JP2015016515A - 工作機械システムおよび工作機械の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】切屑の除去を容易かつ効率よく行うことにより、作業者の負担を軽減する。【解決手段】ワークＷを加工する工作機械本体１０と、ワークＷを保持するローダチャック２５を有しかつ工作機械本体１０に対してワークＷを搬入または搬出するローダ２０と、を備える工作機械システム１において、ローダチャック２５により保持されてローダ２０で搬送されるとともに、ワークＷの加工により生じた切屑を吸着または吸引する清掃具３０を備える。【選択図】図１

Description

本発明は工作機械システムに関し、特に、加工領域へのワークの搬入及び搬出をローダにより行うようにした工作機械システムに関する。

従来、旋盤等の工作機械を用いてワークを加工することが行われている。例えば、旋盤では、回転する主軸のスピンドルチャックにワークを把持させ、切削用の工具を用いてワークの加工を行う。この切削加工の自動化を行うため、スピンドルチャックへのワークの受渡しをローダによって行うことが知られている。また、ワークの切削等によって切屑が生じる。この切屑は、加工領域の下方に排出されるが、加工領域にとどまってしまうものや、飛散して加工領域を超えるものがある。さらに、切屑がスピンドルチャック等に付着したままでは、ワークを傷付けるだけでなく、ワーク中心が主軸からずれて把持されるといった問題が生じる。そのため、ローダにブラシ状の除去具を把持させ、ローダを駆動することによりスピンドルチャック等に付着した切屑を除去することが提案されている（例えば特許文献１参照）。

実開平０６−０５７５０１号公報

しかしながら、加工領域において付着している切屑はブラシ等により除去され、加工領域の下方に排出されるが、加工領域外に飛散した切屑をブラシ等で除去することが難しいといった問題がある。ブラシ状の除去具に代えて、切屑をエアーで吹き飛ばす方法も考えられるが、吹き飛ばした切屑が他に移動するだけで切屑の除去には至らないといった問題がある。また、ローダによりワークを自動搬入及び搬出する自動化が行われているなかで、作業者の手作業で切屑を除去するのは非効率であり、また作業者への負担が大きくなる。そのため、このようなワークの加工自動化に対応した工作機械システムにおいて、飛散した切屑等を効率よく除去することが求められている。

前述した事情に鑑み、本発明は、切屑の除去を容易かつ効率よく行うことにより、作業者の負担を軽減できる工作機械システムおよび工作機械の制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、ワークを加工する工作機械本体と、ワークを保持するローダチャックを有しかつ工作機械本体に対してワークを搬入または搬出するローダと、を備える工作機械システムにおいて、ローダチャックにより保持されてローダで搬送されるとともに、ワークの加工により生じた切屑を吸着または吸引する清掃具を備えることを特徴とする。

また、清掃具は、ローダチャックに保持されかつ磁性体及び磁石の一方で形成された保持部と、磁性体及び磁石の他方で形成されかつ保持部に吸着される棒状部と、を有するものでもよい。また、保持部及び棒状部のいずれか一方には凹部が形成され、いずれか他方には凹部に入り込む凸部が形成され、棒状部は、保持部に対して凸部を軸として回転可能なものでもよい。また、ローダの走行領域に、棒状部に当接してこの棒状部の向きを変えるための突起が設けられてもよい。また、棒状部は、磁石が用いられるとともに、非磁性体で形成された被覆部により外周面が被覆され、被覆部は、棒状部の長手方向にスライド可能に形成されるものでもよい。また、棒状部は、磁石が用いられるとともに、両端の少なくとも一方から棒状部の長手方向に沿って延びた状態で非磁性部が形成されるものでもよい。

また、清掃具は、ローダチャックに保持される磁石と、磁石における切屑の吸着面側に配置されかつ非磁性体で形成されたカバーと、磁石とカバーとの間に配置された弾性体と、を有し、カバーは、弾性体を縮めた状態で磁石とともにローダチャックに保持されるものでもよい。また、清掃具は、切屑を吸引する吸引機構を備えるものでもよい。また、ローダの走行領域内に、清掃具を保管する保管部を備えるものでもよい。

また、本発明は、ワークを加工する工作機械本体と、ワークを保持するローダチャックを有しかつ工作機械本体に対してワークを搬入または搬出するローダと、を備える工作機械の制御方法において、ローダチャックにより清掃具を保持させ、ローダにより清掃具を搬送するとともに、ワークの加工により生じた切屑を清掃具に吸着または吸引する清掃工程を含むことを特徴とする。

また、清掃工程は、ワークの非加工時に行うようにしてもよい。また、清掃工程は、ワークの加工中の場合、工作機械本体におけるワークの加工領域外において行うようにしてもよい。また、清掃工程は、予め設定された期間の経過、またはワークの加工数が超過したときに行うようにしてもよい。

本発明の工作機械システムによれば、ワークを加工する工作機械本体に対してワークを搬入または搬出するローダのローダチャックにより保持される清掃具を用いて、ワークの加工により生じた切屑を吸着または吸引するので、清掃具をハンドリングするための特別な装置を設ける必要がなく、容易かつ効率よく切屑を除去することができる。

また、清掃具が、磁性体及び磁石のいずれかの保持部及び棒状部で構成されたものでは、棒状部に作用する磁力によって切屑を吸着させることにより、切屑を容易に除去できる。また、保持部と棒状部とを特別な取付構造を用いることなく接続できるとともに、棒状部が装置の一部等に当接したときには保持部から棒状部が外れることで装置等に大きなダメージを与えることを防止できる。また、保持部と棒状部との間に凹部及び凸部が形成され、凸部を軸として棒状部が回転可能なものでは、清掃具を移動させる場所に応じて棒状部の向きを変えることができる。また、ローダの走行領域に、棒状部に当接してこの棒状部の向きを変えるための突起が設けられるものでは、棒状部を突起に当接させたまま保持部を移動させるといった簡単な動作によって容易に棒状部の向きを変更できる。

