JP2011148047A - 工作機械の工具洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】洗浄液の供給安定性と応答性とを備えた高圧力の洗浄液を噴射可能な工具洗浄装置を提供する。
【解決手段】第１ポンプ１３から供給されたクーラントを貯留し且つ貯留したクーラントを噴射ノズル２９へ供給可能な貯留タンク５０と、噴射ノズル２９と貯留タンク５０とを接続するクーラントホース２８及びこのクーラントホース２８を開閉可能な第１切替バルブ３５と、貯留タンク５０に貯留されたクーラントを加圧エアによって加圧するエア源３９等から形成する加圧手段と、貯留タンク５０と第１ポンプ１３とを接続する分岐通路３２及びこの分岐通路３２を開閉可能な第２切替バルブ５２と、貯留タンク５０内の圧力がＰ２未満であることを条件として、第２切替バルブ５２を開作動させる制御部５１を備えている。以上により、クーラントの第１ポンプ１３への逆流を発生させることなく、クーラントを高いエア圧によって加圧する。
【選択図】図７

Description

本発明は、主軸に装着する工具表面に付着した切粉等を洗浄する工作機械の工具洗浄装置に関するものである。

従来より、工具による被切削物の切削個所にクーラント液を噴射して加工精度や工具寿命が向上するようにしている。

最近のマシニングセンタ等の工作機械においては自動工具交換装置を有し、切削工具と工具ホルダとから構成した工具の自動交換を行う。工具の自動交換の際、工具ホルダの主軸装着面に切粉が付着した状態で工具を主軸に装着した場合、主軸に対する工具の位置ずれが発生し、切削加工精度は低下する。前述した問題点を解決するために、従来の工作機械は、工具ホルダの主軸装着面を洗浄液となるクーラント液やエアブローによって洗浄している。

特許文献１は、主軸の先端にクーラント液を噴射可能な洗浄ノズルを設け、この洗浄ノズルとエア源としてのエアコンプレッサとを接続し、工具のシャンク部に対してクーラント液をエアアシストしながら噴射する技術を提案している。特許文献１では、エアが混合されたクーラント液により、工具ホルダの主軸装着面に付着する切粉等を洗浄する。

特開平２００２−２７３６４０号公報

被切削物の切削個所に噴射されるクーラント液は、所定噴射圧、例えば、０．０３ＭＰａ程度のポンプがクーラントタンクから噴射ノズル開口まで送る構成となっている。工具表面に付着する切粉等の洗浄においても、前記ポンプから噴射されるクーラント液を洗浄液に兼用することが一般的である。それ故、工作機械は、切削個所に送るクーラント液を分岐させて洗浄ノズルに送る構成としている。

切削個所に噴射するクーラント液は切削個所の潤滑や冷却が主な機能とし、ポンプはクーラント液を搬送する程度の噴射圧にしている。工具洗浄では、洗浄液は工具ホルダの主軸装着面に付着する切粉等を噴射圧力により除去する機能を必要とするため、前記のようなポンプ噴射圧では充分な洗浄効果を得ることができない。

特許文献１では、クーラント液と加圧エアとの混合体を工具に噴射するため、工具に噴射される時間当たりのクーラント液量が減少する。切粉等の除去では、クーラント液等の液体で洗い流すことが最も効果的であり、エアは洗浄液に比べて除去効率で劣っている。しかも、クーラント液と加圧エアとの混合体であるため、噴射されるクーラント液にはエア源の供給圧力、所謂出力が充分に付加されない。つまり、洗浄能力を高めた噴射圧のクーラント液を得るには、高出力のエア源が必要となる。

一方、加圧エアの圧力をクーラント液を供給するポンプ圧力よりも高くした場合、クーラント液がポンプ側に対して押圧されるために工具側へ向かうクーラント液の供給が阻害される可能性もある。両者の圧力差が大きな場合、クーラント液はポンプ側に逆流するという問題がある。

本発明の目的は、工具への洗浄液の供給安定性と応答性とを備えた高圧力の洗浄液を噴射可能な工具洗浄装置等を提供することである。

本発明に係る工作機械の工具洗浄装置は、主軸に装着する工具を洗浄する洗浄液を貯留するタンクと、このタンクに貯留した洗浄液を前記工具に噴射可能なノズル手段と、前記洗浄液を前記タンクから前記ノズル手段へ供給可能な洗浄液供給手段とを有している。

請求項１の発明は、前記タンクと前記ノズル手段との間に配置し、前記洗浄液供給手段から供給された洗浄液を貯留し且つ貯留した洗浄液を前記ノズル手段へ供給可能な洗浄液貯留容器と、前記ノズル手段と前記洗浄液貯留容器とを接続する第１洗浄液通路及びこの第１洗浄液通路を開閉可能な第１バルブ手段と、前記洗浄液貯留容器に貯留された洗浄液を加圧する加圧手段と、前記洗浄液貯留容器と前記洗浄液供給手段とを接続する第２洗浄液通路及びこの第２洗浄液通路を開閉可能な第２バルブ手段と、前記洗浄液貯留容器内の圧力が前記洗浄液供給手段による洗浄液の供給圧力よりも小さい場合、前記第２バルブ手段を開作動させる制御手段を備えたことを特徴としている。

