CN107914178B - 机床 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种机床(10)。该机床(10)在覆盖通过加工工具(14)进行工件(W)的加工的加工区域(A)的外装罩(24)内具有进行工件工作台(18)上的工件(W)的更换的自动搬运机(26)，具有：控制装置(28)，其控制多关节机器人(26)的姿势及多关节机器人(26)的手(30)所处的坐标；以及空气喷嘴(32a)，其设在外装罩(24)内，在多关节机器人(26)成为预定的姿势时或手(30)移动至预定的坐标时，至少除去附着于手(30)的由工件(W)的加工产生的飞散物。

Description

机床
技术领域
本发明涉及进行工件的加工的机床。
背景技术
在日本特开平05-301142号公报中公开了具有通过搬运工具将工件从工件库移动至安装夹具的搬运工具的机床。
在日本特开平05-301142号公报的技术中，由于在机床上设置自动搬运机(搬运工具)，因此由工件的加工产生的切粉、切削液等飞散物有时附着于自动搬运机。若手在飞散物附着于自动搬运机的手(把持器)的状态下把持工件，则工件有时滑动，致使手无法把持工件。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供能在设于外装罩内的自动搬运机的手上可靠地把持工件的机床。
本发明是一种机床，其在覆盖通过加工工具进行工件的加工的加工区域的外装罩内具有进行工件工作台上的工件的更换的自动搬运机，具有：控制自动搬运机的姿势及自动搬运机的手所处的坐标的控制部；除去部，设在外装罩内，在自动搬运机成为预定的姿势时或手移动至预定的坐标时，至少除去附着于手的由工件的加工产生的飞散物。根据该结构，能可靠地进行利用手的工件的把持。
另外，除去部可以是通过流体至少除去附着于手的飞散物的流体产生部。由此，能可靠地进行利用手的工件的把持。
另外，在外装罩内设置供自动搬运机在工件的加工中退避的退避区域，控制部在加工工件时至少使手位于退避区域，在手从加工区域移动至退避区域时、或手从退避区域移动至加工区域时，流体产生部通过流体除去附着于手的飞散物。由此，能在手把持工件前除去附着于手的飞散物，能可靠地进行利用手的工件的把持。
另外，在外装罩上具有保持从自动搬运机卸下的手的手保持部、保持从自动搬运机卸下的流体产生部的流体产生部保持部，控制部将安装于自动搬运机的手保持于手保持部，在自动搬运机上安装保持于流体产生部保持部的流体产生部，流体产生部在安装于自动搬运机的状态下通过流体除去附着于手的飞散物。由此，能在自动搬运机不进行工件的更换作业的待机中进行手的飞散物的除去。由此，能实现工件的更换作业时间的缩短化。
另外，除去部可以是通过电场或磁场至少除去附着于手的飞散物的电磁场产生部。由此，能可靠地进行利用手的工件的把持。
另外，在外装罩内设置供自动搬运机在工件的加工中退避的退避区域，控制部在加工工件时至少使手位于退避区域，在手从加工区域移动至退避区域时、或手从退避区域移动至加工区域时，电磁场产生部可以通过电场或磁场除去附着于手的飞散物。由此，能在手把持工件前除去附着于手的飞散物，能可靠地进行利用手的工件的把持。
另外，除去部可以是至少除去附着于手的飞散物的刮板。由此，能通过简单的结构除去附着于手的飞散物。
根据本发明，能可靠地在设在外装罩内的自动搬运机的手上把持工件。
上述目的、特征及优点能从参照附图说明的以下的实施方式的说明容易地理解。
附图说明
图1是第一实施方式的机床的概略结构图。
图2是第一实施方式的机床的概略结构图。
图3是第二实施方式的机床的概略结构图。
图4是第三实施方式的机床的概略结构图。
图5是第四实施方式的机床的概略结构图。