また、磁石で形成された棒状部の外周面を非磁性体で形成された被覆部により被覆し、被覆部が、棒状部の長手方向にスライド可能なものでは、被覆部の外面に吸着された切屑を、被覆部をスライドさせることにより容易に棒状部から引き離すことができる。また、磁石で形成された棒状部の両端の少なくとも一方に非磁性部が形成されるものでは、磁石部分に吸着した切屑を非磁性部に移動させることにより、切屑を棒状部から容易に引き離すことができる。

また、清掃具として、弾性体を縮めた状態で磁石とともに非磁性体のカバーがローダチャックに保持されるように構成されたものでは、ローダチャックによる把持が開放されたときに、弾性体によりカバーが磁石から離れるように移動する。カバーの表面に吸着されていた切屑は、作用する磁力が弱くなってカバーから落ちることになる。これにより、吸着した切屑を、ローダチャックによる把持の開放といった簡単な動作によって取り除くことができ、清掃具に吸着した切屑の除去の自動化に対応できる。

また、清掃具が、切屑を吸引する吸引機構を備えるものでは、切屑を吸引機構によって集めることにより、容易に切屑を除去することができる。また、清掃具を保管する保管部が、ローダの走行領域内に設けられるものでは、ローダの走行位置においてローダチャックにより、清掃具の保持および保管を直接行うことができる。

本発明の工作機械の制御方法によれば、 ワークを加工する工作機械本体に対してワークを搬入または搬出するローダのローダチャックにて保持する清掃具を用いて、ワークの加工により生じた切屑を吸着または吸引する清掃工程を有するので、切屑の除去の自動化に容易に対応できる。

また、清掃工程をワークの非加工時に行うものでは、清掃工程がワークの加工に影響を与えることを回避でき、また、清掃工程においてもワークの加工によって影響されることなく行うことができる。また、清掃工程をワークの加工中において、ワークの加工領域外において行うものでは、切屑の除去に際してワークの加工を停止させる必要がなく、生産効率の低下を防止できる。また、清掃工程が、予め設定された期間の経過、またはワークの加工数が超過したときに行うものでは、加工によって生じる切屑の量に対応して適切な清掃を行うことができ、清掃タイミングの設定も容易に行うことができる。

第１実施形態に係る工作機械システムの一例を示す概略斜視図である。 清掃具の実施形態を示す斜視図である。 図２に示す清掃具であって、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ部分の拡大図である。 清掃具の使用後を示す断面図である。 清掃具の使用後の他の形態を示し、（ａ）は切屑吸着時の断面図、（ｂ）は切屑分離時の断面図である。 保管部の要部を拡大した斜視図である。 棒状部の向きを変更する操作を説明する斜視図である。 ローダチャックの他の例を示す側面図である。 工作機械システムの動作の一例を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る清掃具の一例であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）はローダチャックによる把持前の断面図、（ｃ）は把持状態の断面図、（ｄ）は把持を解除した状態の断面図である。 第３実施形態に係る清掃具の一例を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明は以下説明する実施形態に限定されるものではない。また、図面においては、実施形態を説明するため、模式的に記載するとともに、一部分を大きくまたは強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現している。また、図１では、ＸＹＺ座標系を用いて図中の方向を説明する。

＜第1実施形態＞
第１実施形態に係る工作機械システムについて、図１〜図９を参照しながら説明する。図１は、工作機械システム１の概略斜視図である。本実施形態の工作機械システム１は、図１に示すように、ワークＷを加工する工作機械本体１０を有している。工作機械本体１０の左右位置（図中においてＸ軸方向）には、周辺装置として、加工前のワークＷを搬入する搬入部５０と、加工後のワークＷａを搬出する搬出部６０とが設置されている。搬入部５０の、工作機械本体１０と反対側の横には、清掃具３０を保管する保管部４０が設けられている。また、工作機械本体１０に対してワークＷを搬入または搬出するローダ２０が設けられている。

工作機械本体１０は、例えば、ワークＷに対して加工を施す旋盤である。旋盤を例に簡単に説明すると、工作機械本体１０は、回転駆動する主軸１１と、主軸１１の先端に形成されてローダ２０から搬入されたワークＷを把持するチャック１２と、ワークＷを加工するツールＴとを備えている。ツールＴは、回転可能なタレットに複数保持されるとともに、いずれかのツールＴが選択して使用される。ワークＷをチャック１２に保持した状態で主軸１１を回転させるとともに、ツールＴの刃先を予め設定された軌道に沿って移動させることにより、ワークＷに対して切削加工を行う。

なお、上記した内容は旋盤の一例であり、他の構成を含む旋盤であってもよい。例えば、旋盤として、複数の主軸１１及びチャック１２を備えるとともに、ワークＷの持ち替え装置が配置され、ワークＷの表面側及び裏面側の双方を連続して加工するものでもよい。また、工作機械本体１０は、旋盤に限定されず、ワークＷを加工するフライス盤、研削盤、マシニングセンタなど、他の工作機械であってもよい。

ローダ２０は、例えば、床から起立する複数本のフレーム２０ｆと、フレーム２０ｆによって所定高さで水平に支持されたＸ軸方向（左右方向）のガイド２０ｒと、ガイド２０ｒに沿って移動する移動基台２０ａとを有している。移動基台２０ａは、Ｚ軸方向（前後方向）に配置された水平アーム２２を備えている。水平アーム２２は、Ｚ軸方向に伸縮可能に設けられている。水平アーム２２の先端部２２ｅには、水平アーム２２に対してＹ軸方向（垂直方向）に昇降可能な垂直アーム２３が設けられている。垂直アーム２３の下端には、ワークＷを把持するローダチャック２５が設けられている。

