JP2020151778A

JP2020151778A - 工作機械

Info

Publication number: JP2020151778A
Application number: JP2019049817A
Authority: JP
Inventors: 佳太 ▲浅▼野; Keita Asano
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2019-03-18
Filing date: 2019-03-18
Publication date: 2020-09-24
Anticipated expiration: 2039-03-18
Also published as: JP7299044B2

Abstract

【課題】ポンプを停止させた状態において行われるクーラントタンクの清掃中等に、クーラント内に舞い上がった切粉が吸い込み口内に侵入し易い状況となることを未然に防止すること。【解決手段】クーラントＸを貯留するクーラントタンク４内に配置され、クーラントＸを吸い込んでワークＷに供給するポンプ４を備え、ポンプ４が、クーラントＸの吸い込み口４５を有するケーシング４１と、ケーシング４１内に軸線回りに回転可能に支持されたプロペラと、プロペラを軸線回りに回転駆動するサーボモータ４４と、サーボモータ４４によって軸線回りに回転駆動され、所定の回転角度位置において吸い込み口４５を閉塞可能な蓋体とを備える工作機械１である。【選択図】図１

Description

本開示は、工作機械に関するものである。

クーラントを貯留するクーラントタンクと、クーラントタンク内に貯留されているクーラントを吸い上げてワークに供給するポンプとを備える工作機械が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開平１１−３３３７２３号公報

ポンプの吸い込み口には切粉などの異物のポンプ内への侵入を阻止するフィルタが配置されるが、フィルタは目詰まりするため、吸い込み口への切粉の侵入を極力低減することが望ましい。特に、ポンプを停止させた状態において行われるクーラントタンクの清掃中等に、クーラント内に舞い上がった切粉が吸い込み口内に侵入し易い状況となることを未然に防止することが望ましい。

本開示の一態様は、クーラントを貯留するクーラントタンク内に配置され、前記クーラントを吸い込んでワークに供給するポンプを備え、該ポンプが、前記クーラントの吸い込み口を有するケーシングと、該ケーシング内に軸線回りに回転可能に支持されたプロペラと、該プロペラを前記軸線回りに回転駆動するサーボモータと、該サーボモータによって前記軸線回りに回転駆動され、所定の回転角度位置において前記吸い込み口を閉塞可能な蓋体とを備える工作機械である。

本開示の一実施形態に係る工作機械を示す全体構成図である。図１の工作機械に用いられるクーラントポンプを示す斜視図である。図２のクーラントポンプの停止時の吸い込み口と蓋体との位置関係を示す横断面図である。図３のクーラントポンプのプロペラが回転して吸い込み口が開放された状態を示す横断面図である。図２のクーラントポンプの変形例を示す、停止状態の縦断面図である。図５のクーラントポンプのプロペラが回転して吸い込み口が開放された状態を示す縦断面図である。図１の工作機械に備えられる洗浄用ノズルの一例を示す平面図である。

本開示の一実施形態に係る工作機械１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る工作機械１は、図１に示されるように、開閉可能な筐体２の底部に、クーラントＸを貯留可能なクーラントタンク３と、クーラントタンク３内のクーラントＸを吸い上げるクーラントポンプ（ポンプ）４と、吸い上げられたクーラントＸを吐出するノズル５と、クーラントポンプ４を制御する制御部６とを備えている。

クーラントタンク３は、クーラントポンプ４によって吸い上げられ、ノズル５から吐出されることにより加工中のワークＷを冷却したクーラントＸを回収可能な位置に配置されている。
クーラントポンプ４は、上下方向に延びる円筒状のケーシング４１と、ケーシング４１内において鉛直軸線（軸線）Ａ回りに回転可能に支持されたプロペラ４２と、プロペラ４２に固定された蓋体４３と、プロペラ４２を回転駆動するサーボモータ４４とを備えている。サーボモータ４４には図示しないエンコーダが備えられている。

