CN106736825B - 机床 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机床，其具备防止在加工中产生的切屑和切削液向周围飞散的罩，具有多个对附着或堆积于该罩的内表面的切屑进行冲洗的液体的排出方向可动的可动喷嘴，各个可动喷嘴能分别独立地变更排出方向。机床对加工开始前的罩内部的状态和切屑产生后的罩内部的状态进行比较，来判定切屑的附着、堆积状态，并基于该判定的结果来计算可动喷嘴对切屑进行冲洗的液体的排出方向。

Description

机床

技术领域

本发明涉及具有机内清洗用的可动喷嘴的机床。

背景技术

在机床上设有罩，以便在加工时产生的切屑、加工所使用的切削液不会向机床的周围飞散。通过设置罩，能够防止切屑、切削液向机床的周围飞散，但有时随着加工的继续而在该罩的内表面附着并堆积切屑。

作为防止这样的罩内的切屑的堆积的技术，例如在日本实开平05-067446号公报中公开如下技术：在加工循环中前后移动的床鞍设置刮具，在油盘设置切屑冲洗液供给管，并在该切屑冲洗液供给管设置喷嘴，由此在床鞍的前进后退中刮具收集切屑，并利用从喷嘴排出来的液体来冲掉切屑。并且，在日本实开平05-029655号公报中公开如下技术：在床鞍固定具有排出冲洗液的喷嘴孔的管件，在该床鞍的移动中管件移动而大范围地冲洗切屑。

然而，上述的现有技术中，均是将堆积于罩内部的切屑冲洗的技术，但由于喷嘴的朝向是恒定，所以切屑冲洗液的流动是固定的，液体的流动容易产生沉淀物，从而容易产生切屑堆积的部分。并且，无法根据加工状况而自由地变更喷嘴的朝向。

另外，在日本实开平03-026451号公报中公开如下技术：在配置于机床主体的加工域顶棚侧的喷淋装置组装旋转控制装置，利用该旋转控制装置，在工件加工时如按照每个工件预先编程出的指令那样自动地调整安装于喷淋装置的喷淋喷嘴的方向。并且，在日本特开平10-180585号公报中公开如下技术：将具有一边进行2自由度的摆动运动一边喷出加压流体的喷嘴的切屑除去单元安装于防溅罩的内部，在加工中朝向工件或者工作台的上表面喷出加压流体来使切屑向切屑回收槽落下，

然而，上述的现有技术中，均是向加工中的工件或者工作台喷出液体、使附着、堆积于工件、工作台上表面的切屑向罩下部落下的技术，无法对附着、堆积于罩的内表面的切屑进行冲洗。在上述的日本实开平03-026451号公报所记载的现有技术中，由于按照每个安装有喷嘴的管件进行驱动，所以即使存在多个喷嘴，它们也进行相同的动作，无法向个别的朝向进行控制，且仅能够进行预先编程出的动作，从而无法根据状况来使喷嘴的朝向变更。

上述的任一个现有技术均无法对来自喷嘴的液体的排出进行个别控制。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供能够对加工中产生的切屑在罩内部附着、堆积的场所进行检测、而高效地排出切屑的机床。

本发明的机床构成为，具备对固定加工工件的工作台和加工区域进行覆盖防止在加工中产生的切屑和切削液向周围飞散的罩，并具有多个可动喷嘴，该多个可动喷嘴的对附着或者堆积于该罩的内表面的切屑进行冲洗的液体的排出方向是可动的，各个可动喷嘴能够分别独立地变更排出方向，上述机床具有：检测装置，其对上述罩内部的状态进行检测；加工前存储部，其对使用上述检测装置检测到的开始上述加工前的上述罩内部的状态进行存储；加工后存储部，其对在上述加工中产生了切屑后的上述罩内部的状态进行存储；切屑状态判定部，其通过对存储于上述加工前存储部的开始上述加工前的上述罩内部的状态、与存储于上述加工后存储部的在上述加工中产生了切屑后的上述罩内部的状态进行比较，来对切屑的附着、堆积状态进行判定；以及排出方向计算部，其基于上述切屑状态判定部的判定的结果，对来自上述可动喷嘴的、冲洗切屑的上述液体的排出的方向进行计算。