ローダ２０は、移動基台２０ａ、水平アーム２２、及び垂直アーム２３をそれぞれ移動させることにより、ローダチャック２５を所定範囲において任意に移動させることができる。また、移動基台２０ａの移動、水平アーム２２の伸縮、及び垂直アーム２３の昇降は、モータ等の不図示の駆動装置によって行われ、それぞれの駆動は後述する制御部８０によって制御される。なお、図１では、ガイド２０ｒを移動する１基の移動基台２０ａを示しているが、これに限定されず、例えば、複数の移動基台２０ａを設けて、ワークＷの搬入や搬出等の複数の作業を同時に行うようにしてもよい。

ローダチャック２５は、チャック本体２５ａの下端側に、例えば４本のチャック爪２５ｂが環状に一定間隔で配置され、不図示の駆動部によってチャック爪２５ｂが開閉することによりワークＷの保持及び解放を行う。ただし、ローダチャック２５の形態を限定するものではなく、ワークＷを保持及び解放できるものであれば、チャック爪２５ｂの本数や配置など、その構成は任意である。

保管部４０は、後述する清掃具３０を保管する。保管部４０は、工作機械本体１０に対して搬入部５０を挟んで反対側に配置されている。保管部４０は、ローダ２０の走行領域内に配置されており、保管されている清掃具３０をローダチャック２５によって把持することが可能となっている。保管部４０は、図１に示すように、工作機械システム１において、専用の領域が設定されることに限定されない。例えば、保管部４０は、搬入部４０や搬出部５０の一部に設定されてもよい。なお、図１では、１つの清掃具３０を保管している状態を示しているが、複数の清掃具３０が保管されてもよい。

搬入部５０は、工作機械本体１０に搬入される加工前のワークＷが配置される。ワークＷは、例えばトレーに複数整列された状態で搬入部５０に供給される。搬入部５０は、例えば、トレーを載置するテーブル等を備えている。搬入部５０に配置されたワークＷは、ローダ２０によって工作機械本体１０に個別に搬入される。なお、搬入部５０へのワークＷの供給は、トレーを作業者または搬送装置で搬送することにより行う。

搬出部６０は、工作機械本体１０を挟んで搬入部５０の反対側に設置される。搬出部６０は、工作機械本体１０によって加工された加工後のワークＷａを載置する。加工後のワークＷａは、例えばトレーに整列された状態で載置される。搬出部６０は、例えば、トレーを載置するテーブル等を備えている。加工後のワークＷａは、トレーとともに排出部６０から取り出される。トレーの取り出しは、作業者または搬送装置によって行われる。なお、図１では、搬入部５０と搬出部６０とが別に設定されているが、これに限定されず、例えば１か所でワークＷの供給を行い、加工後のワークＷａが戻されて取り出すような形態であってもよい。

制御部８０は、ローダ２０や工作機械本体１０を制御する。制御部８０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）や各種記憶装置等を含んで構成される。なお、制御部８０は、無線または有線により外部の中央制御装置等に接続されてもよい。制御部８０は、記憶装置等に格納されている各種プログラムを読み込み、設定された指令に基づいてローダ２０によるワークＷの搬入及び搬出や、工作機械本体１０によるワークＷの加工を行う。なお、制御部８０は、後述する清掃工程についても、その清掃内容やタイミングについて制御する。また、制御部８０は、キーボードや、マウス、タッチパネル等の入力装置や、液晶ディスプレイ等の表示装置を備えてもよい。

図２は、清掃具３０を拡大した斜視図である。清掃具３０は、磁力によりワークＷの加工によって生じた切屑Ｗｄを吸着する。なお、ワークＷは、鉄等の磁性材料によって形成されたものが用いられる。図２に示すように、清掃具３０は、ローダチャック２５により保持可能な形状の保持部３１と、この保持部３１の下側に配置された棒状部３２とを有している。

保持部３１は、ローダチャック２５のチャック爪２５ｂにて把持できる形状であれば、任意の形状を適用可能である。本実施形態では、ワークＷと略同一の形状の保持部３１が採用される。保持部３０をワークＷと同様の形状とすることで、ローダチャック２５に特別な構造を適用することなく、確実に保持させることができる。保持部３０がローダチャック２５に保持されることにより、ローダ２０の走行領域内であれば、任意の位置に清掃具３０を移動させることができる。保持部３１は、磁性体によって形成される。保持部３１の下面側は、棒状部３２の接合面として用いられ、平面形状となっている。

棒状部３２は、横断面形状が矩形状に形成された長尺部材である。棒状部３２の長手方向の長さは、清掃する領域に合わせて設定される。棒状部３２は、内部に磁石３２ａを備えるとともに、磁石３２ａの外周面を覆うように非磁性体からなる被覆部３２ｂを備えている。被覆部３２ｂは、非磁性金属や、樹脂、ガラス、セラミックス等が用いられる。棒状部３２は、磁性体である保持部３１の下面に磁力により吸着し、保持部３１に連結される。このように、清掃具３０は、保持部３１と棒状部３２との接続が磁力によって行われるので、特別な連結構造を設ける必要がない。

なお、清掃具３０は、上記したものに限定されない。例えば、保持部３１が磁石で形成され、棒状部３２が磁性材料で形成されてもよい。また、棒状部３２の被覆部３２ｂは、磁性材料によって形成されたものでもよい。また、棒状部３２は、被覆部３２ｂが形成されなくてもよい。また、保持部３１と棒状部３２に分離可能に構成されることに限定されず、両者が一体的に形成されたものでもよい。また、清掃具３０の形状は任意であり、棒状部３２に代えて円盤状やシート状のものが用いられてもよい。