图6是表示利用第四实施方式的空气喷嘴的飞散物的除去方法的图。
图7是第五实施方式的机床的概略结构图。
图8是表示利用第五实施方式的刮板的飞散物的除去方法的例子的图。
图9是表示利用第五实施方式的刮板的飞散物的除去方法的例子的图。
图10是第六实施方式的机床的概略结构图。
图11是表示利用第六实施方式的刮板的飞散物的除去方法的一例的图。
具体实施方式
关于本发明的机床，下面列举优选的实施方式并且参照附图详细地进行说明。
[第一实施方式]
(机床的整体结构)
图1及图2是机床10的概略结构图。图1表示利用机床10进行工件W的加工的状态。图2表示未利用机床10进行工件W的加工的状态。第一实施方式的机床10是具有自动工具更换装置12的机械加工中心。机床10通过自动工具更换装置12自动更换多个加工工具14，对工件W进行多个切削加工。机床10具备自动工具更换装置12、床16、工件工作台18、主轴头20、支柱22、外装罩24、多关节机器人(自动搬运机)26以及控制装置(控制部)28。
在床16的上面设置工件工作台18。工件工作台18设置为相对于床16能在水平方向上移动，通过未图示的滚珠丝杠机构及伺服马达移动至任意的位置。将工件W固定于工件工作台18的上面。
主轴头20与自动工具更换装置12一起能在上下方向上移动地被支撑于支柱22。在主轴头20与支柱22的连结部分设置未图示的滚珠丝杠机构，通过由伺服马达36驱动滚珠丝杠机构，使主轴头20及自动工具更换装置12一体地上下移动。
在主轴头20的未图示的主轴上安装加工工具14。安装于主轴的加工工具14根据加工工序由自动工具更换装置12自动更换。通过主轴旋转，加工工具14切削工件W。通过控制工件工作台18的水平方向的移动和主轴头20的上下方向的移动，将工件W切削为任意的形状。
自动工具更换装置12、工件工作台18、主轴头20及支柱22由外装罩24围绕。外装罩24为了防止由于加工工具14对工件W进行加工而产生的切粉、切削液等(以下记载为飞散物)飞散到外装罩24的外部而设置。另外，外装罩24防止作业员和加工工具14等旋转体在工件W的加工中接触。
在外装罩24内设置多关节机器人26。多关节机器人26进行工件工作台18上的工件W的更换。多关节机器人26具有臂26a，通过基体26b固定于外装罩24。在臂26a的前端安装手30。手30能把持工件W，多关节机器人26能在手30把持了工件W的状态下使工件W移动至任意的位置。外装罩24具有能开闭的未图示的门。多关节机器人26将加工后的工件W从工件工作台18卸下，将工件W从外装罩24的门搬出到外装罩24外。多关节机器人26将加工前的工件W从外装罩24的门搬入外装罩24中，将工件W设置在工件工作台18上。另外，多关节机器人26可以将加工后的工件W置于外装罩24内，也可以将置于外装罩24内的加工前的工件W设置在工件工作台18上。
在外装罩24内设置作为通过加工工具14加工工件W的区域的加工区域A和作为在进行工件W的加工时供多关节机器人26退避的区域的退避区域B。退避区域B与加工区域A邻接地设置。多关节机器人26在退避区域B固定于外装罩24的侧面。在进行工件W的更换时，多关节机器人26使臂26a从退避区域B向加工区域A侧伸长，手30在加工区域A内进行作业(参照图2)。在进行工件W的加工时，多关节机器人26使臂26a及手30退避至退避区域B(参照图1)。
控制装置28控制臂26a的姿势、手30所处的坐标。根据来自控制装置28的控制信号，臂26a采取任意的姿势，将手30移动至任意的位置。
(空气泵的结构)