ケーシング４１は、クーラントタンク３の底面に配置され、その下部に、クーラントタンク３に貯留されているクーラントＸを吸引する複数の吸い込み口４５が開口している。
プロペラ４２は、サーボモータ４４に接続されるシャフト４６に周方向に間隔をあけて固定された６枚の羽根を有している。プロペラ４２のシャフト４６は、鉛直軸線Ａに沿って配置されている。

クーラントポンプ４を駆動すると、プロペラ４２が鉛直軸線Ａ回りに回転させられることにより、クーラントＸが吸い込み口４５からケーシング４１内部に吸引され、ケーシング４１内を上方に流動しケーシング４１の上部に接続された配管５０を経由して、配管５０の先端に配置されたノズル５から吐出される。

本実施形態においては、ケーシング４１の吸い込み口４５は、周方向に等間隔をあけて６か所に設けられている。また、蓋体４３は、プロペラ４２の羽根の外周縁に隣接する羽根を連結する位置に固定され、ケーシング４１内面に対して径方向に微小間隔をあけて配置される円弧板状の部材である。蓋体４３も、周方向に等間隔をあけて６か所に設けられ、図２に示されるように、吸い込み口４５に一致する回転角度位置に配置されたときに吸い込み口４５を閉塞可能な形状を有している。

制御部６は、エンコーダにより検出されたサーボモータ４４の回転角度に基づいてサーボモータ４４の回転数および回転角度位置を制御する。
特に、制御部６は、サーボモータ４４の回転数を制御して、ノズル５からのクーラントＸの必要な吐出圧を達成するためのプロペラ４２の回転速度を実現する。また、制御部６は、クーラントポンプ４を停止する際には、サーボモータ４４の回転角度を制御して、６つの蓋体４３が６つの吸い込み口４５に一致する回転角度にプロペラ４２を静止させる。

このように構成された本実施形態に係る工作機械１によれば、サーボモータ４４を所望の回転数に制御することにより、クーラントポンプ４によるクーラントＸの必要な吐出圧を達成し、ワークＷの冷却、潤滑およびクーラントタンク３の洗浄を効率的に行うことができる。この場合において、サーボモータ４４が駆動されると、サーボモータ４４によってプロペラ４２および蓋体４３が回転駆動され、蓋体４３による吸い込み口４５の開閉が高速に行われる。これにより、図４に示されるように、吸い込み口４５が開かれたときにクーラントＸがケーシング４１内に吸い込まれてノズル５から吐出される。

一方、クーラントポンプ４を停止する際には、サーボモータ４４によってプロペラ４２および蓋体４３の回転角度が制御され、図２および図３に示されるように、６つの蓋体４３が６つの吸い込み口４５に一致する回転角度において停止される。これにより、クーラントポンプ４の停止状態においては、全ての吸い込み口４５が閉塞される。したがって、クーラントタンク４を洗浄する際に、クーラントタンク４内に貯留されているクーラントＸ中に切粉が舞い上がっても、切粉が吸い込み口４５からケーシング４１内に侵入することを確実に防止することができるという利点がある。

なお、本実施形態においては、プロペラ４２の回転によってプロペラ４２に固定された蓋体４３が回転し、クーラントポンプ４の作動時には、プロペラ４２とともに回転する蓋体４３によって吸い込み口４５が高速に開閉される場合を例示したが、これに限定されるものではない。

例えば、図５に示されるように、蓋体４３とプロペラ４２とを別体とし、６枚の蓋体４３を連結する連結部材４７を、シャフト４６に設けられたスリット４８内を鉛直方向に移動可能にシャフト４６に取り付けることにしてもよい。これにより、蓋体４３とプロペラ４２とが鉛直軸線Ａ回りの相対回転を係止されかつ回転によって蓋体４３がシャフト４６の鉛直軸線Ａ方向に沿って移動させられる。

このようにすると、クーラントポンプ４の作動時には、プロペラ４２の推進力によって、蓋体４３をシャフト４６の鉛直軸線Ａ方向に移動させ、吸い込み口４５から鉛直軸線Ａ方向にずれた位置に配置することができ、吸い込み口４５を開放した状態に維持することができる。