請求項１の発明では、洗浄液供給手段から供給された洗浄液を貯留すると共に貯留した洗浄液をノズル手段に供給可能な洗浄液貯留容器を有するため、洗浄液をノズル手段に送る第１洗浄液通路を短くすることができ、通路抵抗を低減できる。しかも、洗浄液の洗浄液貯留容器への供給時期を第２バルブ手段によって調整することができる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記洗浄液貯留容器の内部の空気を排気するための排気通路及びこの排気通路を開閉可能な第３バルブ手段を備え、前記加圧手段は、加圧エアを発生するエア供給手段と、このエア供給手段から前記洗浄液貯留容器へ加圧エアを供給可能なエア供給通路と、このエア供給通路を開閉可能な第４バルブ手段を有することを特徴としている。

請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記洗浄液貯留容器内の圧力を検出可能な圧力検出手段を備え、前記制御手段は、前記圧力検出手段によって検出された前記洗浄液貯留容器内の圧力が前記洗浄液供給手段による洗浄液の供給圧力よりも小さいとき、前記第２バルブ手段を開作動することを特徴としている。

請求項４の発明は、請求項１または２の発明において、前記第３バルブ手段の開作動からの所定時間を計測可能な計時手段を備え、前記制御手段は、前記計時手段によって前記所定時間を計測したとき、前記第２バルブ手段を開作動することを特徴としている。
請求項５の発明は、請求項２〜４の何れか１つの発明において、前記第１〜第３バルブ手段を閉作動後、前記第４バルブ手段を開作動して前記洗浄液貯留容器内の圧力を昇圧することを特徴としている。

請求項１の発明によれば、洗浄液貯留容器によってノズル手段までの経路を短くすることによって、洗浄液の通路抵抗を低減でき、洗浄液の供給安定性と応答性とを確保できる。しかも、洗浄液貯留容器内の圧力が洗浄液供給手段による洗浄液の供給圧力よりも小さいことを条件として、洗浄液貯留容器と洗浄液供給手段とを接続するため、洗浄液の洗浄液供給手段への逆流を発生させることなく、洗浄液を高いエア圧によって加圧することができ、高い洗浄性能を得ることができる。

請求項２の発明によれば、洗浄液貯留容器への加圧エアの導入及び洗浄液貯留容器からの排気を応答性良く、確実に行うことができる。第３，第４バルブ手段が夫々の通路を開閉作動することによって洗浄液貯留容器内の圧力を調整できるため、構成の簡単化を図ることができる。
請求項３の発明によれば、洗浄液貯留容器内の圧力が洗浄液供給手段による洗浄液の供給圧力よりも小さいことを検出でき、洗浄液の洗浄液供給手段への逆流発生を確実に防止できる。

請求項４の発明によれば、洗浄液貯留容器内の圧力が洗浄液供給手段による洗浄液の供給圧力よりも小さいことを時間によって検出でき、構成の簡単化を図ることができる。
請求項５の発明によれば、工具が主軸に装着される直前で工具洗浄が可能であり、工具装着時の切粉等の噛み込みを確実に防止できる。

本発明の実施例１に係る洗浄装置の斜視図（タンク装着前）である。 図１の側面図（タンク装着後）である。 実施例１に係る主軸と主軸ヘッドの正面図である。 図３の側面図（一部）である。 図３の底面図(一部)である。 実施例１に係る主軸と主軸ヘッドの要部断面図である。 実施例１に係る工具洗浄装置の回路図である。 工具洗浄装置の制御系のブロック図である。 実施例１に係る洗浄制御を示すフローチャートである。 実施例２に係る工具洗浄装置の回路図である。 実施例２に係る洗浄制御を示すフローチャートである。

以下、本発明を実施する為の最良の形態について実施例に基づいて説明する。

以下、この発明の実施例１について、図１〜図９に基づいて説明する。
図１〜図３に示すように、この工作機械としてのマシニングセンタ１は、設置面である床面に固定されるベース部２と、ＸＹ軸駆動機構（図示省略）によってＸ軸、Ｙ軸方向へ移動駆動可能なテーブル（図示省略）と、テーブル等の各機構を数値制御する制御部５１を収納した制御箱３と、ベース部２の後部の上面に立設されて上方へ延びるコラム４とを有している。

このマシニングセンタ１は、コラム４に昇降可能に装備された主軸ヘッド５と、この主軸ヘッド５に設けられた主軸６と、主軸ヘッド５をＺ軸方向へ移動駆動可能な駆動機構７と、コラム４に装備されたＡＴＣ（自動工具交換装置）８と、貯留タンク５０（洗浄液貯留容器）を有している。貯留タンク５０は、コラム４の上方に配置されている。

クーラントタンク１０は、マシニングセンタ１の後方に設けたクーラント排出部９の下方にその前方端面が対向するよう配置している。尚、図中、クーラントタンク１０をクーラント排出部９に装着する前段階を示している。クーラントタンク１０は、上面の一部を開口した略箱状の貯留槽１１と、該貯留槽１１に着脱可能な回収槽１２とを備えている。回収槽１２は、クーラント排出部９から流出する使用済クーラント液に混ざった切粉を取り除く。貯留槽１１は、回収槽１２で切粉が取り除かれたクーラント液を貯留する。

