装置やロボット制御装置またはその他のコンピュータによりノズル１２に必要とされる姿勢を工具位置毎に割り出してロボット１０の姿勢制御プログラム（時系列上不連続的に割出した姿勢間の補間的な姿勢変化プログラムを含む）を自動的に生成させることが可能である。
【００２８】
これは、例えば、工具位置がａであるときに最適なノズル１２の姿勢がｂ、また、工具位置がａ′であるときに最適なノズル１２の姿勢がｂ′であるとしたとき、工具がａからａ′まで連続的に移動する間にノズル１２の姿勢がｂからｂ′まで連続的に変化するような補間プログラムを生成するという意味合いである。
【００２９】
無論、ロボット１０の先端位置を適当な位置に決めるとはいっても、その位置が必ずしも固定である必要はない。ロボット１０の先端位置が既知でありさえすれば、工具とロボット１０先端位置との相対的な位置関係が求まるので、切削加工部を切削液の到達位置（ターゲット）とするためのロボット１０の姿勢を切削液の初速に基いて求めることができるという意味である。図１の例ではコラム４がＸ軸方向に移動せず、しかも、コラム４とロボット１０との間に十分なクリアランスがあるので、コラム４とロボット１０とが干渉することはないが、もし、他の構成を利用した結果コラム４の移動によってコラム４とロボット１０とが一時的に干渉するような事態が発生するとしても、その場合は、干渉が発生すると予想される期間だけ、最初に決めた位置からロボット１０の先端を退避させ、この退避位置と工具との相対位置関係および液体の初速に基いてロボット１０の姿勢を求めることができ、ロボット１０を取り付けられるスペースが狭い場合でも、ロボット１０を退避移動させながら切削加工部に切削液を供給することが可能になる。
【００３０】
ポンプ１３のモータの回転速度（ノズル１２から噴出する切削液の初速）に関してもこれと同じである。つまり、ポンプ１３のモータを定速で駆動するとはいっても、その回転速度が終始同一である必要はない。初速とロボット１０の先端位置が既知で、しかも、ポンプ１３のモータの回転速度（ノズル１２から噴出する切削液の初速）さえ定義されていれば、工具とロボット１０先端位置との相対的な位置関係が求まり、切削加工部を切削液の到達位置とするためのロボット１０の姿勢を、切削液の初速に基いて求めることができるという意味である。
【００３１】
つまり、ロボット１０の先端位置とポンプ１３のモータの回転速度（ノズル１２から噴出する切削液の初速）は共に任意の値でよく、これらの値を予め決めておくか、または、必要に応じて適当なタイミング（機会という意味であって時系列的という意味ではない）でそれらの値を設定もしくは設定変更することにより、工具とロボット１０先端位置との相対的な位置関係やポンプ１３のモータの回転速度に応じて、切削加工部を切削液の到達位置とするためのロボット１０の姿勢を求めることができるということである。
【００３２】
しかし、実際には、このようにしてロボット１０の先端位置とポンプ１３のモータの回転速度とを決め、切削加工部を切削液の到達位置とするためのロボット１０の姿勢を求めて、切削液の到達位置の移動軌跡が工具の加工経路と同一となるような切削液供給プログラムを生成したとしても、各時点における切削加工部に必ずしも切削液が適切に供給されるとは限らない。ワーク２２の突出部が切削液の噴出経路を遮って、切削加工部へ切削液が到達するのを阻止する場合があるからである。このような場合は、切削液の到達位置をワーク２２上の他部またはクランプ１８，１９，２０，２１上の他部にずらせ、該切削液の到達位置からワーク２２やクランプ１８，１９，２０，２１等に切削液を伝わせて所望する切削加工部へ切削液を供給する必要が生じる。
【００３３】
また、前述のようにして切削液の到達位置の移動軌跡が工具の加工経路と同一となるような切削液供給プログラムが生成され、しかも、切削加工部に必ず切削液が供給されるとしても、それが冷却や潤滑および切粉の排出に最も適した切削液の供給態様であるとは限らない。ワーク２２の形状や工具の移動方向等により、冷却や潤滑および切粉の排出に適した切削液の流れ方向に差が生じるからである。本実施形態の場合、ノズル１２の位置やノズル１２から噴出する切削液の初速を所定範囲内で任意に設定することができるので、ノズル１２の位置や切削液の初速を変え、これに応じてノズル１２の姿勢を調整することで、理想的な供給状態に近い切削液の供給態勢を達成することが可能である。
