JP2007152533A - ワークチャック切り粉除去装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】切り粉が着きそうな把持チャックの場所に、エヤーまたはクーラントを確実に当て、効率的に切り粉を除去できるようにした加工機用ワーク把持チャックおよびそのワーク把持チャックの清浄方法を提供することにある。
【解決手段】複数のチャック爪６３を備えたチャック本体６１に、上記チャック爪６３の、ワークを把持する面に向けてエヤーまたはクーラントを噴き出す噴出し孔６６ａと、上記チャック爪６３間の隙間に向けてエヤーまたはクーラントを噴き出すための噴出し孔６６ｂとを設けた加工機用ワーク把持チャックである。
【選択図】 図５

Description

本発明は、加工機に装備されるワーク把持チャックおよびそのワーク把持チャックの清浄方法に関する。

一般に、加工機において、ワーク把持チャックに把持したワークを刃物により切削する場合、把持チャックにエヤーまたはクーラントを噴き付けることにより把持チャック付近に残る切り粉を除去するようにしていた。
特許第３，２３６，８０５号公報

しかし、従来は、エヤーまたはクーラントを把持チャック全体に噴き付ける方式であるため、エヤーまたはクーラントの当たり具合にばらつきが生じ易く、エヤーまたはクーラントの流れが弱い部分と強い部分が生じ、切り粉が着きそうな場所にエヤーまたはクーラントが確実に当たるとは限らない。また、従来は、多量のエヤーまたはクーラントを噴き付ける必要があり、しかも、把持チャックを回転させながら時間をかけながらエヤーまたはクーラントを噴き付ける関係で、多量のエヤーまたはクーラントを消費すると共に、切り粉を除去する工程に長い時間を消費してしまっていた。

本発明は、上記課題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、切り粉が着きそうな把持チャックの場所にエヤーまたはクーラントを集中的に当て、切り粉を効率よく除去できるようにした加工機用ワーク把持チャックおよびそのワーク把持チャックの清浄方法を提供することにある。

本発明は、複数のチャック爪によりワークを把持するようにした加工機用ワーク把持チャックにおいて、複数のチャック爪を備えたチャック本体と、上記チャック本体に設けられ、上記チャック爪間の隙間に向けてエヤーまたはクーラントを噴き出すための噴出し孔と、を有することを特徴とするものである。
また、本発明は、チャック本体に設けた、上記チャック爪の、ワークを把持する面に向けてエヤーまたはクーラントを噴き出す第１の噴出し孔と、上記チャック爪間の隙間に向けてエヤーまたはクーラントを噴き出す第２の噴出し孔から、上記ワーク把持チャックを洗浄する時、または上記ワークを把持する前、または上記ワーク把持チャックにワークを把持して工具により加工する時、または上記ワーク把持チャックに把持したワークを離す時に、エヤーまたはクーラントを噴き出すようにしたことを特徴とする加工機用ワーク把持チャックの清浄方法である。

本発明によれば、切り粉が着きそうな把持チャックの場所にエヤーまたはクーラントを確実に当て、切り粉を効率よく除去できる。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係るワーク把持チャックを採用した複合加工機について説明する。この複合加工機３０は工具を交換しながら固定式切削工具を用いた加工と回転式切削工具を用いた加工の両方の加工を行う多品種複合加工機である。図１はその複合加工機３０と、データベースサーバ３１を示す正面図であり、図２はその複合加工機３０の左側面図、図３はその複合加工機３０の平面図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る工具ホルダーを採用した複合加工機について説明する。

この複合加工機３０は、工具を交換しながら旋盤系の固定式切削工具を用いる切削加工と、回転式切削工具を用いる切削加工の両方の加工を組み合わせて行う多品種複合加工機である。図１はその複合加工機３０の本体と、その情報を管理するデータベースサーバ３１とを併せて示した正面図、図２は複合加工機３０の左側面図、図３は複合加工機３０の平面図である。

上記複合加工機３０の近傍にはデータベースサーバ３１の他に図示しない遠隔スケジュール入力装置部が設置されている。遠隔スケジュール入力装置部では作業者が、加工製品の種類と、その加工スケジュール等を入力するところである。そして、複合加工機３０は、データベースサーバ３１の情報を受けながら加工しようとする製品の加工スケジュールに従って制御され、供給されたワーク（材料）２０に対して複数の工具を適宜交換しながら複数種類の加工を施して製品を作り出す。

次に、上記複合加工機３０に備えられた各装置部について説明する。まず、図３に示すように、機体上面後方部領域には、これから加工しようとする製品の適した複数種のワーク（材料）２０を保管したワーク供給部（１）が設けられている。ワーク供給部（１）は複数種のワーク２０をそれぞれ収納した複数の保管パレット３６を備える。各保管パレット３６は図示しない操作駆動手段によってレール３７に沿って移動させられ、後述するワーク取り出しハンド部（３）の移動路上に搬入し、そのワーク取り出しハンド部（３）によって、加工しようとする製品に適したワーク２０が取り出される。