机床10还具有空气泵32。空气泵32通过配管与空气喷嘴(除去部、流体产生部)32a连接。空气喷嘴32a固定在外装罩24的上面。空气喷嘴32a在外装罩24的退避区域B内的靠近加工区域A处能向下排出空气地设置。控制装置28在臂26a及手30从退避区域B移动至加工区域A时、或从加工区域A移动至退避区域B时，驱动空气泵32，向通过空气喷嘴32a的下方的臂26a及手30排出空气。由此，除去附着于臂26a及手30的飞散物。
(作用效果)
在第一实施方式的机床10中，在具有进行工件W的加工的加工区域A的外装罩24内设置多关节机器人26。通过在外装罩24内设置多关节机器人26，与将多关节机器人26设在外装罩24的外部的情况相比，能迅速地进行工件工作台18上的工件W的更换，能减小还包括多关节机器人26的机床10整体的设置空间。
但是，外装罩24内由于切粉、切削液等在工件W的加工中飞散，飞散物有时附着于臂26a、手30。若手30在飞散物附着于手30的状态下把持工件W，则工件W滑动，有时手30无法可靠地把持工件W。另外，在通过手30把持工件W时，附着于手30的飞散物有可能损伤工件W。另外，若在飞散物附着于臂26a、手30的状态下放置，则有可能提前腐蚀臂26a、手30。
因此，在第一实施方式中，在外装罩24内设置空气喷嘴32a，控制装置28驱动空气泵32，通过空气喷嘴32a向臂26a及手30排出空气。由此，能除去附着于臂26a及手30的飞散物。由此，能可靠地进行利用手30的工件W的把持。另外，在通过手30把持工件W时，能抑制损伤工件W的情况。另外，能抑制腐蚀臂26a及手30。
另外，在第一实施方式中，在手30从退避区域B移动至加工区域A时、或从加工区域A移动至退避区域B时，控制装置28驱动空气泵32，空气喷嘴32a向手30排出空气。由此，能在手30把持工件W前除去附着于手30的飞散物，能可靠地进行利用手30的工件W的把持。另外，能在通过手30把持工件W时抑制损伤工件W。
[第二实施方式]
在第二实施方式中，通过在电场产生装置34的正极端子(除去部、电磁场产生部)34a与负极端子(除去部、电磁场产生部)34b之间产生的电场除去附着于臂26a及手30的飞散物。下面，关于第二实施方式进行说明，但关于与第一实施方式相同的结构，标注相同的符号并省略说明。
(电场产生装置的结构)
图3是机床10的概略结构图。电场产生装置34具有正极端子34a及负极端子34b。电场产生装置34由电源及变换器等构成，由控制装置28控制，在正极端子34a与负极端子34b之间产生电压差，在正极端子34a与负极端子34b之间产生电场。正极端子34a及负极端子34b设在外装罩24的退避区域B内的靠近加工区域A侧。正极端子34a固定在外装罩24的上面，负极端子34b固定在外装罩24的下面。另外，正极端子34a和负极端子34b的设置位置可以相反。
在臂26a及手30从退避区域B移动到加工区域A时、或从加工区域A移动到退避区域B时，控制装置28驱动电场产生装置34，在正极端子34a与负极端子34b之间产生电场。由于在工件W的加工时飞散的切粉带电，因此，若臂26a、手30在产生电场的正极端子34a与负极端子34b之间通过，则附着于臂26a、手30的切粉被吸附于正极端子34a或负极端子34b。
(作用效果)
在第二实施方式中，在外装罩24内设置正极端子34a及负极端子34b，控制装置28驱动电场产生装置34，在正极端子34a与负极端子34b之间产生电场。由此，能除去附着于臂26a及手30的飞散物。由此，能可靠地进行利用手30的工件W的把持。另外，在通过手30把持工件W时，能抑制损伤工件W。另外，能抑制腐蚀臂26a及手30。
另外，在第二实施方式中，在手30从退避区域B移动到加工区域A时、或从加工区域A移动到退避区域B时，在电场产生装置34的正极端子34a与负极端子34b之间产生电场。由此，能在手30把持工件W前除去附着于手30的飞散物，能可靠地进行利用手30的工件W的把持。另外，在通过手30把持工件W时，能抑制损伤工件W。
