JP2024008254A - Machine tool apparatus - Google Patents

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雄司 原
Yuji Hara
健 大塚
Takeshi Otsuka
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a machine tool apparatus that reduces molding cost by automating the supply of materials in molding and prevents adhesion of materials.
SOLUTION: A machine tool apparatus is for molding by injecting materials into a three-dimensional space composed of mutually orthogonal x-axis, y-axis and z-axis, and is provided with an injection nozzle for ejecting materials in the z-axis direction from an injection port, a moving device for moving the injection nozzle in the three-dimensional space, a storage part for storing materials to be injected from the injection nozzle by being moved together with the injection nozzle by the moving device, a transfer part for transferring the materials stored in the storage part to the injection nozzle by being moved together with the injection nozzle by the moving device, and a discharge device for discharging static electricity charged to the materials by discharging ions to the materials stored in the storage part.
SELECTED DRAWING: Figure 2
COPYRIGHT: (C)2024,JPO&INPIT

Description

本発明は、工作機械装置に関する。 The present invention relates to a machine tool device.

従来、3D(Three-Dimensional)-CAD(Computer-Aided Design)、または3DCG(computer graphics)等において作成された3Dデータに基づき、材料を一層一層積層していき造形物(ワーク)を造形する3Dプリンタが知られている。3Dプリンタには様々な造形方式が用いられる。例えば、熱で融解した材料を積層していきワークを造形するFDM(Fused Deposition Modeling)方式の3Dプリンタがある。FDM方式の3Dプリンタは、溶融した樹脂等の材料を吐出する吐出部を三次元(または二次元)で移動させる主軸を有し、主軸を制御する制御部が主軸を三次元に移動させることによりワークを造形する。 Conventionally, 3D is a method in which materials are layered layer by layer to form a modeled object (workpiece) based on 3D data created using 3D (Three-Dimensional)-CAD (Computer-Aided Design) or 3DCG (computer graphics). Printers are known. Various modeling methods are used for 3D printers. For example, there is a 3D printer using FDM (Fused Deposition Modeling), which forms a workpiece by layering materials melted by heat. FDM type 3D printers have a main shaft that moves a discharge part that discharges materials such as molten resin in three dimensions (or two dimensions), and a control unit that controls the main shaft moves the main shaft in three dimensions. Shape the workpiece.

また、3Dプリンタの吐出部をマシニングセンタの主軸に取り付けて使用する装置がある(例えば、特許文献1を参照)。 Furthermore, there is a device in which a discharge section of a 3D printer is attached to the main shaft of a machining center (for example, see Patent Document 1).

特開平11-207744号公報Japanese Patent Application Publication No. 11-207744

しかし、造形に必要な材料の量は造形物によって異なるため、造形物によっては、造形の途中で人が材料を補充してやる必要があり、材料補充のための人件費と稼働率の低下により、造形コストが上がってしまう場合があった。 However, the amount of materials required for printing differs depending on the object to be printed, so depending on the object, it may be necessary to manually replenish the material during the printing process. There were cases where costs increased.

また、材料を補充する際に材料同士の摩擦によって静電気が発生し、帯電した材料が材料を貯蔵する部分等に付着してしまう場合があった。 Further, when replenishing materials, static electricity is generated due to friction between the materials, and the charged materials may adhere to the parts where the materials are stored.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、造形における材料の供給を自動化することにより造形コストの低減を図るとともに、材料の付着を防止することができる、工作機械装置を提供することを一つの目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a machine tool device that can reduce modeling costs by automating the supply of materials during modeling and can prevent material from adhering. Have one purpose.

上記の課題を解決するため、実施形態の工作機械装置は、互いに直交するx軸y軸およびz軸で構成される3次元の空間に材料を射出して造形する工作機械装置であって、射出口から材料をz軸方向に射出する射出ノズルと、射出ノズルを3次元の空間において移動させる移動装置と、移動装置によって射出ノズルとともに移動されて、射出ノズルから射出される材料を貯蔵する貯蔵部と、移動装置によって射出ノズルとともに移動されて、貯蔵部に貯蔵された材料を射出ノズルに移送する移送部と、貯蔵部に貯蔵された材料に対してイオンを放出して材料に帯電した静電気を除電する除電器と、を備える。 In order to solve the above problems, the machine tool device of the embodiment is a machine tool device that injects material into a three-dimensional space composed of an x-axis, a y-axis, and a z-axis that are orthogonal to each other. An injection nozzle that injects material from an outlet in the z-axis direction, a movement device that moves the injection nozzle in three-dimensional space, and a storage section that is moved together with the injection nozzle by the movement device and stores the material that is injected from the injection nozzle. a transfer section that is moved together with the injection nozzle by a moving device to transfer the material stored in the storage section to the injection nozzle; and a transfer section that releases ions to the material stored in the storage section to remove static electricity charged on the material. A static eliminator that eliminates static electricity is provided.

本発明の一つの実施形態によれば、工作機械装置は、射出ノズルから材料をz軸方向に射出し、射出ノズルを3次元の空間において移動させ、射出ノズルとともに移動されて射出ノズルから射出される材料を貯蔵し、射出ノズルとともに移動されて、貯蔵された材料を射出ノズルに移送し、貯蔵された材料に対してイオンを放出して材料に帯電した静電気を除電することにより、造形における材料の供給を自動化することにより造形コストの低減を図るとともに、材料の付着を防止することができる。 According to one embodiment of the present invention, the machine tool device injects the material from the injection nozzle in the z-axis direction, moves the injection nozzle in three-dimensional space, and moves the material with the injection nozzle so that the material is injected from the injection nozzle. The material used in printing is stored and moved with the injection nozzle, and the stored material is transferred to the injection nozzle, and ions are emitted to the stored material to eliminate static electricity charged on the material. By automating the supply of materials, it is possible to reduce molding costs and prevent material from adhering.