１対の第１ポンプ１３、第２ポンプ１４は、切粉等を取り除いたクーラント液を貯留槽１１から吸い上げて、マシニングセンタ１に循環供給するよう構成している。
第１ポンプ１３（洗浄液供給手段）は、工具２０と被切削物とが当接する切削個所に向かって噴射するクーラント液を供給するよう構成している。第１ポンプ１３の吐出圧力は、０．０３０〜０．０４５ＭＰａの範囲に設定されている。第２ポンプ１４は、切削個所から切粉等を排出するクーラント液を供給するよう構成しており、吐出圧力は第１ポンプ１３よりも大きく設定している。

図３〜図５に示すように、コラム４はＡＴＣ８を装備している。ＡＴＣ８は複数のポッド１５がチェーン状部材１６に連結されたマガジン１７を有する。各ポッド１５には種々の切削工具２０ａ付き工具ホルダ２１（図６参照）が選択的に着脱可能に挿入してある。マガジン１７は指令信号に応じてそれらのポッド１５を移動させて、指令されたポッド１５を所定の交換位置に搬送する。以降、切削工具２０ａを取り付けた工具ホルダ２１を工具２０と称す。

ＡＴＣ８は、主軸６と平行な軸の回りに旋回する旋回アーム１８を備え、旋回アーム１８は主軸６に取り付けられている工具２０と、交換位置に搬送された工具２０とを把持した後、旋回アーム１８を下降させて、主軸６とポッド１５とから工具２０を取り外した後１８０度旋回させる。次に旋回アーム１８を上昇させて主軸６に別の工具２０を取り付けると共に交換位置のポッド１５に主軸６から取り外した工具２０を戻す。

図６に示すように、工具２０は、ドリル等の切削工具２０ａと、この切削工具２０ａを保持する工具ホルダ２１とからなり、シャンク部２１ａとフランジ部２１ｂとＶ溝部２１ｃとを備えている。主軸６に工具２０を取り付けた状態において、工具ホルダ２１のシャンク部２１ａがテーパ係合穴１９にテーパ係合する。フランジ部２１ｂの軸心方向位置規制面２１ｄは、主軸６の先端の端面２４に面当りする。それ故、主軸６は、テーパ係合穴１９と、端面２４とで工具ホルダ２１の位置を規制する二面拘束型の構成となっている。主軸６は、工具ホルダ２１のクランプ用係合部（図示省略）に係合して上方へ引きつける保持機構を有している。

次に、主軸６のテーパ係合穴１９に装着した工具２０を洗浄する洗浄機構について説明する。図６に示すように、環状主軸キャップ２２は、複数のボルト２３で主軸６を回転自在に支持する主軸ヘッド５の下端に固定している。

主軸キャップ２２の先端部分に形成された環状通路２５を塞ぐ環状のノズル形成部材２６の先端面は、主軸６の端面２４とほぼ同高さ位置に設定している。この環状通路２５はクーラント供給ポート２７に接続し、クーラント供給ポート２７はクーラントホース２８（第１洗浄液通路）を介して貯留タンク５０に接続している。

ノズル形成部材２６に、主軸６の軸心の方へ向けてクーラントの噴射流を傾斜状に噴射する環状の噴射ノズル２９（ノズル手段）を形成している。この噴射ノズル２９は複数の通路穴３０によって環状通路２５に接続している。環状通路２５と複数の通路穴３０はクーラント液を噴射ノズル２９に供給する。噴射ノズル２９は、クーラント液のテーパ筒状噴射流Ａを噴射し、主軸６のテーパ係合穴１９に向けて上方移動する工具ホルダ２１のシャンク部２１ａの表面を洗浄する。

次に、図７に基づき、本洗浄装置の洗浄液回路について説明する。
工具洗浄装置６７は、前述したクーラントタンク１０と、噴射ノズル２９と、第１ポンプ１３と、クーラントホース２８と、貯留タンク５０と、排気通路３７と、排液溜め３４とを備えている。更に、工具洗浄装置６７は、後述するエア源３９と、第１エア通路４０、第２エア通路４１と、第３エア通路４２と、分岐通路３２と、複数の切替バルブ３５，５２と、複数の電磁弁４３，５５，５７を有する。第１ポンプ１３は、クーラントタンク１０から吸引したクーラント液をクーラント供給通路３１に吐出し切削個所に送る。クーラント供給通路３１から分岐した分岐通路３２（第２洗浄液通路）は、貯留タンク５０の下端部分に接続している。

分岐通路３２は、クーラント液に混入した異物を除去するためのフィルタ部３３と、フィルタ部３３の下流に第２切替バルブ５２（第２バルブ手段）とを配置している。第２切替バルブ５２は、バネによって分岐通路３２を遮断する閉弁位置と後述するエア源３９の加圧エアによって貯留タンク５０への流通を可能とする開弁位置とに切替え可能に構成している。

貯留タンク５０の下端部と噴射ノズル２９とを接続するクーラントホース２８は、第１切替バルブ３５（第１バルブ手段）を有している。通常、閉弁位置とされる第１切替バルブ３５は、バネによってクーラントホース２８の通路を閉鎖する閉弁位置とエア源３９の加圧エアによって噴射ノズル２９の方向への流通を可能とする開弁位置とに切替え可能に構成している。