【００３４】
ワーク２２が切削液の噴出経路を遮るためにワーク２２やクランプ１８，１９，２０，２１等に切削液を伝わせて所望する切削加工部へ切削液を供給しなければならなくなったような場合、また、冷却や潤滑および切粉の排出に一層適した切削液の供給態勢を実現しようとする場合は、ワーク２２やクランプ１８，１９，２０，２１等をテーブル２に実装して実際にテーブル２等を加工経路に沿って動かしてみて、ロボット制御装置を介し、手動でノズル１２の位置や切削液の初速（ポンプ１３のモータの回転速度）およびノズル１２の姿勢を調整して、加工経路の各位置毎に、ノズル１２の位置，切削液の初速，ノズル１２の姿勢に関する最適な組み合わせを実験的に求め、これら３つのデータを各位置に対応させてロボット制御装置に教示し、ロボット１０の姿勢制御プログラム（時系列上不連続的に割出した姿勢間の補間的な姿勢変化プログラムとポンプ１３のモータの回転速度の制御プログラムとを含む）を生成させる。
【００３５】
無論、前述のようにして切削液の到達位置の移動軌跡が工具の加工経路と同一となるような切削液供給プログラムを生成させた後、これを使ってテーブル２やロボット１０およびポンプ１３を駆動してみて、ワーク２２が切削液の噴出経路を遮ったり、切削液の供給態勢が不適当となったりする加工経路上の位置を検出し、不適当な部分に関してのみ、前述のような手動操作によってノズル１２の位置，切削液の初速，ノズル１２の姿勢に関する適当な組み合わせを実験的に求め、不適当部分に対してのみ切削液供給プログラムのデバッグ作業を施すようにしてもよい。
【００３６】
実際の加工で加工プログラムに同期させて切削液供給プログラムを実行させることで、ワーク２２の切削加工部に常に切削液が供給され、切削加工部における切削抵抗の軽減および冷却作用や切粉の排出作用が達成される。但し、これは専ら冷却および切削抵抗の軽減や工具の目詰りの防止を主目的とするものであって、切削液が流される部位がワーク２２の加工経路上に限定されるため、ワーク２２やワークパレット１７の全域から切粉を除去するには不適当である。例えば、図１に示されるように、ワークパレット１７上に切粉２３が滞積するといった可能性もある。無論、切削液の到達位置を適当なタイミングで一時的に加工経路から逸らせて他部を洗浄するということも可能であるが、一時的にしろ切削加工部に切削液が供給されなくなるという問題がある。
【００３７】
そこで、本実施形態においては、前述した通り、ワーク２２およびワークパレット１７等から切粉を洗い流すためのロボット１０およびポンプ１３の動作プログラム、即ち、洗浄液供給プログラムを、加工終了後に独立して実行させるようにしている。
【００３８】
ワーク２２およびワークパレット１７等から切粉を洗い流すためのロボット１０の動作は切削液供給プログラムのものほど厳密である必要はなく、ノズル１２の先端から噴出される洗浄液（切削液と同じもの）によって、ワーク２２およびワークパレット１７等に滞積している切粉をざっと洗い流せればよい。また、この実施形態ではマシニングセンタ１の周りがハウジング７で覆われているので、外部に洗浄液が飛び散るといった心配もなく、切粉の除去という目的からも、ポンプ１３のモータの回転速度、要するに、洗浄液の初速は高めに設定した方がよい。
【００３９】
ノズル１２の姿勢を変化させるロボット１０の姿勢制御プログラムは、ロボット１０の側から見たワーク２２およびワークパレット１７の投影面の全域を洗浄液の到達位置の移動軌跡が通過するように組むことが望ましい。例えば、ロボット１０の側から見たワーク２２およびワークパレット１７の投影面が図１におけるＡ−Ａ′のようなものであれば、この投影面Ａ−Ａ′に対して図２（ａ），図２（ｂ），図２（ｃ）等に示すような洗浄液到達位置の移動軌跡を達成するような姿勢制御プログラムが適当である。この移動軌跡はフライス削リ等によるポケット加工等と同様のものであり、軌跡間のピッチと投影面Ａ−Ａ′の最大輪郭等を指定することにより通常の制御装置により容易に生成することが可能である。