清掃具３０は、図１に示すように、ローダチャック２５に保持されて移動し、その移動経路の切屑Ｗｄを棒状部３２に吸着させる。ローダチャック２５に保持された清掃具３０は、工作機械本体１０の上面やその周辺装置の上面等に棒状部３２を接近させた状態でローダ２０を駆動する。なお、ローダ２０の駆動は、制御装置８０によって制御される。棒状部３２が工作機械本体１０の上面等と近接して移動することにより、飛散した切屑Ｗｄを棒状部３２に吸着させることができる。棒状部３２が用いられることにより、幅広い範囲で磁力を作用させることができ、切屑Ｗｄを効率よく吸着・捕捉できる。

また、清掃具３０は、ワークＷを搬送するローダ２０により操作されるので、清掃具３０を移動させるための専用の移動装置を設ける必要がない。また、清掃具３０は、棒状部３２が保持部３１に磁力により吸着されているため、棒状部３２の一部が工作機械本体１０にぶつかった場合、棒状部３２が保持部３１から外れることになる。これにより、棒状部３２がぶつかることによって工作機械本体１０等に与えるダメージを小さくすることができる。

図３は、図２に示す清掃具３０であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ部分の拡大図である。清掃具３０は、棒状部３２の長手方向の中心部が保持部３１に吸着されている。図３に示すように、この吸着部分は、凹部３３と凸部３４とが係合した状態となっている。棒状部３２には凹部３３が形成されている。保持部３１には、凹部３３に嵌まり込む凸部３４が形成されている。これにより、棒状部３２は、保持部３１に対して凸部３４を中心軸Ｃとして矢印Ｒ方向に回転可能となっており、後述するように、清掃時において棒状部３２の向きを変えることができる。

なお、保持部３１と棒状部３２との間は磁力が作用しているので、棒状部３２を回転させるためには、両者間の摩擦力以上の力によって棒状部３２を回転させることが必要である。なお、図３では、棒状部３２に凹部３３が設けられ、保持部３１に凸部３４が設けられるが、逆に棒状部３２に凸部３４が設けられ、保持部３１に凹部３３が設けられてもよい。また、凹部３３及び凸部３４は、円錐形状に形成されることに限定されず、嵌合可能な任意の形状を適用することができる。また、凸部３４と凹部３３とが係合していることにより、棒状部３２が長手方向にずれるのを規制している。

図４は、清掃具３０の使用後を示す断面図である。図４に示すように、棒状部３２には、その長手方向の両端に、磁力の及ばない非磁性部３５が形成されている。棒状部３２に非磁性部３５を備えることにより、吸着した切屑Ｗｄを非磁性部３５まで移動させることで切屑Ｗｄに磁力が作用しなくなり、切屑Ｗｄは棒状部３２から分離される。このように、切屑Ｗｄの移動といった簡単な動作で、切屑Ｗｄを容易に分離することができる。

なお、被覆部３２ｂ上の切屑Ｗｄの移動は、作業者の手作業による場合や、例えば、保管部４０に配置されたスクレーパ等を利用するものでもよい。すなわち、清掃具３０をローダチャック２５で保持するとともに、棒状部３２をスクレーパ等に当接させたままローダ２０を駆動することにより、スクレーパ等に押されて切屑Ｗｄを移動させるものでもよい。また、図１や図２に示す棒状部３２は、両端に非磁性部３５が形成されているが、いずれか一方に非磁性部３５が形成されたものでもよい。

図５は、清掃具３０の使用後の他の形態を示し、（ａ）は切屑Ｗｄ吸着時の断面図、（ｂ）は切屑Ｗｄ分離時の断面図である。清掃具３０として、磁石３２ａと被覆部３２ｂとが固着されず、被覆部３２ｂが磁石３２ａに対して長手方向にスライド可能である場合は、次のように切屑Ｗｄの分離が可能である。先ず、図５（ａ）に示すような切屑Ｗｄを吸着させた状態から、磁石３２ａを被覆部３２ｂから矢印Ｂ方向に引き抜く（磁石３２ａと被覆部３２ｂとを相対的に移動させる）。ことにより、図５（ｂ）に示すように、切屑Ｗｄは磁石３２ａの磁力が作用しなくなり、非磁性体の被覆部３２ｂから離れて落下する。このように、磁石３２ａと被覆部３２ｂとを相対的に移動させるといった簡単な動作で、切屑Ｗｄを棒状部３２から容易に分離することができる。

なお、磁石３２ａと被覆部３２ｂとの相対的な移動は、作業者の手作業による場合や、例えば、保管部４０に配置されたプッシャ等を利用するものでもよい。すなわち、清掃具３０をローダチャック２５で保持するとともに、棒状部３２の磁石３２ａをプッシャ等により押し出し、被覆部３２ｂと磁石３２ａとを相対的に移動させるものでもよい。また、棒状部３２に吸着した切屑Ｗｄの分離は、作業者の手作業で行う場合の他に、自動で分離させる場合のいずれであってもよい。また、複数の清掃具３０が利用可能な場合、使用後の清掃具３０において切屑Ｗｄの分離を行っている間に、他の清掃具３０を用いて清掃作業を行うことが可能となる。

図６は、清掃具３０を保管する保管部４０の要部拡大斜視図である。図６に示すように、保管部４０は、載置面４１に棒状部３２を収容可能な収納凹部４２が設けられている。収納凹部４２の開口幅は、保持部３１の直径より小さく設定されている。載置面４１上には、収納凹部４２に沿って両側に２個ずつのピン４３が設けられている。ピン４３は、保持部３１の外周部３１ｅに対応して配置されている。これにより、載置面４１に保持部３１を載置した際、保持部３１は、ピン４３によってその位置が規制される。