也可以使上述检测装置为拍摄装置，或者为热检测器。

上述机床还具备用于设置上述检测装置的移动机构，上述移动机构构成为，在由上述检测装置进行检测时使上述检测装置从上述罩的外部向上述罩的内部移动。

也可以使上述移动机构为机器人。

上述可动喷嘴也可以具备开闭阀。

也可以由马达进行上述可动喷嘴的驱动，或者由机器人进行上述可动喷嘴的驱动。

根据本发明，通过对切屑的附着、堆积的位置进行检测，能够高效地进行切屑的冲洗。并且，通过对没有切屑的附着、堆积的情况进行检测，能够停止液体的排出，从而能够减少耗电量。

通过以下的参照附图对实施例的说明，本发明的上述的以及其它的目的和特征会变得清楚。这些附图如下。

附图说明

图1A以及图1B是本发明的一个实施方式的机床的简要结构图，图1A是机床的立体图，图1B是该机床的俯视图(其中，取下了背面罩)。

图2是说明代替将检测图1A、图1B的机床的罩的内部的各位置的状态的检测装置设置于该机床的罩而将其安装于机器人的手部的例子的图。

图3是图1A、图1B的机床中使用的可动喷嘴的简要结构图。

图4是说明使用机器人能够变更图1A、图1B的机床中使用的可动喷嘴的排出方向的例子的图。

图5是表示利用从可动喷嘴排出来的液体对在图1A、图1B的机床内堆积的切屑进行冲洗的第一例的图。

图6是表示利用从可动喷嘴排出来的液体对在图1A、图1B的机床内堆积的切屑进行冲洗的第二例的图。

具体实施方式

使用图1A以及图1B对本发明的一个实施方式的机床的简要结构进行说明。

机床1具备通过床鞍6设置为能够移动的工作台5、和在支撑于支柱2的主轴头3上安装的主轴4，工作台5和主轴4设置在床身7上。该工作台5通过床鞍6设置为能够移动，并在该工作台5固定作为加工对象的工件。用于对该工件进行加工的工具能够安装于主轴4。

机床1的进行工件的加工的加工区域整体由防止在加工中产生的切屑和切削液向周围飞散的罩8(侧面罩8a、底面罩8b、背面罩8c)覆盖。并且，在机床1，从罩8的外侧直至罩8的内侧配置有管件11，另外在罩8的内侧的管件11安装有排出方向能够变更的多个喷嘴(以下，将这样的喷嘴称作可动喷嘴)12。而且，从设于机床1的背面的罐体13经由管件11而供给的液体从各个可动喷嘴12向该被调整后的排出方向排出。从可动喷嘴12排出来的液体对在处于该可动喷嘴12的排出方向的罩8的内表面附着的切屑50、堆积的切屑51进行冲洗。由从可动喷嘴12排出来的液体冲掉了的切屑50、51与液体一起在机床1的底面、形成于底面罩8b的切屑回收槽10内流动，而经由设于背面罩8c的切屑排出口9向罩8的外侧排出，并向设于机床1的背面的罐体13回收。在罐体13的内部，对于混有切屑的液体，使用过滤器等来分离出切屑从而再利用。

除上述的结构之外，在机床1设置有对罩8的内部的各位置的状态进行检测的照相机等检测装置14。

在机床1中，由控制装置20来控制可动喷嘴12的排出方向的调整(变更)、来自罐体13的液体的供给、检测装置14的检测动作等。除一般的加工的控制所使用的功能机构之外，该控制装置20还具备检测控制部21、加工前存储部22、加工后存储部23、切屑状态判定部24、排出方向计算部25、可动喷嘴控制部26、以及罐体控制部27。