貯留タンク５０は、側部にフロート式液面センサ５３と、上端面に設置された圧力センサ５４とを有している。フロート式液面センサ５３は、センサ本体５３ａと第１近接センサ５３ｂと第２近接センサ５３ｃ等から形成している。センサ本体５３ａは、貯留タンク５０と下方部分で連結し、貯留タンク５０のクーラント液面と同様の増減傾向を示す水位を確認可能に構成している。第１近接センサ５３ｂと第２近接センサ５３ｃとは、夫々センサ本体５３ａの液面の高位置及び低位置の水位を検出可能に構成している。

クーラント液が貯留タンク５０に略一杯に充填されたとき、第１近接センサ５３ｂはオン状態になるよう構成している。第２近接センサ５３ｃは、標準的な洗浄工程を１回、例えば、５秒間の噴射を行ってもクーラント液の噴射途切れが発生しない場合、オフ状態となるよう構成している。従って、第２近接センサ５３ｃがオン状態の場合、クーラント液の噴射に優先して貯留タンク５０へのクーラント液の補充を行うよう構成している。
尚、フロート式液面センサ５３に替えて、貯留タンク５０の上端面にクーラント液面の高低を検出可能な超音波式液面センサを設置することも可能である。

圧力センサ５４は、貯留タンク５０の内圧を検出し、該内圧に応じた検出値を制御部５１（制御手段）に出力するように構成している。

貯留タンク５０の上方部位には、クーラントタンク１０の回収槽１２に開口して貯留タンク５０内の圧力を抜く排気通路３７を設けている。排気通路３７には、第３電磁弁５５（第３バルブ手段）を設置している。第３電磁弁５５は、排液溜め３４方向へのエアの脱圧を可能とすると共にエア供給を禁止する第１位置と、エア源３９の加圧エアを排気通路３７を介して貯留タンク５０に供給可能な第２位置とに電気的に切替え可能である。第３電磁弁５５は、オフ状態で第１位置となるようバネによって付勢している。第３電磁弁５５は第３，第４バルブ手段を兼ね、排気通路３７がエア供給通路の一部を兼ねるように構成している。

この工具洗浄装置６７では、クーラント液の加圧に工場のエア源３９（エア供給手段）を用いている。工場のエア源３９は、凡そ、０．５ＭＰａの加圧エアを得ることができるため、別途クーラントを加圧するエアコンブレッサ等を必要としない。エア源３９には、第１〜第３エア通路４０，４１，４２の一端が夫々接続している。

第１エア通路４０の他端は、第１電磁弁４３に接続している。第１電磁弁４３は、第１電磁弁４３の下流方向のエア供給を禁止すると共に第１電磁弁４３下流の圧力をサイレンサ４３ａを介して大気解放する第１位置と、第１電磁弁４３の下流方向へのエア供給が可能な第２位置とが電気的に切替え可能となっている。第１電磁弁４３は、制御部５１のオフ操作で第１位置となる。
第１電磁弁４３下流には、第１切替バルブ３５にエア源３９からの加圧エアを供給可能な第４エア通路５６を接続している。

第２エア通路４１の他端は、第２電磁弁５７に接続している。第２電磁弁５７は、第２電磁弁５７下流への加圧エアの供給を禁止すると共に第２電磁弁５７下流の圧力をサイレンサ５７ａを介して大気解放する第１位置と、第２電磁弁５７下流の第５エア通路５８へのエア供給が可能な第２位置とに電気的に切替え可能に構成している。

第２電磁弁５７は、制御部５１のオフ操作で第１位置となるようバネによって付勢している。第２電磁弁５７をオン操作したとき、エア源３９の加圧エアは第５エア通路５８に流入し、第２切替バルブ５２を開弁位置に作動する。

制御部５１は、前述した第１電磁弁４３，第２電磁弁５７，第３電磁弁５５を第１位置と第２位置とに切替制御する。制御部５１は、第３電磁弁５５をオン操作した場合、貯留タンク５０は大気と遮断されると共に、貯留タンク５０内にエア源３９の加圧エアを第３エア通路４２を介して供給している。この加圧エアは、貯留タンク５０に貯留されるクーラント液を加圧する。制御部５１は、第１電磁弁４３をオン操作した場合、エア源３９の加圧エアは第１電磁弁４３を通過して第４エア通路５６へ流れ、第１切替バルブ３５を付勢するバネを圧縮し、第１切替バルブ３５を開弁位置に切替える。それ故、貯留タンク５０に貯留されたクーラント液は噴射ノズル２９から噴射する。

噴射によって減少したクーラント液を貯留タンク５０に補充する場合、制御部５１は、第１電磁弁４３，第３電磁弁５５をオフ操作し、第２電磁弁５７をオン操作している。第２電磁弁５７のオン操作の条件は、所謂貯留タンク５０の内圧が圧力Ｐ２未満となるように設定している。制御部５１は、第２電磁弁５７をオン操作した場合、エア源３９の加圧エアは第２電磁弁５７を通過して第５エア通路５８へ流れ、第２切替バルブ５２の付勢手段を圧縮し、第２切替バルブ５２を開弁位置に切替える。それ故、クーラントタンク１０内のクーラント液は、第１ポンプ１３によって貯留タンク５０に供給される。