なお、保管部４０は、非磁性材料によって形成されており、棒状部３１の磁力による吸着作用は受けない。また、清掃具３０を保管部４０に保管した状態では、保持部３１が載置面４１に位置決めされるとともに、棒状部３２が収納凹部４２にぶら下がった状態となる。また、保管部４０、複数の清掃具３０を保管できるように、複数の収納凹部４２が形成されたものでもよい。また、保管部４０の形態は図６に示すものに限定されず、例えば棒状部３２を吸着させて保管させるものでもよい。

保管部４０は、その長手方向をＺ軸方向（図１参照）とした状態で設置される。したがって、ローダチャック２５によって保持部３１を保持して清掃具３０を引き上げた場合、棒状部３２の長手方向はＺ軸方向に沿った状態となっている。ただし、飛散した切屑Ｗｄを吸着させるためには、清掃場所に対応して棒状部３２の向きを変更する必要が生じる。この場合、保管部４０の載置面４１に設けられた突起４６を利用して向きを変更する。

図７は、棒状部３２の向きを変更する操作を説明する斜視図である。図７に示すように、状部３２の向きを変更する操作は、ローダチャック２５により保持部３１を保持した状態で行う。すなわち、保持部３１を保持した状態で、ローダチャック２５を例えば矢印Ｘ方向に移動させ、棒状部３２の側面を突起４６に当接させる。続いて、さらに矢印Ｘ方向にローダチャック２５を移動させる。これにより、棒状部３２は、保持部３１に対して、凸部３４（図３参照）を中心として矢印Ｒ１方向に回転する。この一連の操作を行うことにより、棒状部３２の向きを変えることができる。このように、突起４６によって棒状部３２の向きを容易に変更することができ、清掃部分に対応した向きを選択して、効果的な清掃を実施することができる。

なお、棒状部３２の向きを変更させるためのローダチャック２５の移動は、制御部８０によって制御され、棒状部３２の向きを任意に設定することができる。また、棒状部３２の向きを変更するための突起４６は、保持部４０に形成されることに限定されない。例えば、図１に示す突起４６ａのように、工作機械本体１０の上面に形成されてもよく、ローダ２０の走行領域内であれば任意に配置できる。

また、棒状部３２は、突起４６以外を用いて向きの変更を行ってもよい。例えば、工作機械本体１０や周辺装置のフレームや、ローダ２０のフレーム２０ｆなど、比較的剛性が高い部分を用いて棒状部３２の向きの変更を行ってもよい。また、ローダチャック２５がＹ軸方向（垂直方向）まわりに回転可能な機能を有している場合は、ローダチャック２５を回転させることで棒状部３２の向きを変更させてもよい。また、保管部４０をＹ軸方向（垂直方向）まわりに回転可能に構成し、ローダチャック２５が保持部３１を保持する前に保管部４０を押して回転させるものでもよい。保管部４０の回転後に、保持部３１をローダチャック２５が保持することにより、保管部４０の回転位置に応じて棒状部３２の向きが変更される。

図１に示すローダ２０では、棒状部３２をＺ軸方向（水平方向）に向けてローダチャック２５により清掃具３０を保持するが、飛散した切屑Ｗｄを除去するには棒状部３２をＹ軸方向（垂直方向）あるいは水平方向から傾ける必要がある。

図８は、他の実施形態に係るローダチャック１２５を示す側面図である。図８に示すように、ローダチャック１２５は、チャック本体２５ａに回転ヘッド２５ｈが設けられる。回転ヘッド２５ｈには、２組のチャック爪２５ｂが９０度向きを変えて設けられている。回転ヘッド２５ｈは、Ｙ軸方向（垂直方向）に対して４５度傾斜した回転面２５ｓに沿って回転軸Ｃ１を中心に回転する。したがって、清掃具３０をローダチャック２５で保持した後、回転ヘッド２５ｈを回転させることにより、図８に示すように、棒状部３２をＹ軸方向に向けた状態とすることができる。なお、回転ヘッド２５ｈの回転は、ローダ２０の制御と同様に制御部８０によって制御される。このように、棒状部３２を立てることができるので、例えば垂直面に付着している切屑Ｗｄを吸着させることができる。

図９は、工作機械システム１の動作の一例を示すフローチャートである。図９を用いて実施形態に係る工作機械の制御方法の一例を説明する。なお、工作機械システム１の動作の全部または一部は、制御部８０が、記憶装置等に格納されたプログラムを適宜読み込んで実行する。まず、工作機械システム１を起動した後、清掃機能を有効とするか否かを判断する（ステップＳ１）。清掃機能は、例えば、スイッチを作業者等が操作することにより有効となる。

清掃機能を有効としない場合（ステップＳ１：ＮＯ）、ワークＷを工作機械本体１０に搬入する準備が完了したか判断する（ステップＳ６）。制御部８０は、搬入部５０に加工対象となるワークＷが供給されたことや、工作機械本体１０においてツールＴの選択、加工レシピ等のデータ入手が完了していることなどから、準備が完了したことを判断する。ワークＷの搬入準備が完了した場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、制御部８０は、ローダ２０を駆動して、ワークＷを工作機械本体１０に搬入する（ステップＳ７）。制御部８０は、ワークＷが工作機械本体１０のチャック１２に把持されたことを確認して、ワークＷの加工を開始する。なお、ワークＷの搬入準備が完了していない場合（ステップＳ６：ＮＯ）は、ワークＷの搬入準備が完了するまでステップＳ６が繰り返される。