在图1A所示的控制装置20中，检测控制部21在开始机床1对工件的加工前控制检测装置14来检测罩8内部的各位置的状态，由此获取表示加工开始前的罩8内部的状态的数据，并将该获取到的数据存储于加工前存储部22。另一方面，在由机床1进行加工的期间，或者在加工结束后，检测控制部21控制检测装置14来检测罩8内部的各位置的状态，由此获取表示加工后的罩8内部的状态的数据，并将该获取到的数据存储于加工后存储部23。此外，切屑不仅因重力而向罩8的底部(底面罩8b的内表面)落下，还因切削液的附着而附着于罩8的内侧壁部(侧面罩8a、背面罩8c的内表面)，从而检测装置14不仅将罩8的底部还将罩8的内侧壁部包括在检测对象内。

罩8内部的状态的检测也可以在进行加工而产生了切屑的期间总是实施，也可以断续地检测。表示罩8内部的状态的数据例如包括在检测装置是照相机等视觉传感器的情况下由该视觉传感器获取到的图像数据，能够以这样的图像数据的形式预先对加工开始前的罩8内部的形状进行存储。

此外，检测装置14不需要一直设置于罩8部，例如也可以如图2所示地安装于机器人等移动机构15，平时在罩8的外部待机，仅在需要检测时使移动机构15从罩8的门部(未图示)向内部移动。

切屑状态判定部24对存储于加工前存储部22的表示加工开始前的罩8部的形状的数据、与存储于加工后存储部23的表示加工后(切屑产生后)的罩8部的形状的数据进行比较，将超过预先设定的形状误差而增加的形状判定为切屑的附着、堆积。而且，在判定为这样的切屑的附着、堆积的情况下，切屑状态判定部24对切屑在罩8内部的哪个位置以多大的范围且以多大的厚度附着、堆积进行计算，并将其计算结果记录于存储器(未图示)。

排出方向计算部25基于由切屑状态判定部24判定出的切屑的附着、堆积的位置来选择多个可动喷嘴12中的至少一个(与判定出的切屑附着、堆积位置对应的可动喷嘴12)，并以使该选择出的可动喷嘴12的其排出方向成为利用从该可动喷嘴12排出的液体将上述附着、堆积的切屑冲洗到罩8外部的方向的方式对其排出方向进行计算。

另一方面，在控制装置20的存储器(未图示)，对于设置在罩8内的多个可动喷嘴12的各个预先存储有其设置位置和液体的排出范围。排出方向计算部25基于存储于上述存储器的可动喷嘴12各自的设置位置和液体的排出范围、以及切屑状态判定部24计算出的正附着、堆积的切屑的位置，来进行可动喷嘴12的选择和该选择出的可动喷嘴12(以及后述的切屑排出路径的附近的可动喷嘴12)的排出方向的计算。此外，排出方向计算部25也可以基于正堆积的切屑51的位置，来通过模拟对该切屑51经过切屑回收槽10而向罩8外部排出的路径进行推断，并将处于该推断出的切屑排出路径的附近的多个可动喷嘴12选择作为液体的排出方向调整对象。这样，能够高效地向罩8外排出切屑51。

可动喷嘴控制部26进行排出方向计算部25选择出的可动喷嘴12的开闭阀的开闭控制，并进行将该可动喷嘴12的排出方向调整为排出方向计算部25计算出的排出方向的控制。

而且，罐体控制部27对来自罐体13的液体的供给进行控制而开始向管件11的液体的供给，从而从可动喷嘴12排出液体。

图3是图1A、图1B的机床中使用的可动喷嘴12的简要结构图。

如图3所示，可动喷嘴12成为喷嘴前端部分沿图中箭头A的方向摆动、并且可动喷嘴12整体沿图中箭头B的方向旋转的结构。在能够由马达驱动上述可动喷嘴12的可动部分(摆动部分)的情况下，通过利用可动喷嘴控制部26对该马达的驱动进行控制，能够使液体的排出方向成为排出方向计算部25计算出的排出方向。