また、本実施形態においては、クーラントポンプ４が、プロペラ４２を駆動する駆動源としてサーボモータ４４を採用しているので、工作機械１がサーボモータ４４の駆動電流を監視する負荷検出部（図示略）を備えることによってプロペラ４２にかかる負荷を検出することができる。したがって、制御部６が、駆動電流を所定の閾値と比較し、上側閾値よりも大きい場合あるいは下側閾値よりも小さい場合に、過大な負荷がかかっていること、あるいは、過小な負荷がかかっていることを報知する報知部７を備えていてもよい。

報知部７によりクーラントポンプ４に大きな負荷がかかっていることが報知されることによって、ユーザは、クーラントポンプ４、配管５０あるいはノズル５における目詰まりの可能性があることを認識することができる。
また、報知部７によりクーラントポンプ４にかかる負荷が過小であることが報知されることによって、ユーザは、プロペラ４２の摩耗等により、吐出圧が低下している可能性があることを認識することができる。

報知部７としては、モニタあるいはランプのような表示装置、ブザー等の音声による報知装置あるいは振動等の任意の報知装置を採用してもよい。

また、工作機械１は、クーラントポンプ４により吸い込んだクーラントＸをクーラントタンク３内に吐出する洗浄用ノズル８を備えていてもよい。
この洗浄用ノズル８は、図７に示されるように、配管１０の先端に、例えば、鉛直軸線回りに回転可能に支持されるとともに、図示しないバネによって一方向（矢印Ｚの方向）に付勢されている。

サーボモータ４４の回転数を変更してクーラントＸの吐出圧を増大させることにより、バネによる付勢方向とは逆方向に洗浄用ノズル８を鉛直軸線回りに回転させ、クーラントＸの吐出方向を変更することができる。例えば、クーラントタンク３内を洗浄する際に、サーボモータ４４の回転数を切り替えることにより、洗浄用ノズル８からのクーラントＸの吐出圧を変更し、それによって、洗浄用ノズル８の位置を変更して、クーラントタンク３の種々の位置にクーラントＷを吐出させてもよい。これにより、クーラントタンク３内の特定位置に残り易い切粉を十分に洗浄して、クーラントタンク３内から除去することができる。

１工作機械
３クーラントタンク
４クーラントポンプ（ポンプ）
７報知部
８洗浄用ノズル
４１ケーシング
４２プロペラ
４３蓋体
４４サーボモータ
４５吸い込み口
Ａ鉛直軸線（軸線）
Ｗワーク
Ｘクーラント

Claims

クーラントを貯留するクーラントタンク内に配置され、前記クーラントを吸い込んでワークに供給するポンプを備え、
該ポンプが、前記クーラントの吸い込み口を有するケーシングと、該ケーシング内に軸線回りに回転可能に支持されたプロペラと、該プロペラを前記軸線回りに回転駆動するサーボモータと、該サーボモータによって前記軸線回りに回転駆動され、所定の回転角度位置において前記吸い込み口を閉塞可能な蓋体とを備える工作機械。
前記蓋体が、前記軸線に沿う方向に移動可能に支持され、
前記蓋体と前記プロペラとが、前記軸線回りの相対回転を係止されている請求項１に記載の工作機械。
前記プロペラが、回転による推進力によって前記軸線に沿う方向に移動可能に支持され、
前記蓋体が前記プロペラに固定されている請求項２に記載の工作機械。
前記サーボモータの駆動電流を監視する負荷検出部と、
該負荷検出部により検出された前記駆動電流が所定の閾値を超えた場合にその旨を報知する報知部とを備える請求項１から請求項３のいずれかに記載の工作機械。
前記ポンプにより吸い込んだ前記クーラントを前記クーラントタンク内に吐出する洗浄用ノズルを備え、
該洗浄用ノズルが、前記クーラントの吐出圧に応じて吐出方向を変化させる請求項１から請求項４のいずれかに記載の工作機械。