次に、工具洗浄装置６７の電気的構成について説明する。図８に示すように、前述の制御部５１は、制御回路７１と、各種駆動回路７７〜８６を有している。制御回路７１は、後述するＲＯＭ７３に記憶した制御プログラム（後述の図９参照）等を実行することで、マシニングセンタ１の加工動作及び工具洗浄装置６７の工具洗浄制御等を制御するものである。

制御回路７１は、ＣＰＵ７２、ＲＯＭ７３及びＲＡＭ７４からなるマイクロコンピュータと、入力インターフェース７５、及び出力インターフェース７６を基本に構成している。ＲＡＭ７４は、マシニングセンタ１に所望の加工を施させるための加工プログラムを記憶保持している。加工プログラムは、複数の動作ブロックからなり、操作者が後述する操作パネルを介して作成する。

入力インターフェース７５は、マシニングセンタ１の前面に設けた操作パネル（図示省略）のキーボード７０と、前述した液面センサ５３と、エア源３９のエア圧を検出する圧力センサ６８、圧力センサ５４とが電気的に接続している。キーボード７０は、加工作業に必要な情報を作業者が入力するために用いる。圧力センサ６８は、エア源３９の加圧エアの圧力（エア圧）を検出する。

出力インターフェース７６は、Ｘ軸モータ８７を駆動する駆動回路７７と、Ｙ軸モータ８８を駆動する駆動回路７８と、Ｚ軸モータ８９を駆動する駆動回路７９と、主軸モータ９０を駆動する駆動回路８０と、マガジンモータ９１を駆動する駆動回路８１と、第１ポンプ１３を駆動するための駆動回路８２と、操作パネルのＣＲＴ９２を駆動するための駆動回路８３と、第１電磁弁４３を駆動するための駆動回路８４と、第２電磁弁５７を駆動するための駆動回路８５と、第３電磁弁５５を駆動するための駆動回路８６が各々電気的に接続している。

Ｘ軸モータ８７は、テーブルのＸ軸方向の位置を検出するエンコーダ８７ａを備えている。エンコーダ８７ａは、入力インターフェース７５に接続している。Ｙ軸モータ８８は、テーブルのＹ軸方向の位置を検出するエンコーダ８８ａを備えている。エンコーダ８８ａは、入力インターフェース７５に接続している。Ｚ軸モータ８９は、主軸ヘッド５のＺ軸方向の位置を検出するエンコーダ８９ａを備えている。エンコーダ８９ａは、入力インターフェース７５に接続している。

制御部５１は、閉弁遅延手段としての遅延制御手段を備えることも可能である。遅延制御手段は、工具２０洗浄後、第１電磁弁４３，第３電磁弁５５をオンからオフ操作（第２位置から第１位置へ作動）するタイミングを異ならせるように制御する。即ち、遅延制御手段は、工具２０洗浄後、第１電磁弁４３を第２位置から第１位置へ切替えるタイミングを、第３電磁弁５５を第２位置から第１位置へ切替えるタイミングよりも所定の短時間（例えば、１秒）遅らせる遅延制御を実行することによって、加圧エアのクーラント液への加圧力を弱めることができる。

次に、図９のフローチャートに基づき、本洗浄機構の洗浄制御について説明する。尚、Ｓｉ（ｉ＝１，２…）は各ステップを示す。洗浄制御は、所定の周期でＣＰＵ７２が実行する割り込み処理である。まず、ＣＰＵ７２は、マシニングセンタ１の工具交換指令、第１ポンプ１３の作動状態、エア源３９の作動状態、液面センサ５３の検出値、圧力センサ５４の検出値等夫々の機構から各種信号を読込み（Ｓ１）、処理をＳ２に移行する。

ＣＰＵ７２は、エア源３９のエア圧が正常か否かを圧力センサ６８の検出値と予めＲＯＭ７３に記憶された値とを比較して判断する（Ｓ２）。エア圧が正常な場合（Ｓ２でＹｅｓ）、ＣＰＵ７２は、第１ポンプ１３が駆動しているか否か判定する（Ｓ３）。ＣＰＵ７２は、駆動回路８２を介して第１ポンプ１３を駆動する際、ＲＡＭ７４に第１ポンプ１３が駆動状態であることを記憶する。それ故、ＣＰＵ７２は、第１ポンプ１３が駆動しているか否かについてＲＡＭ７４を参照して判定する第１ポンプ１３が駆動している場合（Ｓ３でＹｅｓ）、ＣＰＵ７２は、工具交換指令が有るか否か判定する（Ｓ４）。

ＣＰＵ７２は、加工プログラム処理制御において、加工プログラムに従って各機構を制御する際、工具交換指令を実行する前にＲＡＭ７４に工具交換指令が出力されたことを記憶する。それ故、ＣＰＵ７２は、工具交換指令が有るか否かについてＲＡＭ７４を参照して判定する。尚、前述した加工プログラム処理制御は、所定の周期で実行されるもので、加工プログラムの複数の動作ブロックを１ブロック毎解釈して、実行するものである。