実施形態における工作機械装置の外観の一例を示す図である。It is a figure showing an example of the appearance of the machine tool device in an embodiment. 実施形態における、(A)主軸に対する工具装着時の一例、(B)主軸に対する造形装置装着時の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing (A) an example of when a tool is attached to the spindle, and (B) an example of when a modeling device is attached to the spindle, in the embodiment. 実施形態における材料の除電方法の一例を示す図である。It is a figure showing an example of the static elimination method of the material in an embodiment. 実施形態における工作機械装置の他の一例を示す図である。It is a figure which shows another example of the machine tool apparatus in embodiment. 実施形態における除電器による除電の効果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the effect of static elimination by the static eliminator in embodiment. 実施形態における工作機械装置1の構造の一例を示す図である。It is a diagram showing an example of the structure of a machine tool device 1 in an embodiment. 実施形態における極性選択動作の一例を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows an example of polarity selection operation in an embodiment. 実施形態におけるワーク製作の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of workpiece production in an embodiment. 実施形態における除電動作の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of static elimination operation in an embodiment. 実施形態における除電動作の他の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows another example of static elimination operation in an embodiment.

以下、図面を参照して本発明の一実施形態における工作機械装置について詳細に説明する。なお、各図において同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する場合がある。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A machine tool apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. Note that the same components in each figure may be designated by the same reference numerals and the description thereof may be omitted.

図1は、実施形態における工作機械装置の外観の一例を示す図である。図1において、工作機械装置1は、主軸11、クランプ機構111、材料供給部112、工具格納エリア12、造形装置格納エリア13、製作エリア14、工具シャッタ15、造形装置シャッタ16、移動装置4を有している。 FIG. 1 is a diagram showing an example of the appearance of a machine tool device in an embodiment. In FIG. 1, the machine tool device 1 includes a main spindle 11, a clamp mechanism 111, a material supply section 112, a tool storage area 12, a modeling device storage area 13, a production area 14, a tool shutter 15, a modeling device shutter 16, and a moving device 4. have.

本実施例において工作機械装置1は、互いに直交するx軸y軸およびz軸で構成される3次元の空間に材料を射出して造形する装置であって、例えば、3Dプリンタである。図1において、x軸は図面上の左右方向、y軸は図面の平面と直交する方向(不図示)、およびz軸は図面上の上下方向である。すなわち、図1は、x-z平面における平面図である。造形方法の詳細は後述する。 In this embodiment, the machine tool device 1 is a device that injects material into a three-dimensional space constituted by mutually orthogonal x, y, and z axes, and is, for example, a 3D printer. In FIG. 1, the x-axis is the horizontal direction on the drawing, the y-axis is a direction perpendicular to the plane of the drawing (not shown), and the z-axis is the vertical direction on the drawing. That is, FIG. 1 is a plan view on the xz plane. Details of the modeling method will be described later.

移動装置4は、駆動部41、x軸スライド部42x、y軸スライド部42y、およびz軸スライド部42zを有している。x軸スライド部42x、y軸スライド部42y、およびz軸スライド部42z(以下、x軸スライド部42等という場合がある。)は、互いに直交するx軸、y軸およびz軸(以下、x軸等という場合がある。)において駆動部41における駆動によって主軸11等の駆動対象を直線的にスライド(摺動)させる装置であって、例えば、スライドガイドまたはボールスプラインである。駆動部41は、x軸スライド部42等によってスライドされる駆動対象を、駆動する装置である。駆動部41は、例えば、ボールネジ、ボールナットおよびモータ等から構成されて、ボールナットのハウジングに固定された移動対象をボールねじの回転によって直線的に移動等させて移動対象の位置決めをする。 The moving device 4 includes a drive section 41, an x-axis slide section 42x, a y-axis slide section 42y, and a z-axis slide section 42z. The x-axis slide section 42x, the y-axis slide section 42y, and the z-axis slide section 42z (hereinafter sometimes referred to as the x-axis slide section 42, etc.) are arranged along the x-axis, y-axis, and z-axis (hereinafter, x-axis It is a device that linearly slides (slides) a driven object such as the main shaft 11 by driving in the drive unit 41 in the drive unit 41, and is, for example, a slide guide or a ball spline. The drive unit 41 is a device that drives a drive target that is slid by the x-axis slide unit 42 or the like. The drive unit 41 is composed of, for example, a ball screw, a ball nut, a motor, etc., and positions the moving object by linearly moving the moving object fixed to the housing of the ball nut by rotation of the ball screw.

工作機械装置1は、主軸11を有している。主軸11は、クランプ機構111および材料供給部112を有している。 The machine tool device 1 has a main shaft 11 . The main shaft 11 has a clamp mechanism 111 and a material supply section 112.

クランプ機構111は、工具を自動的に交換するためのクランプ機能を有している。クランプとは、掴むまたは挟み込むことをいう。クランプ機能とは、例えば、マシニングセンタ等の工作機械において用いられる自動工具交換(Auto Tool Changer:ATC)に用いられる機能(装置の構造)である。クランプ機構111は、複数の工具の中から加工に用いる工具をクランプし、またはアンクランプすることにより、主軸11への工具の交換(着脱)を自動的に行う。クランプ機構111の形状は、例えば、ATC用テーパシャンクの工業規格として、MAS規格(日本工作機械工業会規格)、DIN規格(ドイツ工業規格)、またはANS規格(米国国家規格協会規格)等によって定められている。クランプ機構111は、例えば工具2の2面を拘束するHSKタイプ(ISO12164-1:2001またはISO12164-3:2008、ISO:国際標準化機構)を用いてクランプを行うことができる。 The clamp mechanism 111 has a clamping function for automatically exchanging tools. Clamp means to grasp or pinch. The clamp function is, for example, a function (device structure) used for automatic tool changer (ATC) used in machine tools such as machining centers. The clamp mechanism 111 automatically replaces (attaches and detaches) tools to the spindle 11 by clamping or unclamping a tool used for machining from among a plurality of tools. The shape of the clamp mechanism 111 is determined by, for example, the MAS standard (Japan Machine Tool Builders Association standard), DIN standard (German industrial standard), or ANS standard (American National Standards Association standard) as an industrial standard for taper shanks for ATC. It is being The clamping mechanism 111 can perform clamping using, for example, an HSK type (ISO12164-1:2001 or ISO12164-3:2008, ISO: International Organization for Standardization) that restrains two surfaces of the tool 2.