一方、清掃機能を有効とする場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、制御部８０は、清掃実行ボタンが操作されたかを判断する（ステップＳ２）。清掃実行ボタンは、直ちに清掃工程を実行することを指示するボタンである。清掃実行ボタンが操作された場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、制御部８０は、清掃工程（ステップＳ４）を実行する。また、清掃実行ボタンが操作されない場合（ステップＳ２：ＮＯ）、制御部８０は、清掃周期に到達したかを判断する（ステップＳ３）。清掃周期に到達した場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、制御部８０は、清掃工程（ステップＳ４）を実行する。

清掃周期は、予め設定された情報に基づいて実行される。清掃周期は、例えば、ワークＷの加工個数や、工作機械本体１０の稼動時間や日数など、任意に設定可能である。制御部８０は、設定された閾値と同一または超えたか否かを確認して清掃周期に到達したかを判断する。このように、ステップＳ３において、清掃周期に到達したことを判断して清掃工程を実行するので、清掃工程の開始タイミングを自動化することができ、切屑Ｗｄを適宜除去することができる。

なお、清掃工程の開始は、清掃周期の管理だけに限定されない。例えば、工作機械システム１０の全体または一部の画像をカメラ等で取得し、切屑Ｗｄの量を判断して清掃工程を開始してもよく、あるいは切屑Ｗｄを検出するセンサ等の出力値に基づいて清掃工程を開始してもよい。

清掃周期に到達していない場合（ステップＳ３：ＮＯ）、制御部８０は、ワークＷを工作機械本体１０に搬入する準備が完了したか判断する（ステップＳ５）。このステップＳ５は、先に説明したステップＳ６と同様である。ワークＷの搬入準備が完了した場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、制御部８０は、ローダ２０を駆動して、ワークＷを工作機械本体１０に搬入する（ステップＳ７）。一方、ワークＷの搬入準備が完了していない場合（ステップＳ５：ＮＯ）は、ステップＳ２に戻り、上記した動作が繰り返される。

清掃工程（ステップＳ４）は、ステップＳ４１〜Ｓ４３の動作が実行される。先ず、制御部８０は、ローダ２０を駆動して清掃具３０の取り出しを行うように指示する（ステップＳ４１）。ローダ２０は、ローダチャック２５を保管部４０まで移動させるとともに、保管部４０に保管されている清掃具３０を把持して取り出すように動作させる。清掃具３０を取り出した際に、突起４６等により棒状部３２の向きを変更させてもよい。

続いて、制御部８０は、清掃サイクルを実行させる（ステップＳ４２）。制御部８０は、ローダ２０を駆動して、予め設定された搬送経路に従って清掃具３０を移動させる。清掃具３０の棒状部３２は、搬送経路を移動中に飛散した切屑Ｗｄを吸着する。所定の搬送経路の移動が終了すると、制御部８０は、ローダ２０を駆動して、清掃具３０を保管部４０に払い出す（ステップＳ４３）。これにより、清掃工程は完了する。このように、ローダ２０を用いて清掃具３０を移動させることにより清掃工程を行うので、ワークＷの搬送や搬出と同様の制御で清掃具３０を容易かつ正確に移動させることができ、切屑Ｗｄの除去を容易に行うことができる。

なお、清掃具３０を保管部４０に戻すことに代えて、例えば返却部など別の場所に清掃具３０を戻すようにしてもよい。返却部に戻された清掃具３０は、作業者により切屑Ｗｄが分離された後に保管部４に保管されてもよい。また、清掃具３０の払い出しに際して、棒状部３２に付着している切屑Ｗｄの分離を自動で行うようにしてもよい。

また、清掃工程は、工作機械本体１０がワークＷの加工を行っていないときに実行させるようにしてもよい。これにより、清掃工程がワークＷの加工に影響を与えることを回避できる。また、清掃工程もワークＷの加工に影響されることなく行うことができる。

また、清掃工程が工作機械本体１０によるワークＷの加工中に実行される場合、制御部８０は、工作機械本体１０の加工領域１０ａから外れた領域において行うように指示してもよい。加工領域１０ａは、ワークＷを加工するための器具等が可動する範囲を含んで設定される。加工領域１０ａは、例えば、図１に示すように、ワークＷを把持するチャック１２や主軸１１、ツールＴを含んだ領域であり、幅Ｌ１、奥行きＬ２、高さＬ３等として規定される空間である。なお、この加工領域１０ａは、工作機械本体１０に応じて、または加工するワークＷに応じて設定される。このように、清掃工程をワークＷの加工領域１０ａの領域外において行うことで、ワークＷの加工工程への影響を避けることができる。

＜第２実施形態＞
第２実施形態について図１０を参照しながら説明する。図１０は、第２実施形態に係る清掃具３０ａを示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）はローダチャック２５による把持前の断面図、（ｃ）は把持状態の断面図、（ｄ）は把持を解除した状態の断面図である。また、本実施形態において、第１実施形態と同様の構成については、同じ符号を付してその説明を省略または簡略化する。なお、第２実施形態においては、清掃具３０ａを除き、他の構成については第１実施形態の工作機械システム１と同様の構成が適用される。

図１０に示すように、清掃具３０ａは、断面が矩形状の棒状の磁石３７と、磁石３７の下側を収容可能な箱型のカバー３８と、磁石３７とカバー３８との間に配置された弾性体３９と、を有している。磁石３７は、図１０（ｂ）に示すように、第１実施形態と同様、磁石を被覆部で覆っているが、被覆部はなくてもよい。カバー３８は、非磁性材料により、断面がＵ字形に形成される。磁石３７は、カバー３８内において上下方向にスライド可能となっている。なお、磁石３７とカバー３８とは、分離しないように互いに係止されてもよい。

弾性体３９は、磁石３７とカバー３８の底部３８ｕとの間に配置される。これにより、磁石３７とカバー３８の底部３８ｕとの間は離れた状態となっている。弾性体３９は、例えば、コイルばねなどが使用されており、磁石３７が長尺であるので、長手方向に沿って２箇所に配置されている。このように、清掃具３０ａは、磁石３７が下方に押されることにより、弾性体３９を縮めながらカバー３８内に磁石３７が沈み込むように構成されている。