図２および図３に示すワーク取り出しハンド部（３）は図示しない走行駆動手段によってレール３８に沿って移動させられると共に、図示しない昇降駆動手段によって上下方向にも移動させられ、他の駆動手段によって開閉操作される。ワーク取り出しハンド部（３）は保管パレット３６から加工しようとする製品のワーク２０を把持して取り上げ、そのワーク２０を加工部に供給するようになっている。

また、ワーク２０の搬入路途中には洗浄部（２）が設けられていて、この洗浄部（２）では搬送途中のワーク２０に対してエヤーなどを噴き付けて洗浄するようになっている。洗浄部（２）により洗浄済みのワーク２０はワーク加工機内投入ハンド（４）によって加工機内のワーク把持チャック部（５）に対して受け渡される。ワーク加工機内投入ハンド（４）の把持アームは、反転が可能なものであり、受け取った把持したワーク２０を加工機内に供給させるだけではなく、把持したワーク２０の向きを反転させることができる。

上記ワーク把持チャック部（５）に向き合う位置には把持したワーク２０の寸法や姿勢を測定するための検査装置（図示せず）が設けられている。この検査装置はレーザ光利用に加えて接触子などを利用して測定を行う。

図１に示すように、上記ワーク把持チャック部（５）の上方位置には、高圧切削液供給装置（６）および開閉操作用電磁弁（７）に通じる工具スピンドル（上主軸）（８）を支持するブロック３９が設置されている。このブロック３９はレール４０によってＸ軸方向への移動が可能であり（図１参照）、図示しない移動操作駆動手段によってＸ軸方向へ移動させられるようになっている。

工具スピンドル８は、図示しないサーボモータによってＺ軸まわりに回転駆動されるとともに、図示しないロック機構と位置決めセンサーによって所定の位置での固定が可能である。さらに、工具スピンドル８は、図示しない昇降駆動装置によって昇降操作されるとともに、図示しないロック機構と、位置決めセンサーによって所定の位置に位置決め固定が可能である。

図１に示すように、工具スピンドル８の下端部には、工具チャック４１が設けられている。この工具チャック４１には、後述する自動工具交換部（１５）から供給される工具ホルダー７５を装着できる。工具チャック４１の側方には、工具交換ハンド５１を備えた自動工具交換部（１５）が設けられ、この自動工具交換部（１５）では、上記工具チャック４１に対するホルダー付きの工具の供給と取り外しを行う。

また、図１および図２に示す自動工具交換部（１５）には、図３に示すように工具清掃用ブラシ（９）と、工具長測定部（１０）が設けられている。工具長測定部（１０）による工具の測定は、工具ホルダー７５に組み付けられた工具の種類と、その組付け状態の確認と、工具ホルダー７５に組み付けられた適正な工具の寸法の測定があり、工具の寸法測定はその工具で加工する時のミクロン単位レベルの補正値を求めるために行う。

図１に示すように、上記ワーク把持チャック部（５）は、加工テーブル（１１）に揺軸Ａまわりに回動自在に支持されたワークスピンドル（下主軸）４６に保持されている。ワークスピンドル４６の回転軸Ｂは、上記加工テーブル（１１）の揺軸Ａに交差する。上記加工テーブル（１１）は、レール４８に沿って揺軸Ａに直交するＹ軸方向への移動が可能であり（図２参照）、また、図示しない駆動装置によって移動させられる。

図１および図３に示すように、加工テーブル（１１）の側方には上記ワーク把持チャック部（５）から加工品を回収する加工品回収部（１２）が設けられている。この加工品回収部（１２）では、伸縮と旋回が可能な受け皿付き回収アーム５３によって加工品を受け取って排出コンベア部（１３）に移送することによって、加工品を機外へ排出する。

次に、図４〜８を参照して上記加工テーブル（１１）に装備されるワーク把持チャック部（５）の構成について説明する。ワーク把持チャック部５は上記ワークスピンドル４６に対して同軸的に取り付けられたチャック本体６１を備える。チャック本体６１はワークスピンドル４６と一緒に回転する。ワークスピンドル４６は、加工テーブル１１に支持されており、加工テーブル１１に取り付けられた図示しないサーボモータによって回転駆動されるようになっている。

図４および図５に示すように、チャック本体６１には、複数のチャック爪６３が設けられ、本実施形態では６個のチャック爪６３を備える。図５に示すように、チャック爪６３はチャック本体６１の前面部位に均等な角間隔で同心放射状に配置され、図示しないチャック駆動手段によって、チャック本体６１の中心から放射方向へ同時に同方向へ進退してチャックの開閉動作が行われる。各チャック爪６３を操作するチャック駆動手段はチャック本体６１内に組み込まれている。

このチャック爪６３を開閉する駆動手段としては種々の方式が利用できる。しかし、後述するように切り粉等をエヤーで除去する手段を併用する関係で、空圧による駆動手段が適する。この空圧による駆動手段としては、エヤーチャック方式やダイヤフラムチャック方式等がある。