なお、図1においては、クランプ機構111に工具2がクランプされている様子を示しているが、クランプ機構111には、工具2の換わりに造形装置をクランプすることができる。材料供給部112は、クランプ機構111に造形装置がクランプされたときに造形装置で使用される造形材料を供給する。造形装置および材料供給部112の詳細は後述する。 Although FIG. 1 shows the tool 2 being clamped by the clamp mechanism 111, a modeling device can be clamped to the clamp mechanism 111 instead of the tool 2. The material supply unit 112 supplies a modeling material used in the modeling device when the modeling device is clamped by the clamp mechanism 111. Details of the modeling device and material supply section 112 will be described later.

工具格納エリア12は、クランプ機構111によりクランプされる工具2を格納するためのエリアである。工具2のクランプは、工具格納エリア12において行われる。工具格納エリア12は、クランプ機構111によりクランプされる工具を装着するためのエリア、すなわちATCが行われるエリアである。工具格納エリア12には、工具を自動交換(ATC)するためのATC機構(不図示)が含まれている。工具格納エリア12に格納されている工具2は、例えば、ATC機構によって、クランプ機構111がクランプ可能な位置に移動されて主軸11に装着される。 The tool storage area 12 is an area for storing the tools 2 clamped by the clamp mechanism 111. Clamping of the tool 2 takes place in the tool storage area 12. The tool storage area 12 is an area for mounting tools to be clamped by the clamp mechanism 111, that is, an area where ATC is performed. The tool storage area 12 includes an ATC mechanism (not shown) for automatically changing tools (ATC). The tool 2 stored in the tool storage area 12 is moved to a position where the clamp mechanism 111 can clamp the tool 2 by, for example, an ATC mechanism, and is attached to the main shaft 11.

造形装置格納エリア13は、クランプ機構111によりクランプされる造形装置(後述)を格納するためのエリアである。造形装置のクランプは、造形装置格納エリア13において行われる。すなわち、造形装置格納エリア13は、クランプ機構によりクランプされる造形装置を装着するためのエリアである。造形装置は造形装置格納エリア13の所定の位置に載置される。クランプ機構111は、工作機械装置1の主軸11を三次元等で移動させるための移動装置4に主軸11を介して取り付けられている。移動装置4によって主軸11に取り付けられたクランプ機構111を造形装置がクランプ可能な位置まで移動させることにより、造形装置をクランプすることができる。造形装置格納エリア13には、造形装置を保持するための保持機構(不図示)が含まれている。造形装置格納エリア13に格納されている造形装置は、例えば、保持機構によって、クランプ機構111がクランプ可能な位置に移動されて主軸11に装着される。 The modeling device storage area 13 is an area for storing a modeling device (described later) that is clamped by the clamp mechanism 111. Clamping of the modeling device is performed in the modeling device storage area 13. That is, the modeling device storage area 13 is an area for mounting a modeling device that is clamped by the clamp mechanism. The modeling device is placed at a predetermined position in the modeling device storage area 13. The clamp mechanism 111 is attached via the main shaft 11 to the moving device 4 for moving the main shaft 11 of the machine tool device 1 in three dimensions or the like. The modeling device can be clamped by moving the clamping mechanism 111 attached to the main shaft 11 by the moving device 4 to a position where the modeling device can be clamped. The modeling device storage area 13 includes a holding mechanism (not shown) for holding the modeling device. The modeling device stored in the modeling device storage area 13 is moved to a position where the clamping mechanism 111 can be clamped by, for example, a holding mechanism, and is attached to the main shaft 11.

製作エリア14は、工具を用いた加工によるワークの製作または造形装置を用いた造形によるワークの製作をするための空間である。主軸11は製作エリア14において工具を回転させて、あるいは造形装置から材料を吐出させるための回転機構(不図示)を内部に有している。回転機構の回転の開始および停止、あるいは回転機構の回転数は、後述する制御部によって制御される。本実施例における主軸11は、内部に回転機構を有するケーシングを含むものである。なお、主軸11内部の回転機構の回転を主軸11の回転と略して説明する場合がある。 The manufacturing area 14 is a space in which a workpiece is manufactured by processing using a tool or by modeling using a modeling device. The main shaft 11 has a rotation mechanism (not shown) therein for rotating a tool in the production area 14 or for discharging material from a modeling device. The start and stop of rotation of the rotation mechanism or the rotation speed of the rotation mechanism are controlled by a control section described later. The main shaft 11 in this embodiment includes a casing having a rotation mechanism therein. Note that the rotation of the rotation mechanism inside the main shaft 11 may be abbreviated as rotation of the main shaft 11 in some cases.

製作エリア14には、ワークを載置(セッティング)するテーブル(不図示)を置くことができる。テーブルはワークを回転または移動するためのワーク移動機能を有していてもよい。ワーク移動機能におけるワークの移動は、主軸11と独立して制御されてもよい。 In the production area 14, a table (not shown) on which a work is placed (setting) can be placed. The table may have a workpiece movement function for rotating or moving the workpiece. The movement of the workpiece in the workpiece movement function may be controlled independently of the main shaft 11.

工具シャッタ15は、工具格納エリア12と製作エリア14とを遮断するシャッタである。また、造形装置シャッタ16は、造形装置格納エリア13と製作エリア14とを遮断するシャッタである。工具シャッタ15および造形装置シャッタ16は開閉機構を有し、開閉機構は工具格納エリア12における工具2の着脱および造形装置格納エリア13における造形装置の着脱に応じて開閉制御される。 The tool shutter 15 is a shutter that blocks off the tool storage area 12 and the production area 14. Further, the modeling device shutter 16 is a shutter that blocks the modeling device storage area 13 and the production area 14 from each other. The tool shutter 15 and the modeling device shutter 16 have an opening/closing mechanism, and the opening/closing mechanism is controlled to open and close in accordance with attachment/detachment of the tool 2 in the tool storage area 12 and attachment/detachment of the modeling device in the modeling device storage area 13 .