清掃具３０ａを用いた清掃工程について説明する。先ず、ローダチャック２５は、清掃具３０ａを保持する場合、図１０（ｂ）に示すように、保管部４０の載置面４１上に置かれた清掃具３０ａに向かって降下する。ローダチャック２５は、清掃具３０に対して降下することにより、チャック本体２５ａの下端面２５ｕが磁石３７の上面３７ｐに当接する。続いて、ローダチャック２５をさらに降下させる。下端面２５ｕが上面３７ｐを押すことにより、磁石３７は、弾性体３９を縮めながらカバー３８内に押し込まれる。

続いて、図１０（ｃ）に示すように、磁石３７をカバー３８内に押し込んだ状態でチャック爪２５ｂを閉じる。これにより、チャック爪２５ｂがカバー３８の側面３８ｂを挟み込むことで、磁石３７がカバー３８に押し込まれた状態のままローダチャック２５に清掃具３０ａが保持される。このとき、磁石３７とカバー３８の底部３８ｕとは接近した状態となる。この状態では、カバー３８の下端面に磁石３７の磁力が作用するため、図１０（ｃ）に示すように、カバー３８の下端面で切屑Ｗｄの吸着が可能である。

一方、切屑Ｗｄを吸着後、清掃具３０ａを切屑Ｗｄの回収場所１００に載置した後、チャック爪２５ｂを解放する。これにより、図１０（ｄ）に示すように、弾性体３９によって磁石３７とカバー３８の底部３８ｕとは離れた状態に復帰する。カバー３８の下端面に吸着されていた切屑Ｗｄは、磁石３７による磁力の作用が弱くなり、カバー３８から離れて落下する。

このように、清掃具３０ａによれば、ローダチャック２５による清掃具３０ａの保持を開放するだけで切屑Ｗｄを清掃具３０ａが分離できるので、作業者等が切屑Ｗｄを手作業等によって分離させる作業が不要となる。なお、図１０に示す清掃具３０ａは、棒状の磁石３７が使用されるが、これに限定されず、例えば円盤状の磁石が使用されてもよい。この場合、円盤状の磁石に合わせてカバー３８が形成される。

＜第３実施形態＞
第３実施形態について図１１を参照しながら説明する。図１１は、第３実施形態に係る清掃具７０の断面図である。なお、本実施形態において、前述の実施形態と同様の構成については、同じ符号を付してその説明を省略または簡略化する。なお、第３実施形態においては、清掃具７０を除き、他の構成については第１実施形態の工作機械システム１と同様の構成が適用される。

図１１に示すように、清掃具７０は、エアーの吸引を利用して切屑Ｗｄを吸引するものである。清掃具７０は、ローダチャック２５により保持可能な形状の保持部７１と、保持部７１の下側に設けられた吸引本体部７２とを有している。吸引本体部７２は、上部に設けられた高圧エアー流路７５と、吸引本体部７２の下端部に設けられて切屑Ｗｄを吸引する吸引口７２ａと、吸引口７２ａから吸引した切屑Ｗｄを貯留する貯留室７２ｓと、貯留室７２ｓと高圧エアー流路７５とを接続する接続口７２ｂとを有している。

高圧エアー流路７５は、工場等に常設される高圧エアーのラインから分岐した配管等が接続される。高圧エアー流路７５に流速の速いエアーを流すことで動圧を上昇させ、高圧エアー流路７５の静圧を低下させることで、接続口７２ｂを介して貯留室７２ｓ内を吸引し、吸引口７２ａから切屑Ｗｄを吸い込むようにしている。なお、吸引した切屑Ｗｄが接続口７２ｂから高圧エアー流路７５内に入り込まないように、接続口７２ｂにフィルタが設けられてもよい。また、吸引したエアーから切屑Ｗｄを分離するのにフィルタを用いることに限定されず、例えば、貯留室７２ｓにおいてサイクロン方式によりエアーから切屑Ｗｄを分離させてもよい。この場合、貯留室７２ｓは、サイクロンを形成させるように円筒形に形成され、吸引口７２ａから吸引したエアーをその内周面の接線方向に導入するように構成する。

なお、切屑Ｗｄを吸引するための構成は、上記した形態に限定するものではない。例えば、工作機械システム１に吸引装置を設置するとともに、貯留室７２ｓをこの吸引装置に接続させて、吸引口７２ａからエアーを吸引させるものでもよい。

清掃具７０を用いた清掃工程について説明する。先ず、ローダチャック２５は、保管部４０に保管さえている清掃具７０の保持部７１を保持する。このとき、清掃具７０の高圧エアー流路７５に配管等が接続され、高圧のエアーが高圧エアー流路７５に供給される。なお、ローダチャック２５の一部に高圧エアーの配管の接続部が形成され、保持部７１を保持すると同時に、接続部が高圧エアー流路７５と接続するように構成されてもよい。高圧エアー流路７５に高圧のエアーが供給されることにより、吸引口７２ａから切屑Ｗｄを吸引可能な状態となる。続いて、清掃具７０は、ローダ２０により所定の搬送経路に沿って移動し、移動中において切屑Ｗｄを吸引口７２ａから吸引する。

清掃具７０は、所定の搬送経路を移動した後、保管部４０または他の切屑回収部等に戻される。その際、高圧エアー流路７５に接続した配管等は取り外され、高圧エアーの供給は停止される。また、清掃具７０は、切屑回収部等に戻された場合、不図示の蓋部等を開放して、貯留室７２ｓに溜まった切屑Ｗｄを排出してもよい。なお、貯留室７２ｓの全部または一部を透明の素材で形成し、切屑Ｗｄがどの程度溜まっているかを外から目視できるようにしてもよい。