エヤーチャック方式は、シリンダ内でエヤー圧によりピストンを移動し、そのピストンの軸方向の移動を、テーパー摺動面によって直角な方向へのチャック爪の移動に変換するスライド方式である。また、ダイヤフラムチャック方式は、エヤー圧により、チャック爪を保持するダイヤフラム（弾性体）を弾性変形させ、同時にチャック爪を開閉移動させる。ダイヤフラムチャック方式ではテーパー摺動部分がないので、上記エヤーチャック方式に比べて、ワーク２０を把持する際の位置決め精度がよく、また、繰り返し動作が高速度で可能であり、また、把持精度が一段と良い。このため、本実施形態では、ダイヤフラムチャック方式を採用する。

上記チャック本体６１にはチャック爪６３を開閉するバルーン部が設けられている。バルーン部には、チャック爪６３を閉じるときに加圧エヤーを送り込んでチャック爪６３を保持するダイヤフラム（弾性体）をクランプ方向に変形させるためのクランプ機能領域（室）と、チャック爪６３を開くときにエヤーを送り込んでチャック爪６３を保持するダイヤフラム（弾性体）を開き方向に変形させるためのオープン機能領域（室）が区画形成されている。そして、各チャック爪６３は脚部６４を介してダイヤフラム（弾性体）に取り付けられる。各チャック爪６３は脚部６４にビス６０により取り付けられる。

図４および図５に示すように、上記チャック本体６１の前壁中央には、各チャック爪６３で把持しようとするワーク２０を当て付けて把持位置を決めるためのワーク当付け部材６５が設けられている。ワーク当付け部材６５は各チャック爪６３の中央に位置しており、その露出した先端面が、ワーク当付け基準面としてのワーク当付け面６５ａとなっている。ワーク当付け面６５ａの中央には、別部材のノズルチップ６５ｂがビス６５ｃにより固定されている。

しかして、各チャック爪６３はワーク当付け部材６５の周囲に均等な間隔で放射状に配置される。各チャック爪６３の中央に位置して上記ワーク当付け部材６５が配置されている。また、各チャック爪６３の把持端面６３ａは、ワーク当付け部材６５側へ臨んで位置する状態にあり、かつ、上記ノズルチップ６５ｂを囲む周囲に配置されている。

上記ノズルチップ６５ｂはワーク当付け部材６５とは別部材である。このため、図６に示すように、ワーク当付け部材６５からノズルチップ６５ｂの部分を取り外すことができる。ノズルチップ６５ｂを取り外せば、ワーク当付け面６５ａの部分は広くなってこの部分を容易に研磨加工できるようになる。そこで、例えば、太い研磨工具を用い、ワーク当付け面６５ａを高精度で加工できるとともに、ワーク２０の着座精度を高めることができる。

図４〜６に示すように、上記ワーク当付け部材６５には、エヤーまたはクーラントの噴出し孔６６が形成されている。ワーク当付け面６５ａには、チャック爪６３の把持端面６３ａに向かって斜めに開口した第１の噴出し孔６６ａが設けられている。この第１の噴出し孔６６ａはこれより吐き出すエヤーまたはクーラントをチャック爪６３の把持端面６２ａに直接吹き付けるものである。また、第１の噴出し孔６６ａはワーク当付け部材６５の中心軸に対して斜めに角度θで、例えば、図６に示すように、３０°の角度で傾斜して設けられている。

さらに、上記ノズルチップ６５ｂにはチャック爪６３の間の隙間および当付け面６５ａに向かって開口し、そのチャック爪６３間の隙間に向けてエヤーまたはクーラントを吐き出す第２の噴出し孔６６ｂが設けられている。

図６に示すように、ビス６５ｃには、ノズルチップ６５ｂの第２の噴出し孔６６ｂに連通する通孔６６ｄが形成されている。

なお、ノズルチップ６５ｂの先端面にも、前方へ向けて開口する第３の噴出し孔（図示せず）を付加してもよい。また、本実施形態では、各チャック爪６３の把持端面６３ａそれぞれに対応する第１の噴出し孔６６ａと、チャック爪６３の間の隙間および当付け面６５ａにそれぞれに対応する第２の噴出し孔６６ｂとを設け、対応する相手毎に、一個ずつ形成するようにしたが、対応する相手毎に必要と思われる複数の噴出し孔６６ａを形成するようにしてもよい。

さらに、上記ワーク当付け部材６５において、上記ノズルチップ６５ｂの周囲に位置するワーク当付け面６５ａは全面が平らな当付け着座面でもよいが、本実施形態では、図６および図７に示すように、ワーク２０に突き当てる部分を、複数の台部６７として形成している。この場合、図７に示すように、第１の噴出し孔６６ａはその台部６７を避けて台部６７の間にある谷の底面部分に形成するのがよい。

なお、第２の噴出し孔６６ｂはこれから噴き出すエヤーまたはクーラントの少なくともその一部のものを上記当付け着座面に向けるように形成するようにしたり、上記当付け着座面を含む領域に広がって噴き出すように形成するようにしたりしてもよい。また、第２の噴出し孔６６ｂの一部のものを上記当付け着座面に向けるように形成してもよい。