例えば、工具2が装着されるときには、工具格納エリア12の工具シャッタ15が開き、主軸11がクランプ機構111を工具2のクランプ位置まで移動させ、クランプ機構111が工具2をクランプする。クランプされた工具2は、製作エリア14において図示しないワークを加工することができる。 For example, when the tool 2 is mounted, the tool shutter 15 in the tool storage area 12 is opened, the main shaft 11 moves the clamp mechanism 111 to the clamping position of the tool 2, and the clamp mechanism 111 clamps the tool 2. The clamped tool 2 can process a workpiece (not shown) in the production area 14.

また、造形装置が装着されるときには、造形装置格納エリア13の造形装置シャッタ16が開き、主軸11がクランプ機構111を造形装置のクランプ位置まで移動させ、クランプ機構111が造形装置をクランプする。クランプされた造形装置は、製作エリア14において図示しないワークを造形することができる。 Further, when the modeling device is attached, the modeling device shutter 16 of the modeling device storage area 13 is opened, the main shaft 11 moves the clamp mechanism 111 to the clamping position of the modeling device, and the clamp mechanism 111 clamps the modeling device. The clamped modeling device can model a workpiece (not shown) in the production area 14.

なお、後述する造形装置がFDM方式の造形を行うプリンタヘッドである場合、材料を溶融するためには、固形の材料に温度または圧力を加えて材料を溶融するため、造形装置は発熱源となり得る。一方、工作機械装置1の主軸11等の機械部分、またはワークは温度変化による熱膨張により加工精度が低下する可能性がある。造形装置シャッタ16は、熱源となる造形装置と製作エリアを熱的に遮断することにより、製作エリアに対する熱の伝達を防止することが可能となる。また、工具シャッタ15および造形装置シャッタ16は、製作エリア14で発生する切削粉などによるエリア内の汚染を防止することが可能となる。 Note that if the printing device described below is a printer head that performs FDM printing, the printing device can become a heat source because the material is melted by applying temperature or pressure to the solid material. . On the other hand, machining accuracy of mechanical parts such as the main shaft 11 of the machine tool device 1 or the workpiece may decrease due to thermal expansion due to temperature changes. The modeling device shutter 16 can prevent heat from being transferred to the production area by thermally shielding the production area from the modeling device that serves as a heat source. Further, the tool shutter 15 and the modeling device shutter 16 can prevent contamination within the manufacturing area 14 due to cutting dust and the like.

次に、図2を用いて、主軸に対する工具または造形装置の装着について説明する。図2は、実施形態における、(A)主軸11に対する工具装着時の一例、(B)主軸11に対する造形装置装着時の一例を示す図である。図2(A)および図2(B)は、図1における工作機械装置1の、主に主軸11の部分の詳細を示している。ここで、図2(A)は、クランプ機構111に工具2がクランプされている様子を示している。また、図2(B)は、クランプ機構111に造形装置3がクランプされている様子を示している。 Next, using FIG. 2, mounting of a tool or a modeling device on the spindle will be described. FIG. 2 is a diagram showing (A) an example of when a tool is attached to the spindle 11 and (B) an example of when a modeling device is attached to the spindle 11 in the embodiment. 2(A) and 2(B) mainly show details of the main spindle 11 of the machine tool device 1 in FIG. 1. FIG. Here, FIG. 2(A) shows how the tool 2 is clamped by the clamp mechanism 111. Moreover, FIG. 2(B) shows a state in which the modeling device 3 is clamped by the clamp mechanism 111.

図2(A)において、主軸11は、クランプ機構111、材料供給部112および給電部113Aを有している。 In FIG. 2(A), the main shaft 11 has a clamp mechanism 111, a material supply section 112, and a power supply section 113A.

クランプ機構111は、主軸11の下端に取り付けられているため、主軸11と共に移動する。すなわち、クランプ機構111に取り付けられた工具2(または造形装置3)は移動装置4によって3次元に移動される。また、主軸11は、クランプ機構111でクランプされた工具2を回転機構(不図示)によって回転させる。主軸11の移動および回転(クランプされた工具2の回転)は、後述する制御部で実行される制御プログラムによって制御される。制御プログラムには、例えば、主軸11を三次元に移動させるための制御コマンド、主軸11の回転の開始または停止を指示するための制御コマンド、または主軸11の回転速度を指定するための制御コマンド等が含まれる。制御プログラムには、例えば、NC(numerical control)プログラムが用いられる。 Since the clamp mechanism 111 is attached to the lower end of the main shaft 11, it moves together with the main shaft 11. That is, the tool 2 (or the modeling device 3) attached to the clamp mechanism 111 is moved three-dimensionally by the moving device 4. Further, the main shaft 11 causes a rotation mechanism (not shown) to rotate the tool 2 clamped by the clamp mechanism 111. The movement and rotation of the main shaft 11 (rotation of the clamped tool 2) is controlled by a control program executed by a control section, which will be described later. The control program includes, for example, a control command for moving the spindle 11 in three dimensions, a control command for instructing to start or stop rotation of the spindle 11, a control command for specifying the rotation speed of the spindle 11, etc. is included. For example, a numerical control (NC) program is used as the control program.

材料供給部112および給電部113Aは、主軸11に取り付けられているため、主軸11と共に移動する。材料供給部112は、造形装置3がクランプ機構111にクランプされたときに造形用の材料を供給するための供給機構である。したがって、造形装置3がクランプされていない場合、材料供給部112から材料の供給はされない。給電部113Aは、造形装置3がクランプ機構111にクランプされたときに造形装置3に電力を供給する。なお、材料供給部112および給電部113Aの詳細は図2(B)において説明する。 Since the material supply section 112 and the power supply section 113A are attached to the main shaft 11, they move together with the main shaft 11. The material supply unit 112 is a supply mechanism for supplying modeling material when the modeling device 3 is clamped by the clamp mechanism 111. Therefore, when the modeling device 3 is not clamped, no material is supplied from the material supply section 112. The power supply unit 113A supplies power to the modeling device 3 when the modeling device 3 is clamped by the clamp mechanism 111. Note that details of the material supply section 112 and the power supply section 113A will be explained with reference to FIG. 2(B).