[第三实施方式]
在第三实施方式中，通过空气喷嘴32a排出的空气和电场产生装置34产生的电场除去附着于臂26a及手30的飞散物。下面，关于第三实施方式进行说明，但关于与第一实施方式或第二实施方式相同的结构，标注相同的符号并省略说明。
(空气泵及电场产生装置的结构)
图4是机床10的概略结构图。空气泵32具有空气喷嘴32a。空气喷嘴32a设在外装罩24内，将从空气泵32供给的空气从空气喷嘴32a排出。空气泵32由控制装置28控制。空气喷嘴32a设在外装罩24的退避区域B内的靠加工区域A侧。空气喷嘴32a固定在外装罩24的上面，向下排出空气。
电场产生装置34具有正极端子34a及负极端子34b。电场产生装置34由电源及变换器等构成，由控制装置28控制，在正极端子34a与负极端子34b之间产生电压差，在正极端子34a与负极端子34b之间产生电场。正极端子34a及负极端子34b设在外装罩24的退避区域B的靠加工区域A侧。正极端子34a固定在外装罩24的上面，负极端子34b固定在外装罩24的下面。另外，正极端子34a和负极端子34b的设置位置可以相反。
在臂26a及手30从退避区域B移动到加工区域A时、或从加工区域A移动到退避区域B时，控制装置28驱动空气泵32，朝向通过空气喷嘴32a的下方的臂26a及手30排出空气。另外，在臂26a及手30从退避区域B移动到加工区域A时、或从加工区域A退避到退避区域B时，控制装置28驱动电场产生装置34，在正极端子34a与负极端子34b之间产生电场。由此，除去附着于臂26a及手30的飞散物。
(作用效果)
在第三实施方式中，在手30从退避区域B移动到加工区域A时、或从加工区域A移动到退避区域B时，控制装置28驱动空气泵32，通过空气喷嘴32a向手30排出空气，并且，控制装置28驱动电场产生装置34，在正极端子34a与负极端子34b之间产生电场。由此，能在手30把持工件W前除去附着于手30的飞散物，能可靠地进行利用手30的工件W的把持。
[第四实施方式]
在第四实施方式中，在将手30保持于外装罩24时，通过安装于多关节机器人26的空气喷嘴32a排出的空气除去附着于手30的飞散物。
(外装罩的结构)
图5是机床10的概略结构图。在外装罩24上具有保持手30的手保持部46和保持空气喷嘴32a的喷嘴保持部48。控制装置28通过多关节机器人26将安装于臂26a的前端的手30或空气喷嘴32a保持于手保持部46或喷嘴保持部48。另外，控制装置28将保持于手保持部46或喷嘴保持部48的手30或空气喷嘴32a通过多关节机器人26安装于臂26a的前端。
图6是表示利用空气喷嘴32a的飞散物的除去方法的图。首先，控制装置28通过多关节机器人26将安装于臂26a的手30保持于手保持部46。接着，控制装置28通过多关节机器人26将保持于喷嘴保持部48的空气喷嘴32a安装于臂26a的前端。接着，控制装置28通过多关节机器人26将空气喷嘴32a移动至手30的附近，通过空气喷嘴32a排出的空气除去附着于手30的飞散物。在第四实施方式中，通过空气喷嘴32a排出的空气除去附着于手30的飞散物这一动作在工件W的加工结束后且工件工作台18的工件W的更换前进行，但也可以在其他时间进行，并未特别限定。
(作用效果)
在第四实施方式中，控制装置28以通过多关节机器人26将安装于臂26a的手30保持于手保持部46，在臂26a上安装空气喷嘴32a的方式进行控制。通过空气喷嘴32a喷出的空气，除去附着于手30的飞散物。由此，能在多关节机器人26未进行工件W的更换作业的待机中进行手30的飞散物的除去。由此，能实现工件W的更换作业时间的缩短化。