また、図６に示すように、上記ワーク当付け部材６５は、この本体部分とは別体でノズルチップ６５ｂを設け、両者を、ビス６６によって固定したが、両者を一体に形成してなるワーク当付け部材としてもよい。

また、図８に示すように、ワーク当付け面６５ａと第１の噴出し孔６６ａを形成した下段部材６８ａと、第２の噴出し孔６６ｂを形成したリング状の中段部材６８ｂと、この中段部材６８ｂを貫通し、さらに上記下段部材６８ａに貫入して下段部材６８ａにねじ込まれる貫通部材（上段部材）６８ｃとの３体によって構成するようにしてもよい。貫通部材６８ｃの貫入先端部の外周に雄ねじ部６９ａを形成し、この雄ねじ部６９ａの部分を、上記下段部材６８ａの内面に形成した雌ねじ部６９ｂにねじ込んで、３つの部材６８ａ，６８ｂ，６８ｃを組み立てるようにする。

さらに、図８に示すように、貫通部材６８ｃの外周面には全周に周回する溝からなる第１の経路７０ａおよび第２の経路７０ｂと、この第１の経路７０ａと第２の経路７０ｂに一端が連通して貫通部材６９の軸方向に沿って形成した溝状の第３の経路７０ｃとが形成される。そして、組み立てたとき、第１の経路７０ａは下段部材６８ａに形成した第１の噴出し孔６６ａに連通し、第２の経路７０ｂは中段部材６８ｂに形成した第２の噴出し孔６６ｂに連通し、第３の経路７０ｃはワーク当付け部材６５内の供給経路７０ｄに接続される。

このように３つの部材によって、ワーク当付け部材を構成する場合、図８に示すように貫通部材６８ｃを取り外すことによって、下段部材６８ａから中段部材６８ｂも取り外せるので、上記下段部材６８ａのワーク当付け面６５ａが広い状態に開放され、ワーク当付け面６５ａが広い状態で研磨できる。したがって、太い研磨工具を用い、精度よく研磨でき、また、ワーク２０の着座精度を高めることができる。また、中段部材６８ｂ（ノズルチップ）に形成した第２の噴出し孔６９ｂの位置は貫通部材６８ｃの締め付け具合に関係がなく、中段部材６８ｂを自由に回転させ得るため、第２の噴出し孔６９ｂの向きを容易に調整でき、第２の噴出し孔６６ｂの向きを簡単かつ正確に位置決めできる。

一方、図４に示すように、チャック本体６１には、チャック爪６３を開閉するバルーン部に通じる管路と、エヤーまたはクーラントの噴出し孔６６に通じる管路を形成した複数管路構造のダクト７１が接続されている。すなわち、ダクト７１は３本のパイプを同軸三重層に配置してなり、中央に位置するスペースを第１の噴出し孔６６ａに通じる吐出し管路７２ａとし、中間層に位置するスペースをオープン用管路７２ｂとし、最外層に位置するスペースをクランプ用管路７２ｃとしている。

このようなダクト７１は機体に固定的に配置され、回転するものではないが、ワークスピンドル４６の中央孔内にそのワークスピンドル４６の回転を阻害しない状態で配置される。つまり、上記ダクト７１の先端部にはシーリング機構７３を介してチャック本体６１に連結される。そして、吐出し管路７２ａは上述したすべての噴出し孔６６に連通しており、オープン用管路７２ｂは上記バルーン部のオープン機能領域に連通し、クランプ用管路７２ｃは上記バルーン部のクランプ機能領域に連通するようになっている。

上記ダクト７１の基端部にはコネクタ７４が取り付けられている。このコネクタ７４には、吐出し管路７２ａに連通する２つのクーラント取入口７４ａと、オープン用管路７２ｂに連通するエヤー取入口７４ｂと、クランプ用管路７２ｃに連通するエヤー取入口７４ｃが設けられている。

このようなワーク把持チャック部（５）にあっては、チャック爪６３に加工しようとするワーク２０を把持する直前、各噴出し孔６６からエヤーまたはクーラントを吐き出し、この流れの勢いで、チャック爪６３の把持端面６３ａおよびチャック爪６３間の隙間を清掃する。特に、チャック爪６３の把持端面６３ａおよびチャック爪６３の隙間に近接した位置からそれらの部位に向けて、エヤーまたはクーラントを集中的に直接噴き付ける。このため、それらの部位に残った切り粉等を強力に除去し得る。このように切り粉等を除去した状態で、次のワーク２０をチャック爪６３に把持する。

また、第１の噴出し孔６６ａは台部６７の当て付け面を避けて、台部６７間の谷の底面部分に開口しているので、台部６７のワーク当付け面６５ａにワーク２０が最終的に突き当る時点までエヤーまたはクーラントの噴き付け量が十分に確保されることになり、ワーク当付け面６５ａに対する切り粉等の除去能力を把持し終わるまで維持する。したがって、切り粉が把持途中で再び把持部位に進入することがなく、切り粉等の除去能力の信頼性を高める。そして、サブミクロンオーダーの高いワーク位置決め精度が容易に得られ、精密な加工が可能になる。