図2(B)において、主軸11の下端に取り付けられたクランプ機構111は、造形装置3をクランプしている。工具2と造形装置3はクランプ機構111によって自動的に交換することができる。工具2と造形装置3を自動的に交換することにより、材料の加工と造形を同じ製作エリアにおいて連続して行うことが可能となる。このため、加工と造形をそれぞれ別の装置で行う場合に比べて、装置コストの低減、ワークのセッティングに伴う工数の低減、装置稼働率の向上、または工作に用いられるプログラムの共有化によるコストの低減等を計ることが可能となる。 In FIG. 2(B), a clamp mechanism 111 attached to the lower end of the main shaft 11 clamps the modeling device 3. The tool 2 and the modeling device 3 can be automatically exchanged by the clamp mechanism 111. By automatically exchanging the tool 2 and the modeling device 3, it becomes possible to continuously perform material processing and modeling in the same production area. For this reason, compared to the case where machining and modeling are performed using separate machines, it is possible to reduce equipment costs, reduce man-hours associated with workpiece setting, improve equipment utilization rate, and reduce costs by sharing programs used for machining. It becomes possible to measure the reduction, etc.

造形装置3は、受電部113B、吐出ノズル31、貯蔵部32、傾斜部321、加熱部322、保温部33、溶融部34、移送部35および除電器36を有する。 The modeling apparatus 3 includes a power receiving section 113B, a discharge nozzle 31, a storage section 32, an inclined section 321, a heating section 322, a heat retaining section 33, a melting section 34, a transfer section 35, and a static eliminator 36.

造形装置3は、供給された材料を溶融して、溶融した材料を吐出ノズル31から吐出する、例えば、FDM方式のプリンタのヘッド部分である。以下、本実施例では、材料造形方式はFDM方式の造形を行う場合を説明するが、造形装置3は、吐出した液体材料を紫外線等で硬化させる光造形方式、粉体とバインダを吐出して固化させる粉末固着方式等、3Dプリンタに用いられる他の方式を用いるものであってもよい。 The modeling device 3 is, for example, a head portion of an FDM printer that melts supplied material and discharges the melted material from a discharge nozzle 31. Hereinafter, in this embodiment, a case will be explained where the material modeling method is the FDM method, but the modeling device 3 uses a stereolithography method in which the discharged liquid material is cured with ultraviolet rays or the like, and a material modeling method in which powder and binder are discharged. Other methods used in 3D printers, such as a solidifying powder fixing method, may also be used.

吐出ノズル31は、ワークを造形するための溶融した材料を射出する。貯蔵部32は、材料供給部112から供給された材料を貯蔵する。加熱部322は、貯蔵部32に貯蔵された材料を加熱して溶融させる。傾斜部321は、加熱部322によって溶融された材料を重力により集めて保温部33の内部に供給する。保温部33は溶融された材料の保温を行う。溶融部34は溶融された材料の再加熱または温度調整を行う。移送部35は、保温部33に貯蔵された溶融された材料を移送して、吐出ノズル31から吐出させる。 The discharge nozzle 31 injects molten material for modeling a workpiece. The storage section 32 stores the material supplied from the material supply section 112. The heating unit 322 heats and melts the material stored in the storage unit 32 . The inclined part 321 collects the material melted by the heating part 322 by gravity and supplies it to the inside of the heat retaining part 33 . The heat retaining section 33 retains the temperature of the molten material. The melting section 34 reheats or adjusts the temperature of the melted material. The transfer unit 35 transfers the molten material stored in the heat retention unit 33 and discharges it from the discharge nozzle 31 .

材料供給部112は、造形装置3がクランプ機構111によってクランプされたときに貯蔵部32と対向して、貯蔵部32に対して材料を供給する。造形装置3がクランプされたときに材料供給部112と貯蔵部32とを対向させることにより、造形装置3に対して連続して材料を自動的に供給することが可能となる。これにより、例えば、材料が無くなった場合にその都度手動で材料を供給する場合に比べて、工作機械装置1の稼働率を向上させることが可能となる。 The material supply section 112 faces the storage section 32 and supplies material to the storage section 32 when the modeling device 3 is clamped by the clamp mechanism 111 . By arranging the material supply section 112 and the storage section 32 to face each other when the modeling device 3 is clamped, it becomes possible to continuously and automatically supply material to the modeling device 3. This makes it possible to improve the operating rate of the machine tool device 1, for example, compared to the case where the material is manually supplied each time the material runs out.

材料供給部112は、中空構造を有し、中空構造(例えば、フレキシブルホース等)の中を、材料を移動させることにより貯蔵部32に対して材料を供給する。材料供給部112は、貯蔵部32に対して材料を供給する際に、例えば圧搾空気または移送ポンプを利用してもよい。圧搾空気により材料を供給するには、例えば、材料を圧搾空気の圧力によって材料供給部112の内部を移動させることにより行うことができる。また、移送ポンプにより材料を供給するには、例えば、回転容積式一軸偏心ネジポンプによって材料を材料供給部112の内部を移動させることにより行うことができる。 The material supply section 112 has a hollow structure, and supplies the material to the storage section 32 by moving the material through the hollow structure (for example, a flexible hose, etc.). The material supply section 112 may utilize compressed air or a transfer pump, for example, when supplying the material to the storage section 32 . The material can be supplied using compressed air, for example, by moving the material inside the material supply section 112 using the pressure of the compressed air. In addition, the material can be supplied by the transfer pump by, for example, moving the material inside the material supply section 112 by a rotary displacement uniaxial eccentric screw pump.

材料の供給は、例えば貯蔵部32に貯蔵される材料を一定の量に保つように制御するようにしてもよい。例えば、貯蔵部32に取り付けられた図示しないセンサによって材料の貯蔵量が少なくなったことを検知して、材料を自動的に供給してもよい。貯蔵される材料を自動的に一定の量に保つことにより、材料の供給を自動化することができる。 The supply of the material may be controlled, for example, so that the amount of material stored in the storage section 32 is maintained at a constant amount. For example, a sensor (not shown) attached to the storage section 32 may detect that the amount of stored material has decreased, and the material may be automatically supplied. By automatically keeping the stored material at a constant amount, the material supply can be automated.