【００４０】
また、マシニングセンタ１が加工面割出し用のインデックステーブルを備えている場合は、洗浄液供給プログラムの実行中にインデックステーブルを駆動してワーク２２およびワークパレット１７を水平面内で回転させることにより、一層確実な洗浄効果を得ることができる。
【００４１】
ワーク２２の形状によっては各部位毎に噴流を当てる角度を変えた方が効果的な場合もある。ワーク２２に対して鉛直上方から噴流を当てたいような部位に対しては、ノズル１２の姿勢を水平状態に近くするか実質的に上向きとして洗浄液の初速（ポンプ１３のモータの回転速度）を落とし、専ら洗浄液の自由落下を利用して洗浄液をワーク２２の上方から吹き付け、また、ワーク２２に対して斜め上方から噴流を当てたいような部位に対しては、洗浄液の初速を上げてノズル１２の先端で目標とする部位を狙うようにして、専ら直線的な軌道によって洗浄液をワーク２２の斜め上方から吹き付けるようにすることができる。一連の洗浄動作は、切削液供給プログラムの教示作業の場合と同様、ノズル１２の位置，切削液の初速，ノズル１２の姿勢に関する最適な組み合わせを実験的に求め、これら３つのデータを洗浄経路の各位置毎にロボット制御装置に記憶させ、ロボット１０の姿勢制御プログラム（時系列上不連続的に割出した姿勢間の補間的な姿勢変化プログラムとポンプ１３のモータの回転速度の制御プログラムとを含む）を生成させることで達成することができる。
【００４２】
更に、テーブル２の側を移動，回転させることによってノズル１２とワーク２２との相対位置を大きく変え、ワーク２２上の各部位に所望する方向から洗浄液を吹き付けることも可能である。このときのテーブル２とロボット１０との協調動作は、基本的に、加工時におけるテーブル２の移動と切削液供給プログラムとの関係と同様である。従って、洗浄のためのテーブル２の動作プログラムを加工プログラムと同様にして予め作成しておき、これと同期させて洗浄液供給プログラムを実行させるようにすればよい。
【００４３】
また、一日の作業を終了するような場合を初め、ノズル１２とワーク２２のみならずハウジング７内の全域を洗浄したいといった場合もある。このような場合は、ワーク２２およびワークパレット１７の投影面Ａ−Ａ′に代え、ベース６を投影面とし、洗浄液の到達位置の移動軌跡が図２（ａ），図２（ｂ），図２（ｃ）等のようになるように洗浄液供給プログラムを生成するようにする。
【００４４】
本実施形態においては、ロボット１０がマシニングセンタ１の上方部に位置するようにハウジング７の天板１１に懸吊して固設されているため、ノズル１２とベース６，テーブル２，ワーク２２等との間の鉛直離間距離を大きく取ることができ、この結果、ポンプ１３のモータの駆動力が弱く噴出する洗浄液の初速が大きく取れないような場合であっても、放物線を描いて落下する洗浄液の到達距離を水平方向に大きく取ることができる。また、洗浄液の落下点での衝撃力も大きくなるのでベース６，テーブル２，ワーク２２等を強力に洗浄して切粉を吹き飛ばすことが可能である。
【００４５】
ノズル１２としては洗浄液を水柱状に真っ直ぐに噴出させるものを専ら利用するが、その他、洗浄液をシャワー状または霧状に散布するものを利用することも可能である。ロボット１０におけるα軸やγ軸の回転動作は洗浄液を水柱状に真っ直ぐに噴出する場合や円錐状のシャワーまたは霧として散布する場合には無意味であるが、例えば、シャワーまたは霧状の洗浄液を楕円状に噴霧するような場合には、ノズル１２を回転させることで洗浄液の散布領域を様々に変化させることができて便利である。無論、ノズル１２の中にニードル等を内装することにより、水柱状の噴流とシャワーまたは霧状の噴霧状態とを切り替えるようにすることも可能である。
【００４６】