なお、エヤーまたはクーラントの流体を噴き付ける動作は、ワーク２０を把持しての加工中にも行うとよい。このようにすれば、切削加工中において、噴出し孔６６や把持部位への切り粉等の進入を阻止することが可能であり、切削加工を阻害する要因を極力除ける。

また、噴き付け流体としては、気体のみだけではなく、油等の液体または気体に液体が混じったミスト流体であってもよく、このようなミスト流体を使用すると、切り粉等の除去力が強まる利点がある。

次に、図９〜１４を参照して、上記工具チャック４１と、上記工具ホルダー７５の構成について説明する。工具チャック４１は、図２に示すように機体に対してＸ方向へ移動可能に装備されたブロック３９に取り付けられた工具スピンドル（上主軸）８に対して設けられている。工具スピンドル８はブロック３９に対して回転および昇降自在に支持されている。

図１１に示すように、工具スピンドル８の支持機構は、その工具スピンドル８を軸支する軸受部７６と、この軸受部７６を保持して工具スピンドル８をＺ軸まわりに回転駆動するサーボモータ（図示せず）を内蔵した保持ケース７７を備える。工具スピンドル８の上端にはロータリージョイント７８が設けられ、そのロータリージョイント７８を介して切削液の供給路および上記サーボモータに対する給電路が接続される。また、図９に示すように、工具スピンドル８の上部側方には、その工具スピンドル８をロックするためのロックシリンダ７９が設置されている。そして、工具スピンドル８の下端部に、工具ホルダー７５を着脱自在に取り付ける工具チャック４１が構成されている。

本機において、工具チャック４１に装着可能な工具ホルダー７５の形式には、ワーク２０を旋盤式に旋削する場合に使用する固定式工具（バイト）を保持する固定系工具ホルダー７５と、ミーリングやドリリングの加工を行う場合に工具スピンドル８と共に回転させる回転系工具を保持する回転系工具ホルダーとがある。

そして、旋盤方式でワーク２０を旋削する場合に使用する固定式工具を保持する形式の工具ホルダー７５は次のように構成される。図１２および図１３に示すように、工具ホルダー７５は上記工具チャック４１に嵌着されるテーパー部８１と、旋盤系の工具８０を取り付ける受座８２と、テーパー部８１と受座８２の間に位置した中間フランジ部８３を備える。中間フランジ部８３の外周にはシーリング部材８４を嵌め込んで装着する周回溝８５と、工具チャック４１に設けたキー８６が係止する切欠平坦部８７が形成されている。上記切欠平坦部８７は工具チャック４１に工具ホルダー７５を組み付けたとき、その工具ホルダー７５の回転方向の向きを決める位置決め手段を構成する。この位置決め手段としては他の方式のものを採用してもよい。また、テーパー部８１の上端部分には工具ホルダー７５を取り扱う際に把持する金具（プルスタット）８８が螺着することにより取り付けられている。

なお、工具８０を取り付ける受座としては台状のものに限らず、工具８０を定位置に固定できれば、例えば、工具８０の基端部を差し込み係合し得る孔状のものであってもよい。

上記受座８２は中間フランジ部８３の端面より直角に延びる延出した突出し部分として形成される。この受座８２の部分の横断面形状は図１２（ｃ）に示すように半円形のものであり、その平坦面部分には上記工具８０の基部を嵌め込む溝状の位置決め装着部８９が形成される。そして、図１３に示すように、位置決め装着部８９に対して工具８０の基部を密に嵌め込み、工具抑としてのボルト９０によって工具８０を受座８２に組み付けて定位置に工具８０を固定するようになっている。位置決め装着部８９の底面には、ボルト９０をねじ込むための複数のねじ孔９１が形成されている。

また、図１３に示すように、工具８０を工具ホルダー７５の所定の位置に組み付け固定した状態で、その工具８０の刃先８０ａは、上記受座８２の先端よりも突き出しており、刃先８０ａの位置と向きは定まる。

図１２（ｂ）（ｃ）に示すように、延出した受座８２の先端部、ここでは、最先端面部分には、切削液を噴出するノズル孔９３が形成されている。工具ホルダー７５の本体部材内にはノズル孔９３に連通する、切削液の通路９２が形成されている。

図１２（ｂ）に示すように、上記通路９２は、テーパー部８１、受座８２および中間フランジ部８３にわたりそれらの内部に形成され、通路９２の基端はテーパー部８１の基端面に同軸的に位置して開口している。したがって、図１１に示すように、工具チャック４１に工具ホルダー７５を装着したとき、通路９２の基端側の開口は工具スピンドル８に設けられた切削液の供給路９４に連通することになる。