并且，即使在可动喷嘴12的可动部分不设置马达等驱动机构，例如如图4所示，也利用可动喷嘴控制部26对具备末端执行器(把持手)的机器人30进行控制，使该末端执行器从罩8的门部侵入罩8内部，利用机器人30的末端执行器来把持作为可动对象而选择出的可动喷嘴12的前端并使之移动，从而能够使液体的排出方向成为排出方向计算部25计算出的排出方向。在采用了后者的结构的情况下，可动喷嘴12也能够成为例如波纹管那样的更加简易的构造。

图5是表示利用从可动喷嘴12排出来的液体对在图1的机床内堆积的切屑51进行冲洗的第一例的图。此外，该图5中省略了背面罩8c、检测装置14的图示。

如图5所示，若由检测装置14检测到在罩8的底部的一处堆积有图中符号51所示的切屑，则由排出方向计算部25选择处于该切屑51的位置的附近以及处于推断为排出该切屑51的排出路径的附近的可动喷嘴12(图5中处于图中右侧的三个可动喷嘴)，并在可动喷嘴控制部26、罐体控制部27的控制下，从各个可动喷嘴12排出液体，而切屑51沿切屑回收槽10向罩8外部排出并向罐体13回收(此外，图5中符号51’表示在切屑回收槽10内移动中的切屑)。

图6是表示利用从可动喷嘴12排出来的液体对在图1的机床内堆积的切屑51进行冲洗的第二例的图。此外，该图6中省略了背面罩8c、检测装置14的图示。

如图6所示，若由检测装置14检测到切屑51在罩8的底部的、从任一个可动喷嘴12的喷嘴的朝向均偏离的位置堆积，则由排出方向计算部25选择处于该切屑51的位置的附近以及处于推断为排出该切屑51的排出路径的附近的可动喷嘴12(图6中处于图中右侧的三个可动喷嘴)，并且对在上述选择出的可动喷嘴12中离上述堆积的切屑51的最近的可动喷嘴12的排出方向进行计算。而且，在可动喷嘴控制部26、罐体控制部27的控制下，从各个可动喷嘴12排出液体，而切屑51沿切屑回收槽10向罩8外部排出并向罐体13回收(此外，图6中符号51’表示在切屑回收槽10内移动中的切屑)。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不仅限定于上述的实施方式的例子，通过施加适当的变更而能够以各种方式来实施。

例如，在上述实施方式中，通过由检测装置14检测并比较加工开始前的罩8内部的形状与加工中或者加工后的罩8内部的形状，来判定切屑的附着、堆积，但也可以利用切屑的附着、堆积位置的图像的亮度、色域与通常的罩8内部的图像的亮度、色域不同的情况，预先存储表示罩8内部的亮度、色域的样板图像，比较该样板图像与表示加工中或者加工后的罩8内部的形状的数据，并将亮度差为预先设定的阈值以上的部位判定为需要清洗的部位。

并且，也可以预先在罩8内部设有特定的标记、图案，并将加工后无法识别出该标记、图案的部位判断为需要清洗的部位。

作为上述实施方式中的检测装置14，也可以代替照相机等视觉传感器而使用距离传感器，对没有切屑的堆积的状态下的罩8内部的各部离距离传感器的距离、与加工后的罩8内部的各部离距离传感器的距离进行比较，并将其差(与切屑的附着、堆积厚度对应的值)成为预先设定的阈值以上部位判定为存在切屑的堆积而应进行冲洗的部位。

作为上述实施方式中的检测装置14，也可以代替照相机等视觉传感器而使用红外线热像仪等热检测机构，预先存储在加工开始前没有切屑的状态下的罩8内部的热分布，在加工中产生切屑后对罩8内部的热分布进行检测，比较其差，从而能够判断带有在加工中产生的热量的切屑的附着、堆积的位置。