傾斜部321には、加熱部322が取り付けられており、貯蔵部32に貯蔵された材料を加熱する。加熱部322は、貯蔵部32の内部において斜め上方向のヒータ(図示破線部)を有している。これにより、ヒータが材料と接触する面積が増大して、材料の溶融が容易になる。加熱部322は、材料が溶融する溶融温度前後まで加熱(プレ加熱)するようにしてもよい。熱容量の大きい材料は、一度温度が上がると温度が下がりにくくなるため、降温による温度制御が困難となる。加熱部322において材料をプレ加熱することにより、溶融部34における温度制御を容易にするとともに溶融部34における加熱負荷を小さくすることができ、溶融部34を小型化することが可能となる。また、加熱部322が材料を吐出に必要な温度まで加熱することにより、溶融部34における材料の加熱を省略するようにしてもよい。 A heating section 322 is attached to the inclined section 321 and heats the material stored in the storage section 32 . The heating unit 322 includes a diagonally upward heater (indicated by a broken line in the figure) inside the storage unit 32 . This increases the area of contact between the heater and the material, making it easier to melt the material. The heating unit 322 may heat (pre-heat) the material to around the melting temperature at which the material melts. Once the temperature of a material with a large heat capacity increases, it becomes difficult to lower the temperature, making it difficult to control the temperature by lowering the temperature. By pre-heating the material in the heating section 322, temperature control in the melting section 34 can be easily controlled and the heating load on the melting section 34 can be reduced, making it possible to downsize the melting section 34. Alternatively, heating of the material in the melting section 34 may be omitted by the heating section 322 heating the material to a temperature necessary for discharging.

受電部113Bは、造形装置3がクランプ機構111によってクランプされたときに給電部113Aと対向して、給電部113Aから供給される電力を受電する。給電部113Aおよび受電部113Bの組合せは給電機構113を形成する。給電機構113によって供給された電力は、加熱部322または溶融部34によって利用される。なお、受電部113Bと対向して電力を供給する給電部113Aを給電機構という場合がある。例えば、造形装置3がクランプ機構111によってクランプされていない状態においても工作機械装置1は給電機構(給電部113A)を備えるものとする。 The power receiving unit 113B faces the power feeding unit 113A and receives power supplied from the power feeding unit 113A when the modeling device 3 is clamped by the clamp mechanism 111. A combination of the power feeding section 113A and the power receiving section 113B forms a power feeding mechanism 113. The power supplied by the power supply mechanism 113 is utilized by the heating section 322 or the melting section 34. Note that the power feeding unit 113A that faces the power receiving unit 113B and supplies power may be referred to as a power feeding mechanism. For example, even when the modeling device 3 is not clamped by the clamp mechanism 111, the machine tool device 1 is provided with a power supply mechanism (power supply section 113A).

給電機構113は、給電部113Aが有する接点と受電部113Bが有する接点とが、造形装置3がクランプ機構111によってクランプされたときに接触することによって電力を給電する。これにより、クランプ機構111によってクランプされた造形装置3に対して電力を供給可能になる。給電機構113には、有接点のコネクタ機構を用いることができる。有接点のコネクタ機構を用いることにより構造が単純となり低コストで電力を供給することが可能となる。なお、接点に例えば金メッキを施すことにより接点の接触による電気抵抗を安定させることが可能となる。 The power supply mechanism 113 supplies power when the contact point of the power supply section 113A and the contact point of the power reception section 113B come into contact when the modeling device 3 is clamped by the clamp mechanism 111. Thereby, power can be supplied to the modeling device 3 clamped by the clamp mechanism 111. For the power supply mechanism 113, a connector mechanism with contacts can be used. By using a connector mechanism with contacts, the structure becomes simple and it becomes possible to supply power at low cost. Note that by plating the contacts with gold, for example, it is possible to stabilize the electrical resistance due to contact between the contacts.

また、給電機構113は、給電部113Aが有する給電ユニットと受電部113Bが有する受電ユニットとが、造形装置3がクランプ機構111によってクランプされたときに近接することによって電力を給電する非接触(ワイヤレス)給電方式を用いるものであってもよい。例えば、給電部113Aの給電ユニットには給電用コイルが設けられ、受電部113Bの受電ユニットには受電用コイルが設けられ、給電用コイルから発生する電磁波を受電用コイルで受けることにより給電を行う。給電機構113において非接触給電方式を用いることにより、接点の接触不良による給電の不具合を防止することが可能となる。 The power feeding mechanism 113 also provides a non-contact (wireless) power feeding system in which the power feeding unit of the power feeding unit 113A and the power receiving unit of the power receiving unit 113B come close to each other when the modeling apparatus 3 is clamped by the clamp mechanism 111. ) may use a power feeding method. For example, the power feeding unit of the power feeding unit 113A is provided with a power feeding coil, and the power receiving unit of the power receiving unit 113B is provided with a power receiving coil, and power is fed by receiving electromagnetic waves generated from the power feeding coil with the power receiving coil. . By using a non-contact power feeding method in the power feeding mechanism 113, it is possible to prevent problems in power feeding due to poor contact between the contacts.

また、造形装置3に対する給電は、造形装置3に設けられた図示しない発電装置を用いるものであってもよい。発電装置は、例えば、主軸11を回転させることにより回転子が回転する発電機であってもよい。例えば、発電機は、材料を吐出させる搬送機構の回転とともに回転子が回転するものであってもよい。また、発電機は、材料を吐出させる搬送機構の回転と回転力の伝達を切り替えて回転子が回転するものであってもよい。造形装置3に対する給電に造形装置3に設けられた発電装置を用いることにより、主軸11における給電機構を省略することが可能となる。給電機構113は、給電部113Aが有する回転機構と受電部113Bが有する回転機構とを、造形装置3がクランプ機構111によってクランプされたときに回転力が伝達可能に接合することによって、受電部113Bの内部に有する発電機の回転子を回転させて電力を発生させるものであってもよい。例えば、給電部113Aの回転機構を制御コマンドで回転させることにより、受電部113Bが有する回転機構を回転させて発電機の回転子を回転するようにしてもよい。受電部113Bの内部に有する発電機により発電を行うことにより、給電部113Aと受電部113Bにおける電気的な接続を省略することが可能となる。 Moreover, the power supply to the modeling device 3 may use a power generation device (not shown) provided in the modeling device 3. The power generation device may be, for example, a power generator whose rotor is rotated by rotating the main shaft 11. For example, the generator may have a rotor that rotates together with the rotation of a conveyance mechanism that discharges the material. Further, the generator may be one in which the rotor rotates by switching between rotation of a conveyance mechanism that discharges the material and transmission of rotational force. By using the power generation device provided in the modeling device 3 to supply power to the modeling device 3, it becomes possible to omit the power feeding mechanism in the main shaft 11. The power supply mechanism 113 connects the rotation mechanism of the power supply unit 113A and the rotation mechanism of the power reception unit 113B such that rotational force can be transmitted when the modeling device 3 is clamped by the clamp mechanism 111. Electric power may be generated by rotating a rotor of a generator included inside the generator. For example, by rotating the rotation mechanism of the power supply unit 113A using a control command, the rotation mechanism of the power reception unit 113B may be rotated to rotate the rotor of the generator. By generating power using a generator provided inside the power receiving section 113B, it is possible to omit electrical connection between the power feeding section 113A and the power receiving section 113B.