工具交換指令が有る場合（Ｓ４でＹｅｓ）、ＣＰＵ７２は、第１電磁弁４３，第３電磁弁５５をオン操作すると共に工具交換の開始を許可し（Ｓ５）、処理をＳ６に移行する。ＣＰＵ７２が工具交換の開始を許可することで、図示しない工具交換処理において工具交換が開始する。尚、工具交換処理は、ＲＯＭ７３に記憶されたプログラムであり、工具交換の開始を許可されるとＣＰＵ７２は、前述した割り込み処理とは、別の割り込みで実行する。前述により、工具交換時に、第３電磁弁５５をオン操作することで、加圧エアが貯留タンク５０に供給され、第１電磁弁４３をオン操作することで、噴射ノズル２９から加圧エアで流速を増したクーラント液が工具２０に向かって噴射する。
前述したＳ３において、第１ポンプ１３が駆動していないと判断した場合（Ｓ３でＮｏ）、ＣＰＵ７２は、処理を終了する。前述したＳ４において、工具交換指令がないと判断した場合、ＣＰＵ７２は、処理を終了する。

Ｓ６において、ＣＰＵ７２は、貯留タンク５０の内圧が圧力Ｐ１以上か否かを圧力センサ５４の出力信号に基づいて判定する。圧力Ｐ１は、予めＲＡＭ７４に記憶してあり、エア源３９の圧力よりも低い値となっており、例えば、０．４ＭＰａである。
Ｓ６の判定の結果、Ｙｅｓの場合、第２近接センサ５３ｃがオン状態か否か判定する（Ｓ７）。第２近接センサ５３ｃのオン状態検出によって、貯留タンク５０内のクーラント液が不足していることを検出している。

Ｓ７の判定の結果、Ｎｏの場合、少なくとも１回分の工具洗浄が可能なクーラント残量が貯留タンク５０にあるため、Ｓ８に移行して工具交換が完了したか否か判定する。Ｓ８の判定の結果、Ｙｅｓの場合、Ｓ９に移行し、Ｎｏの場合、Ｓ６に移行して工具交換が完了するまでクーラント液の噴射を継続する。工具洗浄装置６７は、圧力Ｐ１以上の加圧エアによって加勢されたクーラント液を工具２０に噴射することができる。

ＣＰＵ７２は、第１電磁弁４３，第３電磁弁５５を夫々オフ操作する（Ｓ９）。Ｓ９により、工具洗浄装置６７は、クーラント液の噴射とクーラント液の加圧を停止し、貯留タンク５０内の加圧エアを排気通路３７を介して外気に逃がす。その後、ＣＰＵ７２は、貯留タンク５０の内圧が圧力Ｐ２未満か否か判定する（Ｓ１０）。

圧力Ｐ２は、予めＲＡＭ７４に記憶してあり、第１ポンプ１３の吐出圧力の０．０３０〜０．０４５ＭＰａよりも低い値となっており、例えば、０．０１ＭＰａである。Ｓ１０の判定の結果、Ｙｅｓの場合、貯留タンク５０の内圧が第１ポンプ１３によるクーラント液の吐出圧力よりも低くクーラントの分岐通路３２側への逆流を生じないため、ＣＰＵ７２は第２電磁弁５７をオン操作する（Ｓ１１）。これにより、工具洗浄装置６７は、第１ポンプ１３によってクーラント液を貯留タンク５０へ供給を行う。Ｓ１０の判定の結果、Ｎｏの場合、ＣＰＵ７２は、処理をＳ９に移行し、貯留タンク５０内の加圧エアの排気を継続する。

クーラント液を貯留タンク５０へ供給中に、ＣＰＵ７２は、第１近接センサ５３ｂがオン状態か否か判定する（Ｓ１２）。Ｓ１２の判定の結果、Ｙｅｓの場合、ＣＰＵ７２は、貯留タンク５０にクーラント液が十分供給されたので、第３電磁弁５５をオン操作し、第２電磁弁５７をオフ操作し（Ｓ１３）、処理を終了する。これにより、工具洗浄装置６７は、貯留タンク５０へクーラント液の供給を停止し、貯留タンク５０へ加圧エアの供給を開始する。Ｓ１２の判定の結果、Ｎｏの場合、ＣＰＵ７２は処理をＳ９に移行し、貯留タンク５０から加圧エアの排気と、貯留タンク５０へクーラント液の供給を継続する。

Ｓ６の判定の結果、Ｎｏの場合、ＣＰＵ７２は、第１電磁弁４３，第２電磁弁５７，第３電磁弁５５をオフ操作する（Ｓ１４）。これにより、工具洗浄装置６７は、噴射ノズル２９からクーラント液が吐出することを禁止し、貯留タンク５０内の加圧エアを排気通路３７を介して外気に逃がし、貯留タンク５０へクーラント液の供給を停止する。

次に、ＣＰＵ７２は、第２近接センサ５３ｃがオン状態か否か判定する（Ｓ１５）。Ｓ１５の判定の結果、Ｙｅｓの場合、ＣＰＵ７２は処理をＳ１６に移行して貯留タンク５０の内圧が圧力Ｐ２未満か否か判定する（Ｓ１６）。Ｓ１６の判定の結果、Ｙｅｓの場合、ＣＰＵ７２は、貯留タンク５０にクーラント液を供給しても逆流することがないので第２電磁弁５７をオン操作する（Ｓ１７）。これにより、工具洗浄装置６７は、貯留タンク５０へクーラント液を供給する。