并且，在检测到切屑大范围地附着、堆积的情况下，也可以在可动喷嘴控制部26的控制下使可动喷嘴12摆动。在检测到切屑附着、堆积于多处位置的情况下，排出方向计算部25将各个附着、堆积的切屑的附近的多个可动喷嘴12选择作为液体的排出对象，计算各个可动喷嘴12的排出方向，并在可动喷嘴控制部26的控制下使各个可动喷嘴12移动至各个排出方向的朝向。

在判断为没有切屑的附着、堆积的情况下，通过由可动喷嘴控制部26将可动喷嘴12的开闭阀关闭、或者由罐体控制部27停止来自罐体13的液体的供给，能够使来自可动喷嘴12的液体的排出停止。并且，如上述实施方式那样，在开闭阀设于各可动喷嘴12的情况下，通过将除选择出的可动喷嘴12以外的可动喷嘴12的开闭阀关闭，能够使从选择出的可动喷嘴12排出的液体的流量增加，从而也能够提高切屑的冲洗效率。此外，开闭阀除按照每个可动喷嘴12设置以外，也可以设于管件11。

另外，如图6所示，在使一个可动喷嘴12朝向堆积的切屑51的方向以规定的时间从该可动喷嘴12排出液体后，也可以再次由检测装置14进行检测，其结果，在判定为切屑51残存于相同的位置的情况下，除最初排出方向朝向切屑51的方向的可动喷嘴12之外，排出方向计算部25还使其它可动喷嘴12的排出方向的朝向朝切屑51的方向变更，由此如利用两个以上的可动喷嘴12来尝试向罩8外回收切屑51那样阶段性地改变清洗的强度。

Claims (6)

1.一种机床，具备对固定加工工件的工作台和加工区域进行覆盖来防止在加工中产生的切屑和切削液向周围飞散的罩，并具有多个可动喷嘴，该多个可动喷嘴在喷嘴部分具备能够使对附着或者堆积于上述罩的内表面的切屑进行冲洗的液体的排出方向摆动或旋转的可动构造，各个可动喷嘴能够分别独立地变更排出方向，

上述机床的特征在于，具有：

检测装置，其对上述罩内部的状态进行检测；

加工前存储部，其对使用上述检测装置检测到的开始上述加工前的上述罩内部的状态进行存储；

加工后存储部，其对在上述加工中产生了切屑后的上述罩内部的状态进行存储；

切屑状态判定部，其通过对存储于上述加工前存储部的开始上述加工前的上述罩内部的状态与存储于上述加工后存储部的在上述加工中产生了切屑后的上述罩内部的状态进行比较，来对切屑的附着、堆积状态进行判定；

排出方向计算部，其基于上述切屑状态判定部的判定的结果，计算上述可动喷嘴的冲洗切屑的上述液体的排出方向；以及

可动喷嘴控制部，其进行上述排出方向计算部选择出的上述可动喷嘴的开闭阀的开闭控制，并进行将该可动喷嘴的排出方向调整为上述排出方向计算部计算出的排出方向的控制，

上述检测装置为热检测器。

2.根据权利要求1所述的机床，其特征在于，

还具备用于设置上述检测装置的移动机构，

上述移动机构在由上述检测装置进行检测时使上述检测装置从上述罩的外部向上述罩的内部移动。

3.根据权利要求2所述的机床，其特征在于，

上述检测装置的移动机构为机器人。

4.根据权利要求1所述的机床，其特征在于，

在上述可动喷嘴具备开闭阀。

5.根据权利要求1所述的机床，其特征在于，

由马达进行上述可动喷嘴的驱动。

6.根据权利要求1所述的机床，其特征在于，

由机器人进行上述可动喷嘴的驱动。