[第五实施方式]
在第五实施方式中，设置保护手30免受飞散物影响的保护罩42，在保护罩42上设置刮板(除去部)40。通过刮板40除去附着于臂26a及手30的飞散物。下面，关于第五实施方式进行说明，但关于与第一实施方式～第四实施方式相同的结构，标注相同的符号并省略说明。
(保护罩的结构)
图7是机床10的概略结构图。在外装罩24的退避区域B内且外装罩24的上面固定保护罩42。保护罩42具有形成为中空状的收纳部42a和连通外部与收纳部42a的开口部42b。收纳部42a形成为能收纳从开口部42b插入的手30。只要能在收纳部42a内至少收纳手30即可，也可以还能收纳臂26a的一部分。
控制装置28在工件W的加工中，以将手30插入保护罩42的收纳部42a内的方式控制多关节机器人26。此时，手30的周边由保护罩42覆盖。由此，能抑制在工件W的加工中产生的飞散物附着于手30。
(刮板的结构)
在保护罩42的开口部42b设置刮板40。刮板40通过与臂26a、手30接触，进行附着于臂26a、手30的飞散物的除去。刮板40只要能除去飞散物即可，形状、材料未特别限定。例如，刮板40由橡胶等树脂形成。刮板40具有接触部40a，接触部40a与臂26a及手30接触。接触部40a形成为扁平状，以在接触部40a与臂26a、手30接触时，接触部40a与臂26a、30密合的方式形成。另外，接触部40a可以是刷子状。
图8及图9是表示利用刮板40的飞散物的除去方法的例子的图。如图8所示，刮板40的接触部40a朝向保护罩42的开口部42b的内周侧设置。在该情况下，通过控制装置28的控制，在多关节机器人26使手30在保护罩42的收纳部42a出入时，通过手30及臂26a的前端部与刮板40接触而除去飞散物。或者，如图9所示，刮板40的接触部40a可以朝向下侧设置。在该情况下，控制装置28在使臂26a及手30与刮板40的正下方抵接的状态下，使臂26a及手30向与刮板40的接触部40a伸长的方向大致正交的方向移动。由此，除去附着于臂26a及手30的飞散物。
(作用效果)
在第五实施方式中，通过刮板40除去附着于臂26a及手30的飞散物。由此，能通过简单的结构除去附着于臂26a及手30的飞散物。
另外，在第五实施方式中，在保护手30免受飞散物影响的保护罩42上设置刮板40。由此，能在使手30在保护罩42中出入时，刮板40与手30接触，除去附着于手30的飞散物。
[第六实施方式]
在第六实施方式中，在遮断加工区域A和退避区域B之间的可动壁44上设置刮板40。下面，关于第六实施方式进行说明，但关于与第一实施方式～第五实施方式相同的结构，标注相同的符号并省略说明。
(可动壁的结构)
图10是机床10的概略结构图。图10表示利用机床10进行工件W的加工的状态。
在外装罩24的退避区域B内且靠加工区域A设置可动壁44。可动壁44具有固定部44a和可动部44b。固定部44a固定在外装罩24的下面，形成为伸长至外装罩24的高度方向的中间。可动部44b由未图示的伺服马达等驱动，设置为能相对于固定部44a在上下方向上移动。可动部44b的上下方向的移动由控制装置28控制。
在工件W的加工中，控制装置28以臂26a退避至退避区域B的方式控制多关节机器人26，可动部44b向上方移动。此时，可动壁44对加工区域A与退避区域B之间进行遮断，保护臂26a及手30免受飞散物影响。在更换工件W时，控制装置28使可动部44b向下方移动并使加工区域A与退避区域B之间敞开，以臂26a从退避区域B向加工区域A侧伸长的方式控制多关节机器人26，以在加工区域A内进行作业的方式控制手30。
(刮板的结构)