保温部33は、傾斜部321から供給された材料を保温する。保温部33は、例えば、魔法瓶のように断熱層を有して材料の温度が造形装置3の外部に伝達するのを防止する。保温部33が材料を保温することにより、例えば、加熱部322において材料が溶融された場合、材料の温度を維持することが可能となり、材料の温度変化による粘度変化を小さくすることができる。 The heat retaining section 33 retains the temperature of the material supplied from the inclined section 321. The heat retaining unit 33 has a heat insulating layer like a thermos flask, for example, and prevents the temperature of the material from being transmitted to the outside of the modeling apparatus 3. By keeping the material warm by the heat retaining section 33, for example, when the material is melted in the heating section 322, the temperature of the material can be maintained, and changes in viscosity due to changes in the temperature of the material can be reduced.

移送部35は、保温部33に貯蔵された溶融された材料を移送して加圧し、吐出ノズル31から吐出させる。移送部35は、例えば、内部にスクリューを有して、スクリューを回転させることによって材料を移送する。スクリューの回転は、主軸11の回転を用いることができる。すなわち、クランプ機構111で造形装置3がクランプされたときに、工具2の換わりに移送部35のスクリューが回転するようにすることにより、主軸11の回転制御によってスクリューの回転を制御することが可能となる。例えば、工作機械装置1は、工具2の回転の開始または停止を指示するための制御コマンドに基づきスクリューの回転を制御することができる。これにより、材料射出の開始または停止を同じ制御コマンドで制御することができる。制御コマンドには、例えば、NCプログラムのMコードを用いることができる。Mコードとは、NCプログラムにおいて加工を行うための補助機能を定義する制御コマンドである。Mコードは、例えばJIS(Japanese Industrial Standards)規格において規定されている。例えば、「M03」は工具(主軸)を正転させるためのコマンドであり、「M05」は工具の回転を停止させるためのコマンドである。「M03」のコマンドによって材料の射出が開始され、「M05」のコマンドによって材料の射出が停止される制御が可能となる。主軸11の回転によって移送部35のスクリューを回転させることにより、造形装置3を制御するコマンドを新たに追加することなく、材料射出の開始または停止を制御することが可能となり、製作工数を低減させることが可能となる。 The transfer unit 35 transfers and pressurizes the molten material stored in the heat retention unit 33 and discharges it from the discharge nozzle 31 . The transfer unit 35 has, for example, a screw inside, and transfers the material by rotating the screw. Rotation of the main shaft 11 can be used to rotate the screw. That is, by making the screw of the transfer section 35 rotate instead of the tool 2 when the modeling device 3 is clamped by the clamp mechanism 111, it is possible to control the rotation of the screw by controlling the rotation of the main shaft 11. becomes. For example, the machine tool device 1 can control the rotation of the screw based on a control command for instructing the rotation of the tool 2 to start or stop. This allows the start or stop of material injection to be controlled with the same control command. For example, an M code of an NC program can be used as the control command. The M code is a control command that defines auxiliary functions for machining in an NC program. The M code is defined, for example, in the JIS (Japanese Industrial Standards) standard. For example, "M03" is a command for normal rotation of the tool (spindle), and "M05" is a command for stopping rotation of the tool. It is possible to control the material injection to be started by the command "M03" and to be stopped by the command "M05". By rotating the screw of the transfer unit 35 with the rotation of the main shaft 11, it becomes possible to control the start or stop of material injection without adding a new command to control the modeling device 3, reducing the number of manufacturing steps. becomes possible.

また、工作機械装置1は、造形装置3の搬送機構の回転速度を工具の回転速度を指定するための制御コマンドに基づき制御させることにより、材料射出の量を制御する。工具の回転速度を指定するための制御コマンドは、例えばNCプログラムのSコードにおいて実施することができる。Sコードとは、工具の回転数を設定する制御コマンドである。例えば、「S2000」は、工具を2千rpmで回転させるためのコマンドである。Sコードは上述したMコードとともに使用される。Sコードにおいて搬送機構の回転数を制御することにより、造形装置3を制御するコマンドを新たに追加することなく、材料射出量を制御することが可能となり、製作工数を低減させることが可能となる。 Furthermore, the machine tool device 1 controls the amount of material injection by controlling the rotation speed of the transport mechanism of the modeling device 3 based on a control command for specifying the rotation speed of the tool. The control command for specifying the rotational speed of the tool can be implemented, for example, in the S code of the NC program. The S code is a control command that sets the rotation speed of the tool. For example, "S2000" is a command to rotate the tool at 2,000 rpm. The S code is used in conjunction with the M code mentioned above. By controlling the rotation speed of the transport mechanism in the S code, it becomes possible to control the amount of material injection without adding a new command to control the modeling device 3, and it becomes possible to reduce the number of manufacturing steps. .