Ｓ１６の判定の結果、Ｎｏの場合、ＣＰＵ７２は、処理をＳ１５に移行する。貯留タンク５０にクーラント液を供給中に、ＣＰＵ７２は、第１近接センサ５３ｂがオン状態か否か判定する（Ｓ１８）。Ｓ１８の判定の結果、Ｙｅｓの場合、ＣＰＵ７２は、処理をＳ１３に移行し、Ｎｏの場合、前述した判定を継続する。

Ｓ１５の判定の結果、Ｎｏの場合、少なくとも１回分の工具洗浄が可能なクーラント残量が貯留タンク５０にあるので、ＣＰＵ７２は第３電磁弁５５をオン操作し（Ｓ１９）、Ｓ６に移行する。工具洗浄装置６７は、貯留タンク５０に加圧エアを供給する。
Ｓ２の判定の結果、エア源３９のエア圧が異常な場合、ＣＰＵ７２は、第１電磁弁４３，第２電磁弁５７，第３電磁弁５５をオフ操作（Ｓ２０）して、処理を終了する。

次に、実施例１に係る工具洗浄装置６７の効果について説明する。
工具洗浄装置６７は、第１ポンプ１３から供給されたクーラント液を貯留すると共に貯留したクーラント液を噴射ノズル２９に供給可能な貯留タンク５０を有しているため、クーラント液を噴射ノズル２９に送るクーラントホース２８を短くすることができる。それ故、工具洗浄装置６７は、クーラント液の通路抵抗を低減でき、クーラント液の供給安定性と応答性とを確保できる。貯留タンク５０内の圧力が第１ポンプ１３によるクーラント液の供給圧力よりも小さい場合、貯留タンク５０と第１ポンプ１３とを接続するため、工具洗浄装置６７は、クーラント液の第１ポンプ１３への逆流を発生させることなく、クーラント液を高いエア圧によって加圧することができ、高い洗浄性能を得ることができる。

貯留タンク５０の内部の空気を排気するための排気通路３７及びこの排気通路３７を開閉可能な第３電磁弁５５を備え、加圧手段は、加圧エアを発生するエア源３９と、このエア源３９から貯留タンク５０へ加圧エアを供給可能な第３エア通路４２と、この第３エア通路４２を開閉可能な第３電磁弁５５を有するため、貯留タンク５０への加圧エアの導入及び貯留タンク５０からの排気を応答性良く、確実に行うことができる。第３電磁弁５５が排気通路３７と第３エア通路４２を開閉作動することによって貯留タンク５０内の圧力を調整できるため、構成の簡単化を図ることができる。

貯留タンク５０内の圧力を検出可能な圧力センサ５４を備え、制御部５１は、圧力センサ５４によって検出された貯留タンク５０内の圧力が第１ポンプ１３によるクーラント液の供給圧力以下の圧力Ｐ２よりも小さいとき、第２切替バルブ５２を開作動するため、貯留タンク５０内の圧力が第１ポンプ１３による洗浄液の供給圧力よりも小さいことを検出でき、クーラントの第１ポンプ１３への逆流発生を確実に防止できる。

第１切替バルブ３５，第２切替バルブ５２と第３電磁弁５５を閉作動後、第３電磁弁５５を開作動して貯留タンク５０内の圧力を昇圧するため、工具２０が主軸６に装着される直前で工具洗浄が可能であり、工具装着時の切粉等の噛み込みを確実に防止できる。

次に、図１０，図１１に基づき、実施例２を説明する。尚、実施例１と同一部材は同一符号を付している。実施例１との相違点は、実施例１では貯留タンク５０へのクーラント液の供給時期を圧力センサ５４の検出信号（貯留タンク５０の内部圧力）によって決定していたのに対して、実施例２では貯留タンク５０へのクーラント液の供給時期を貯留タンク５０から排気を開始してからの経過時間によって決定する点である。

図１０に示すように、圧力スイッチ５４ａは、貯留タンク５０の内圧を検出し、所定圧力以上の圧力、所謂クーラント液への加圧力が所定圧力Ｐ１以上のとき、オン信号を制御部５１に出力するように構成している。

制御部５１は、第３電磁弁５５のオフ操作後から所定の経過時間Ｔ１を計測可能なタイマー手段を備えている。所定の経過時間Ｔ１は、第３電磁弁５５の排気動作によって貯留タンク５０内の圧力が第１ポンプ１３によるクーラント液の供給圧力よりも小さくなる時間を予め設定している。

次に、図１１のフローチャートに基づき、本洗浄機構の洗浄制御について説明する。尚、Ｓｉは各ステップを示し、図９のフローチャートと異なる点は、図９のＳ６の処理、Ｓ１０の処理、Ｓ１６の処理のみであるため、ここでは、異なる点のみ説明する。図１０では、Ｓ６の処理の代わりに、圧力スイッチ５４ａがオンしたか否かを判定する（Ｓ２６）。
図１１では、Ｓ１０の処理の代わりに、タイマーのカウントを開始（Ｓ３０）し、該タイマーのカウント開始後所定時間（Ｔ１）経過したか否かを判断する（Ｓ３１）。