在可动部44b的上端设置刮板40。刮板40与第五实施方式的刮板40相同，由树脂等形成。通过与臂26a、手30接触，除去附着于臂26a、手30的飞散物的除去。
图11是表示利用刮板40的飞散物的除去方法的一例的图。如图11所示，刮板40的接触部40a从可动壁44的可动部44b朝向上侧设置。控制装置28使可动部44b向下方移动，在使臂26a及手30与刮板40的正上方抵接的状态下，使手30以及臂26a向与接触部40a延伸的方向大致正交的方向移动。由此，除去附着于臂26a及手30的飞散物。利用刮板40的飞散物的除去未限于可动部44位于下方时，也可以在可动部44b向上方或下方移动时进行。在该情况下，只要与可动部44b的移动相应地使臂26a向上方或下方移动，并且使臂26a及手30相对于刮板40移动即可。
[其他实施方式]
以上，基于第一实施方式～第六实施方式说明本发明，但各发明的具体的结构并未限定于第一实施方式～第六实施方式，即使具有未脱离发明的要旨的范围的设计变更等也包含于本发明。
在第一实施方式、第三实施方式、第四实施方式中，空气喷嘴32a排出空气，但也可以吸入空气。空气喷嘴32a也可以代替空气，排出惰性气体的氮气等。空气喷嘴32a也可以代替排出空气等气体，排出液体。即，只要不会促进机床10的腐蚀的物质、不会附着于手30而对工件W的把持带来影响的物质，则可以是任意流体。
第二实施方式、第三实施方式的电场产生装置34产生电场，但可以代替产生电场，产生磁场。由于在工件W的加工时飞散的切粉磁化，因此能由磁场吸附。
在第一实施方式～第三实施方式、第六实施方式中，在外装罩24的退避区域B内的靠加工区域A侧，设置空气喷嘴32a、正极端子34a、负极端子34b或可动壁44，但空气喷嘴32a、正极端子34a、负极端子34b或可动壁44可以设置在外装罩24的加工区域A内且靠退避区域B侧。

Claims (2)

1.一种机床，其在外装罩内具有进行工件工作台上的工件的更换的自动搬运机，该外装罩覆盖通过加工工具进行上述工件的加工的加工区域，该机床的特征在于，
具有：
控制部，其控制上述自动搬运机的姿势及上述自动搬运机的手所处的坐标；以及
除去部，其设在上述外装罩内，在上述自动搬运机成为预定的姿势时或上述手移动至预定的坐标时，至少除去附着于上述手的由上述工件的加工产生的飞散物，
上述除去部是通过流体至少除去附着于上述手的上述飞散物的流体产生部，
在上述外装罩上具有保持从上述自动搬运机卸下的上述手的手保持部和保持从上述自动搬运机卸下的上述流体产生部的流体产生部保持部，
上述控制部将安装于上述自动搬运机的上述手保持于上述手保持部，在上述自动搬运机上安装保持于上述流体产生部保持部的上述流体产生部，
上述流体产生部在安装于上述自动搬运机的状态下，通过上述流体除去附着于上述手的上述飞散物。
2.一种机床，其在外装罩内具有进行工件工作台上的工件的更换的自动搬运机，该外装罩覆盖通过加工工具进行上述工件的加工的加工区域，该机床的特征在于，
具有：
控制部，其控制上述自动搬运机的姿势及上述自动搬运机的手所处的坐标；以及
除去部，其设在上述外装罩内，在上述自动搬运机成为预定的姿势时或上述手移动至预定的坐标时，至少除去附着于上述手的由上述工件的加工产生的飞散物，
上述除去部是通过电场或磁场至少除去附着于上述手的飞散物的电磁场产生部，
在上述外装罩内设置供上述自动搬运机在上述工件的加工中退避的退避区域，
上述控制部在加工上述工件时至少使上述手位于上述退避区域，
在上述手从上述加工区域移动至上述退避区域时、或上述手从上述退避区域移动至上述加工区域时，上述电磁场产生部通过上述电场或上述磁场除去附着于上述手的上述飞散物。
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