無論、切削液供給プログラムのみで切削液の供給と共にワーク２２やテーブル２等の洗浄も同時に行われるような場合、例えば、ワーク２２の大きさが小さいとかノズル１２からの切削液の流量が大きいといったような場合では、敢えて洗浄液供給プログラムを実施する必要はなく、切削液供給プログラムのみで十分である。
【００４７】
また、マシニングセンタ１の制御装置にロボット１０の駆動制御に十分な数の付加軸制御用のドライバが備えられていれば、敢えてロボット制御装置を用いるまでもなく、マシニングセンタ１の制御装置によってロボット１０やポンプ１３のモータの駆動制御を行わせることができる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明の切削液噴霧システムは、ロボットの先端に取り付けたノズルの姿勢および位置を制御することによりノズルの先端から噴出する液体の到達位置や吹き付け角度を調整して切削液の供給作業を行うようにしているので、旋回主軸頭やテーブル転回機構等を備えた複雑な工作機械に装着した場合であっても、ワークの切削加工部に対して適確に切削液を供給することができる。
【００４９】
また、液体の到達位置および吹き付け角度を自由に制御することができるので、単一のノズルからの液体の噴流でワークや取り付け治具およびテーブルの隅々まで洗浄することができ、強力なブロワーやシャワー装置といった大掛かりな周辺設備を必要とせず、切削液の供給や洗浄液の散布を安価な装置によって実施することができる。しかも、使用される液体の量が少なくて済むので、液体の貯溜槽や瀘過設備等も小型化される。
【００５０】
また、ワーク台等との干渉を避けてロボットを工作機械の上方部に配備するようにしているので、ノズルと洗浄対象との垂直離間距離が大きくなり、重力加速度を利用して強力な洗浄作業を行うことができ、しかも、液体の落下所要時間が増大するため、液体の噴出力が弱いような場合でも、より広い範囲の水平面に対して洗浄作業を行うことが可能となる。
【００５１】
更に、ロボットの動作プログラムを加工プログラム毎に制御装置に記憶させておくことで切削液の供給とワークおよびその周辺の洗浄作業を完全に自動化することができ、工作機械の長時間無人運転が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した切削液噴霧システムを装備した一実施形態のマシニングセンタの概略を示す正面図である。
【図２】洗浄液移動軌跡の例を示す図である。
【符号の説明】
１マシニングセンタ
２テーブル
３回転主軸頭
４コラム
５シールド
６ベース
７ハウジング
８正面パネル
９回収樋
１０ロボット
１１天板
１２ノズル
１３ポンプ
１４フレキシブル管
１５貯溜槽
１６管路
１７ワークパレット
１８クランプ
１９クランプ
２０クランプ
２１クランプ
２２ワーク
２３切粉

Claims

切粉の除去または切削の補助に用いる液体を噴出するためのノズルをロボットの先端に取り付け、ノズルの姿勢および位置を制御して液体の到達位置および該到達位置における吹き付け角度を調整して切粉の除去作業を行う切削液噴霧システムであって、
ワーク台等との干渉を避けてロボットを工作機械の上方部に配備し、
加工プログラム毎のロボットの動作プログラムとワークパレット清掃用の動作プログラムを制御装置に記憶させておき、加工プログラムに応じて前記動作プログラムを選択してノズルの姿勢および位置と液体の噴出のＯＮ／ＯＦＦを制御するようにして、切削加工部の切粉清掃を行い、加工終了後はワークパレット清掃用の動作プログラムを選択してノズルの姿勢及び位置と液体の噴出のＯＮ／ＯＦＦを制御するようにしてワークパレットの切粉清掃を行い、
前記液体は前記工作機械で用いる切削液と同じものを使用し、前記工作機械の下部に配置した回収手段で回収された切削液は、不純物除去フィルタを通した後に、その一部をポンプで前記ノズルに送り出して再利用するようにした切削液噴霧システム。
ノズルの噴霧方式を２種類以上に切替えることができるようにした、請求項１記載の切削液噴霧システム。
前記制御装置がロボット制御装置である請求項１又は請求項２記載の切削液噴霧システム。
前記制御装置が工作機械の制御装置である請求項１又は請求項２記載の切削液噴霧システム。