図１１では、Ｓ１６の処理の代わりに、タイマーのカウントを開始（Ｓ３７）し、該タイマーのカウント開始後所定時間（Ｔ１）経過したか否かを判断する（Ｓ３８）。
尚、図１１のＳ３０とＳ３１、Ｓ３７とＳ３８の処理を実行するＣＰＵ７２は、計時手段に相当する。

次に、実施例２に係る洗浄装置の作用・効果について説明する。
この洗浄装置は、基本的に実施例１と同様の作用、効果を奏することができる。更に、制御部５１は、第３電磁弁５５のオフ操作開始からの所定経過時間Ｔ１を計測したとき、第２切替バルブ５２を開作動するため、貯留タンク５０内の圧力が第１ポンプ１３によるクーラントの供給圧力よりも小さいことを時間をパラメータとして検出でき、構成の簡単化を図ることができる。

次に、前記実施例を部分的に変更した変形例について説明する。
１〕前記実施例においては、排気通路を第３エア通路の一部に兼用した例について説明したが、排気通路と第３エア通路とを夫々独立して形成することも可能である。また、排気通路と第３エア通路とを独立して形成する場合、夫々の通路を開閉可能なバルブ手段を設けることができる。

２〕前記実施例においては、単独の貯留タンクを設置した例を説明したが、複数の貯留タンクを設置することも可能である。複数の貯留タンクを設置する場合、少なくとも１つ以上の貯留タンクについて本発明を適用することができる。
３〕加圧手段は、エア源３９を利用する代わりに、油圧系統を利用してもよい。

本発明は、主軸に装着する工具表面に付着した切粉等を洗浄する工作機械の工具洗浄装置全般に利用することができ、特に、エアによって加圧された高圧力の洗浄液を噴射可能な工具洗浄装置に好適に利用することができる。

１ マシニングセンタ
５ 主軸ヘッド
６ 主軸
１０ クーラントタンク
１３ 第１ポンプ
２０ 工具
２８ クーラントホース
２９ 噴射ノズル
３１ クーラント供給通路
３２ 分岐通路
３５ 第１切替バルブ
３７ 排気通路
３９ エア源
４２ 第３エア通路
４３ 第１電磁弁
５０ 貯留タンク
５１ 制御部
５２ 第２切替バルブ
５４ 圧力センサ
５４ａ 圧力スイッチ
５５ 第３電磁弁
５７ 第２電磁弁
６７ 工具洗浄装置

Claims (5)

1. 主軸に装着する工具を洗浄する洗浄液を貯留するタンクと、このタンクに貯留した洗浄液を前記工具に噴射可能なノズル手段と、前記洗浄液を前記タンクから前記ノズル手段へ供給可能な洗浄液供給手段とを有する工作機械の工具洗浄装置において、
   前記タンクと前記ノズル手段との間に配置し、前記洗浄液供給手段から供給された洗浄液を貯留し且つ貯留した洗浄液を前記ノズル手段へ供給可能な洗浄液貯留容器と、
   前記ノズル手段と前記洗浄液貯留容器とを接続する第１洗浄液通路及びこの第１洗浄液通路を開閉可能な第１バルブ手段と、
   前記洗浄液貯留容器に貯留された洗浄液を加圧する加圧手段と、
   前記洗浄液貯留容器と前記洗浄液供給手段とを接続する第２洗浄液通路及びこの第２洗浄液通路を開閉可能な第２バルブ手段と、
   前記洗浄液貯留容器内の圧力が前記洗浄液供給手段による洗浄液の供給圧力よりも小さい場合、前記第２バルブ手段を開作動させる制御手段を備えたことを特徴とする工作機械の工具洗浄装置。
2. 前記洗浄液貯留容器の内部の空気を排気するための排気通路及びこの排気通路を開閉可能な第３バルブ手段を備え、
   前記加圧手段は、加圧エアを発生するエア供給手段と、このエア供給手段から前記洗浄液貯留容器へ加圧エアを供給可能なエア供給通路と、このエア供給通路を開閉可能な第４バルブ手段を有することを特徴とする請求項１に記載の工作機械の工具洗浄装置。
3. 前記洗浄液貯留容器内の圧力を検出可能な圧力検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記圧力検出手段によって検出された前記洗浄液貯留容器内の圧力が前記洗浄液供給手段による洗浄液の供給圧力よりも小さいとき、前記第２バルブ手段を開作動することを特徴とする請求項１または２に記載の工作機械の工具洗浄装置。
4. 前記第３バルブ手段の開作動からの所定時間を計測可能な計時手段を備え、
   前記制御手段は、前記計時手段によって前記所定時間を計測したとき、前記第２バルブ手段を開作動することを特徴とする請求項１または２に記載の工作機械の工具洗浄装置。
5. 前記第１〜第３バルブ手段を閉作動後、前記第４バルブ手段を開作動して前記洗浄液貯留容器内の圧力を昇圧することを特徴とする請求項２〜４の何れか１つに記載の工作機械の工具洗浄装置。