このように、清掃具７０によれば、切屑Ｗｄをエアーとともに吸引口７２から吸引するので、切屑Ｗｄの除去を容易に行うことができる。また、切屑Ｗｄは清掃具７０内に集められるので、切屑Ｗｄの廃棄を容易に行うことができる。また、高圧のエアーを用いて切屑Ｗｄを吸引するので、吸引機構を容易に構成することができ、清掃具７０を小型化することができる。

以上、実施形態について説明したが、本発明は、上述した説明に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。例えば、上記した第１及び第２実施形態では、磁力によって切屑Ｗｄを吸着する清掃具３０、３０ａについて説明したが、これに限定されず、例えば、切屑Ｗｄに接触して吸着する粘着面を持った清掃具が使用されてもよい。

また、上記した第１及び第２実施形態において、清掃具３０、３０ａに使用する磁石３２ａ、３７として永久磁石が使用されているが、これに限定されない。例えば、電磁石が使用されてもよい。この場合、切屑Ｗｄを吸着させる場合は電磁石を動作させ、切屑Ｗｄをセ装具から分離させる場合は電磁石の動作を停止させる。これにより切屑Ｗｄは、容易に清掃具から分離可能となる。

また、上記した第１実施形態において、清掃具３０の保持部３１として専用の部品が使用されることに限定されない。例えば、ワークＷが磁性体である場合、加工前のワークＷや、加工途中のワークＷ、加工後のワークＷａ等が保持部３１として用いられてもよい。この場合、保管部４０には棒状部３２が保管されており、ローダチャック２５に保持されたワークＷを棒状部３２まで移動させ、このワークＷに棒状部３２を吸着させることで清掃具として構成させてもよい。

また、図９を用いた工作機械システム１の動作の説明では、第１実施形態に示す清掃具３０を用いた場合を説明したが、これに代えて、第２または第３実施形態の清掃具３０ａ、７０を用いた場合でもほぼ同様である。

Ｗ・・・ワーク
Ｗｄ・・切屑
１・・・工作機械システム
１０・・・工作機械本体
１０ａ・・加工領域
２０・・・ローダ
２５、１２５・・・ローダチャック
３０、３０ａ、７０・・・清掃具
３１、７１・・・保持部
３２・・・棒状部
３２ａ・・・磁石
３２ｂ・・・被覆部
３３・・・凹部
３４・・・凸部
３５・・・非磁性部
３８・・・カバー
３９・・・弾性体
４０・・・保管部
４６、４６ａ・・・突起

Claims (13)

1. ワークを加工する工作機械本体と、前記ワークを保持するローダチャックを有しかつ前記工作機械本体に対して前記ワークを搬入または搬出するローダと、を備える工作機械システムにおいて、
   前記ローダチャックにより保持されて前記ローダで搬送されるとともに、前記ワークの加工により生じた切屑を吸着または吸引する清掃具を備えることを特徴とする工作機械システム。
2. 前記清掃具は、前記ローダチャックに保持されかつ磁性体及び磁石の一方で形成された保持部と、磁性体及び磁石の他方で形成されかつ前記保持部に吸着される棒状部と、を有することを特徴とする請求項１記載の工作機械システム。
3. 前記保持部及び前記棒状部のいずれか一方には凹部が形成され、いずれか他方には前記凹部に入り込む凸部が形成され、
   前記棒状部は、前記保持部に対して前記凸部を軸として回転可能であることを特徴とする請求項２記載の工作機械システム。
4. 前記ローダの走行領域内に、前記棒状部に当接してこの棒状部の向きを変えるための突起が設けられることを特徴とする請求項３記載の工作機械システム。
5. 前記棒状部は、磁石が用いられるとともに、非磁性体で形成された被覆部により外周面が被覆され、
   前記被覆部は、前記棒状体の長手方向にスライド可能に形成されることを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の工作機械システム。
6. 前記棒状部は、磁石が用いられるとともに、両端の少なくとも一方から前記棒状部の長手方向に沿って延びた状態で非磁性部が形成されることを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の工作機械システム。
7. 前記清掃具は、前記ローダチャックに保持される磁石と、前記磁石における前記切屑の吸着面側に配置されかつ非磁性体で形成されたカバーと、前記磁石とカバーとの間に配置された弾性体と、を有し、
   前記カバーは、前記弾性体を縮めた状態で前記磁石とともに前記ローダチャックに保持されることを特徴とする請求項１記載の工作機械システム。
8. 前記清掃具は、前記切屑を吸引する吸引機構を備えることを特徴とする請求項１記載の工作システム。
9. 前記ローダの走行領域内に、前記清掃具を保管する保管部を備える請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の工作機械システム。
10. ワークを加工する工作機械本体と、前記ワークを保持するローダチャックを有しかつ前記工作機械本体に対して前記ワークを搬入または搬出するローダと、を備える工作機械の制御方法において、
    前記ローダチャックにより清掃具を保持させ、前記ローダにより前記清掃具を搬送するとともに、前記ワークの加工により生じた切屑を前記清掃具に吸着または吸引させる清掃工程を含むことを特徴とする工作機械の制御方法。
11. 前記清掃工程は、前記ワークの非加工時に行うことを特徴とする請求項１０記載の工作機械の制御方法。
12. 前記清掃工程は、前記ワークの加工中の場合、前記工作機械本体における前記ワークの加工領域外において行うことを特徴とする請求項１０記載の工作機械の制御方法。
13. 前記清掃工程は、予め設定された期間の経過、または前記ワークの加工数が超過したときに行うことを特徴とする請求項１０〜請求項１２のいずれか１項に記載の工作機械の制御方法。

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