図１３（ｂ）（ｃ）に示すように、上記ノズル孔９３は、工具ホルダー７５の受座８２の先端に開口しており、上記ノズル孔９３の噴出方向Ｐは、工具ホルダー７５に組み付けた工具８０の刃先８０ａに向いている。さらに、図１４（ｃ）に示すように、上記ノズル孔９３は、ワーク２０の回転方向を考慮して、受座８２の先端面部分に切削時に出る切り粉の軌跡Ｑの工具側領域から上記工具の刃先に向き、ワークの切削加工部位に対し、直接に切削液を噴き付け得る位置と向きに形成されている。このため、ワーク２０を旋削する切削加工部位に近接するようになる工具ホルダー７５の部位からその切削加工部位に向けて直接に切削液を噴き付けることができる（図１３（ｂ）参照）。

また、上記ノズル孔９３の噴出中心方向Ｐは、工具ホルダー７５に組み付けた工具８０の切削加工による生じる切り粉の軌跡Ｑに対して極力交差せず、切削加工部位まで達する。したがって、切削液の多くが、切り粉を横切ることなく、切削加工部位まで達することができ、切削液を無駄なく有効に切削加工部位に噴き付けることができる。

なお、上記ノズル孔は、その噴出方向が上記工具の刃部のすくい面側から上記工具の刃先に向くように設定することが望ましい。しかし、切り粉の軌跡Ｑに交差しないようにして刃部のフランク面側から刃先８０ａに向くように設定してもよいものである。

図１４に示すように、工具ホルダー７５ではその近接する懐位置から切削加工部位となる刃先８０ａに向けてＰ方向へ切削液を直接に噴き付けるので、切削液による切削能力の向上や冷却作用が有効に発揮される。しかも、切り粉の排出も容易で速やかに行われる。よって、工具の切削能力が高まり、また、製品の品質（加工精度）の向上が図れる。

また、切削加工の進行に応じて、刃先８０ａの位置が変わっても、切削液の噴き付け方向はその切削加工位置に追従し、常に最良の位置から切削液をピンポイントで切削加工位置に供給できるようになる。このため、切削液を無駄なく有効に使用できると共に、その切削作用が確実に得られ、切削作用が安定する。しかも、切削液の使用量を減らせるので、経済的であると共に環境にも優しい。

また、ノズル管を含むホース状の噴出管を工具の外側周辺に配置するようにした場合のようにホース状の噴出管が工具等の部材と干渉することがなく、ホース状の噴出管に切り粉が絡まることもない。しかも、工具ホルダー７５から突き出す刃物の突出長さや形態に応じてノズル管等の設置条件をその都度大きく変更する必要もなくなるとともに、工具の移動の自由度も大幅に高まる。

さらに、工具ホルダー７５にノズル孔９３を設けるので、加工毎に噴出する向きをいちいち調整する必要がなく、加工毎に異なる工具の使用条件の変動による影響もなくなり、加工部位へ常に切削液を供給することができるので、切削液の機能が有効に発揮できる。

工具ホルダー７５とは別のホース状のノズル管を使用しないで、工具チャック４１から工具ホルダー７５のノズル孔９３に切削液を供給できるので、工具ホルダー７５とは別の長いノズル管を使用する場合のようにその管にモーメント（撓み力）が加わり、そのノズル管を撓めたり振動させたりすることがない。

このため、切削液の噴出圧力を制限したり、ノズル管自体の強度を高めたり、ノズル管の支持構造を工夫したりするなどの暴れ対策が不要になり、加工機設計の自由度が大幅に増す。特に、ノズル管を使用する場合の圧力に比べて強力な圧力（０．５ＭＰ〜３．５ＭＰ）で切削液を噴出できるようになるので、切削液による機能が格段に高まる。

工具ホルダー７５の外側に配置するノズル管を使用する場合ではそのノズル管の先端を切削加工部位に近づけることが非常に難しく、また、工具の交換やノズル管の交換が煩雑になって難しいとともに、ノズル管の種類や配管の選択などのノズル管に関係する配管や制御の設計も難しいが、本実施形態に係る工具ホルダー７５を採用する場合ではその外側にノズル管を配置しないで済むことからそれらの不都合を容易に解消できるようになる。

また、工具ホルダー７５の外側にノズル管を配置する場合にあってはそのノズル管に切り粉が当たったり絡まったりするとともに、その切り粉が切削液の噴き付け作用を妨げたりするようになるが、本実施形態に係る工具ホルダー７５を採用した場合はノズル管を使用しないので済むので、その不具合が起きない。ノズル管に切り粉が絡まったりすることが無いことから切り粉が加工物に当たって不良品を発生させることも少なくなる。しかも、切り粉の除去もスムーズに行われ、製造効率を高める。

また、本実施形態では、工具スピンドル８に回転系工具を保持する回転系工具ホルダーも装着されるが、工具スピンドル８にセンタースルー方式で形成した上記供給路９４を共用して研削液を供給することができる。つまり、切削液供給路を同経路とすることにより、研削液の供給の切り替えが不要となり、切削液の供給ストップをなくし、不良品の発生量を削減できる。

次に、図１５および図１６に基づいて上記複合加工機の動作について説明する。まず、作業者が加工させる機種や個数を決め、パソコン上で入力操作を行うと、そのデータに対応したデータベースサーバ３１のデータが遠隔スケジュール入力装置部に入力する。

加工機本体での加工が開始されると、ワーク供給部（１）の保管パレット３６が移動し、ワーク取り出しハンド部（３）によって機種に合うワーク２０を取り出しにいく（ステップ１）。

次に、ワーク搬入路途中にある洗浄部（２）で取り出したワーク２０に向けてエヤーなどを噴き付けて取り出したワーク２０の洗浄を行う（ステップ２）。このときに合わせて上述したワーク把持チャック部５のチャック爪６３周辺の洗浄も行う。

洗浄済みのワーク２０はワーク加工機内投入ハンド（４）によって加工機内に入り、ワーク把持チャック部（５）に受け渡される（ステップ３）。

上記ワーク把持チャック部（５）に把持したワーク２０の寸法や姿勢を測定し、把持姿勢が正常か検査するする（ステップ４）。把持姿勢が正常でないときはワーク２０の洗浄からやり直す。また、正常ならワーク２０の寸法測定値より補正値を決定する（ステップ５）。工具を呼び出す（ステップ６）。

一方、自動工具交換部（１５）では、回転系工具パレットより測定センサーを供給し（ステップ７）、呼び出す工具が固定式工具か回転系工具かを判断する（ステップ８）。

次に、カム駆動の工具交換用ハンドで加工機の主軸にある工具と、工具交換部（１５）の工具と交換する（ステップ９）。

そして、呼び出した工具の長さ、直径を測定する（ステップ１０）。ＮＧなら測定をし直し（ステップ１１）、このＮＧが３回続けば、アラームを作動し、動作の進行を停止する（ステップ１２）。一方、ＯＫなら加工を開始する（ステップ１３）。

そして、高圧切削液供給装置（６）により切削液を高圧で供給する（ステップ１４）。この後、刃物とホルダーの切削液を除去するために工具スピンドル８側ではエアーを噴く（ステップ１５）。また、切り粉を除去するためにブラシにかける（ドリルの場合のみ）（ステップ１６）。

次に、工具を測定し、工具の欠損の有無を検査する（作業者任意）（ステップ１７）。この後、工具を交換し（ステップ１８）、加工を開始する（ステップ１９）。

工具交換部（１５）で加工部から返却された工具が欠損または寿命などの異常があるかを検査し（ステップ２０）、異常がない場合は工具ホルダーと刃物を分解してそれぞれパレットに返却する（ステップ２１）。異常がある場合はその刃物を排出用パレットに返却する（ステップ２２）。そして、予備刃物がある場合は新規投入パレットから取り出して使用後パレットに返却する（ステップ２３）。

加工部では反転前の加工（ステップ１９）が終了すると（ステップ２４）、ワーク２０の上下位置を反転する（ステップ２５）。この際、把持チャックを圧縮エヤーと高圧切削液で洗浄する（ステップ２６）と共に、ワーク２０を圧縮エヤーで洗浄する（ステップ２７）。

次に、ワーク２０の寸法を測定し、ワーク２０の把持姿勢が正常か検査する（ステップ２８）。そして、ＮＧであれば、ワーク２０の洗浄からやり直し（ステップ２９）、ＮＧが３回続けばアラームを作動し、動作の進行を停止する（ステップ３０）。

一方、ＯＫであれば、ワーク２０の寸法測定値より補正値を決定し（ステップ３１）、加工を開始する（ステップ３２）。この加工中、加工品回収部（１２）の受け皿付き回収アーム５３が加工テーブル（１１）に向けて移動する（ステップ３３）。

ワーク把持チャック部（５）の把持された部分を残して加工済みの加工品を切り出し、加工品回収部（１２）に受け取る（ステップ３４）。加工品回収部（１２）では加工完成品を回収し、加工機外のコンベアに自動的に排出する（ステップ３５）。また、加工テーブル（１１）に残ったワーク２０の残り部分を把持チャックのエアー吹きにより吐き捨てる（ステップ３６）。

ワーク把持チャック部（５）を圧縮エヤーと、工具スピンドル８では高圧切削液により洗浄する（ステップ３７）。これにより加工が完了する。また、工具寿命データをデータベースサーバへアップロードする（ステップ３８）。

なお、本発明は前述した実施形態のものに限定されるものではなく、この他の形態にも適用可能なものである。

本発明の一実施形態に係るワーク把持チャックを採用した複合加工機の正面図。 上記複合加工機の左側面図。 上記複合加工機の平面図。 上記複合加工機に装備されるワーク把持チャック部周辺の縦断面図。 （ａ）は上記ワーク把持チャック部の平面図、（ｂ）は上記ワーク把持チャック部の拡大縦断面図。 上記ワーク把持チャック部に組み込むワーク当付け部材の部品を展開して示す縦断面図。 上記ワーク把持チャック部に組み込むワーク当付け部材の正面図。 他のワーク当付け部材の部品を展開して示す縦断面図。 上記複合加工機に装備される工具チャックと工具ホルダーの組み付け使用状態を示す斜視図。 （ａ）は同じく上記複合加工機に装備される工具チャックと工具ホルダーの組み付け使用状態での正面図、（ｂ）は同じく上記複合加工機に装備される工具チャックと工具ホルダーの組み付け使用状態での側面。 同じく上記複合加工機に装備される工具チャックと工具ホルダーの組み付け状態での縦断面図。 （ａ）は上記複合加工機に装備される工具ホルダーの正面図、（ｂ）は同じくその工具ホルダーの側面図、（ｃ）は同じくその工具ホルダーの下面図。 （ａ）は上記複合加工機に装備される工具ホルダーに対して工具を装着した組み立て状態での正面図、（ｂ）は同じくその工具ホルダーに対して工具を装着した組み立て状態での側面図、（ｃ）は同じくその工具ホルダーに対して工具を装着した組み立て状態での下面図。 （ａ）は工具ホルダーに対して工具を装着してワークを加工する使用状態の正面図、（ｂ）は工具ホルダーに対して工具を装着してワークを加工する使用状態の側面図、（ｃ）は工具ホルダーに対して工具を装着してワークを加工する状態の拡大正面図。 上記複合加工機の動作フローチャート。 上記複合加工機の続きの動作フローチャート。

符号の説明

５ …ワーク把持チャック部
８ …工具スピンドル
１１ …加工テーブル
２０ …ワーク
３０ …複合加工機
４１ …工具チャック
４６ …ワークスピンドル
６１ …チャック本体
６２ａ…把持端面
６３ …チャック爪
６３ａ…把持端面
７５ …工具ホルダー
８０ …工具
８０ａ…刃先
９３ …ノズル孔

Claims (10)

1. 複数のチャック爪によりワークを把持するようにした加工機用ワーク把持チャックにおいて、
   複数のチャック爪を備えたチャック本体と、
   上記チャック本体に設けられ、上記チャック爪間の隙間に向けてエヤーまたはクーラントを噴き出すための噴出し孔と、
   を有することを特徴とする加工機用ワーク把持チャック。
2. 複数のチャック爪によりワークを把持するようにした加工機用ワーク把持チャックにおいて、
   複数のチャック爪を備えたチャック本体と、
   上記チャック本体に設けられ、上記チャック爪の、ワークを把持する面に向けてエヤーまたはクーラントを噴き出す噴出し孔と、
   を有したことを特徴とする加工機用ワーク把持チャック。
3. 複数のチャック爪によりワークを把持するようにした加工機用ワーク把持チャックにおいて、
   複数のチャック爪を備えたチャック本体と、
   上記チャック本体に設けられ、把持しようとするワークを当付けて位置決めする部材と、
   上記チャック本体に設けられ、上記当付け部材のワーク着座面に向けてエヤーまたはクーラントを噴き出す噴出し孔と、
   を有したことを特徴とする加工機用ワーク把持チャック。
4. 複数のチャック爪によりワークを把持するようにした加工機用ワーク把持チャックにおいて、
   複数のチャック爪を備えたチャック本体と、
   上記チャック本体に設けられ、上記チャック爪の、ワークを把持する面に向けてエヤーまたはクーラントを噴き出す第１の噴出し孔と、
   上記チャック本体に設けられ、上記チャック爪間の隙間または上記当付け着座面に向けてエヤーまたはクーラントを噴き出す第２の噴出し孔と、
   を有したことを特徴とする加工機用ワーク把持チャック。
5. 上記チャック本体に設けられた、上記ワークを当付ける部材を有し、この部材に上記噴出し孔を形成したことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３または請求項４に記載の加工機用ワーク把持チャック。
6. 上記当付け着座面に位置して上記噴出し孔を形成したことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３または請求項４に記載の加工機用ワーク把持チャック。
7. 把持しようとするワークを当付けて位置決めする当付け着座面を有し、上記第１の噴出し孔を有した台座と、
   上記第２の噴出し孔を有した中段部材と、
   上記噴出し孔にエヤーまたはクーラントを供給する通路を形成し、上記台座に上記中段部材を締め付ける部材と、
   を備えたことを特徴とする請求項４に記載の加工機用ワーク把持チャック。
8. 上記台座を形成する中空部材の内面に対し、ねじ込む締付け部材の外周に溝を形成したことを特徴とする請求項７に記載の加工機用ワーク把持チャック。
9. 上記台座の当付け着座面にワークを当付けるための台部を形成し、上記台部間にある谷の底面部分に噴出し孔を形成したことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の加工機用ワーク把持チャック。
10. チャック本体に設けた、上記チャック爪の、ワークを把持する面に向けてエヤーまたはクーラントを噴き出す第１の噴出し孔と、上記チャック爪間の隙間に向けてエヤーまたはクーラントを噴き出す第２の噴出し孔から、上記ワーク把持チャックを洗浄する時、または上記ワークを把持する前、または上記ワーク把持チャックにワークを把持して工具により加工する時、または上記ワーク把持チャックに把持したワークを離す時に、エヤーまたはクーラントを噴き出すようにしたことを特徴とする加工機用ワーク把持チャックの清浄方法。

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