<静電気の発生>
本実施形態においては、材料供給部112から貯蔵部32に対して材料が供給される。材料が貯蔵部32に供給される際には、材料同士の摩擦または材料と材料供給部112の摩擦等により材料が帯電する場合がある。例えば、人が手で材料を供給する場合、材料同士が摩擦しないようにゆっくりと注意深く材料供給の作業をすることができる。しかし、本実施形態のように材料を材料供給部112から供給する場合、材料の投入速度を調整するのが困難となる場合がある。例えば、圧搾空気で材料を移送する場合、圧搾空気の圧力や空気量を下げると材料が移送されずに材料供給部112等の内部に詰まってしまう。このため、圧搾空気の圧力や空気量を上げると、貯蔵部32に貯蔵される材料の投入速度が速くなってしまう場合がある。また、材料供給部112から貯蔵部32に材料を重力によって落下させる場合、材料の落下速度を制御できない場合がある。したがって、材料の帯電自体を防止することは困難となる場合がある。
<Generation of static electricity>
In this embodiment, the material is supplied from the material supply section 112 to the storage section 32 . When the materials are supplied to the storage section 32, the materials may become electrically charged due to friction between the materials or friction between the materials and the material supply section 112. For example, when a person supplies materials by hand, the material can be supplied slowly and carefully to avoid friction between the materials. However, when the material is supplied from the material supply section 112 as in this embodiment, it may be difficult to adjust the input speed of the material. For example, when transferring a material using compressed air, if the pressure or amount of compressed air is lowered, the material will not be transferred and will become clogged inside the material supply section 112 or the like. For this reason, when the pressure or amount of compressed air is increased, the input speed of materials stored in the storage section 32 may become faster. Furthermore, when the material is dropped from the material supply section 112 to the storage section 32 by gravity, the falling speed of the material may not be controlled. Therefore, it may be difficult to prevent the material from being charged itself.

<静電気による材料の付着>
材料が帯電した場合、材料が貯蔵部32に貯蔵される際に貯蔵部32の内壁に帯電した材料が静電気によって付着する場合がある。付着した材料は、例えば加熱部322からの熱により溶融して貯蔵部32に固着してしまう場合がある。付着した材料を清掃すると清掃に要する時間によって工作機械装置1の稼働率を低下させる場合がある。
<Adhesion of materials due to static electricity>
When the material is electrically charged, the charged material may adhere to the inner wall of the storage section 32 due to static electricity when the material is stored in the storage section 32. The attached material may be melted by the heat from the heating section 322 and become fixed to the storage section 32, for example. When cleaning the adhered material, the operating rate of the machine tool device 1 may be reduced due to the time required for cleaning.

<静電気の除電>
除電器36は、貯蔵部32に貯蔵された材料に対してイオンを放出して、材料に帯電した静電気を除電する。除電器36は、給電機構113によって供給された電力によって動作させることができる。除電器36の詳細は、図3において説明する(図3においては、除電器36Aおよび除電器36Bとして説明している)。
<Static electricity removal>
The static eliminator 36 releases ions to the material stored in the storage section 32 to eliminate static electricity charged on the material. The static eliminator 36 can be operated by power supplied by the power supply mechanism 113. Details of the static eliminator 36 will be explained in FIG. 3 (in FIG. 3, they are described as a static eliminator 36A and a static eliminator 36B).

次に、図3を用いて、除電器を用いた除電方法を説明する。図3は、実施形態における材料の除電方法の一例を示す図である。 Next, a method for eliminating static electricity using a static eliminator will be described using FIG. 3. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a method for removing static electricity from a material in the embodiment.

図3において、工作機械装置1は、貯蔵部32、傾斜部321、加熱部322、除電器36A、高圧ケーブル361A、除電器36Bおよび高圧ケーブル361Bを有する。なお、図3においては、傾斜部321および加熱部322の説明は省略する。 In FIG. 3, the machine tool device 1 includes a storage section 32, an inclined section 321, a heating section 322, a static eliminator 36A, a high voltage cable 361A, a static eliminator 36B, and a high voltage cable 361B. Note that in FIG. 3, explanations of the inclined portion 321 and the heating portion 322 are omitted.

除電器36Aは、高圧ケーブル361Aに高電圧を印加してイオンを発生させる。また、除電器36Bは、高圧ケーブル361Bに高電圧を印加してイオンを発生させる。除電器36Aおよび除電器36Bは、正イオンと負イオンを同時に発生させるAC型除電器、または、正イオンまたは負イオンのいずれか一方を発生させるDC型除電器である。 The static eliminator 36A applies a high voltage to the high voltage cable 361A to generate ions. Further, the static eliminator 36B applies a high voltage to the high voltage cable 361B to generate ions. The static eliminator 36A and the static eliminator 36B are AC type static eliminators that simultaneously generate positive ions and negative ions, or DC type static eliminators that generate either positive ions or negative ions.

<AC型除電器による実施>
AC型除電器は、正帯電した材料と負帯電した材料のいずれに対しても除電効果を有する。このため材料の帯電特性にかかわらず使用することができる。図3においては、除電器36Aと除電器36Bの2台を用いる場合を例示しているが、AC型除電器を用いる場合、除電器は1台であっても実施することができる。また、除電範囲を広げる等、除電能力を上げたい場合は3台以上の除電器を用いてもよい。また、材料の帯電状態に応じて、一度に運転する除電器の台数を調整できるようにしてもよい。例えば、予め設定された材料の種類または材料の投入量(投入速度)等に基づいて、除電器の運転台数が自動的に選択されるようにしてもよい。また、予め設定された材料の種類または材料の投入量等に基づいて、除電器における印加電圧が自動的に選択されるようにしてもよい。また、印加電圧の波形は任意であり、正弦波であってもよく、パルス波であってもよい。
<Implementation using AC type static eliminator>
The AC type static eliminator has a static neutralizing effect on both positively charged materials and negatively charged materials. Therefore, it can be used regardless of the charging characteristics of the material. In FIG. 3, a case is illustrated in which two static eliminators 36A and 36B are used, but when an AC type static eliminator is used, the present invention can be implemented even with one static eliminator. Furthermore, if it is desired to increase the static elimination capability by expanding the static elimination range, three or more static eliminators may be used. Further, the number of static eliminators operated at one time may be adjusted depending on the charged state of the material. For example, the number of operating static eliminators may be automatically selected based on a preset material type, material input amount (input speed), or the like. Furthermore, the voltage applied to the static eliminator may be automatically selected based on a preset material type, material input amount, or the like. Further, the waveform of the applied voltage is arbitrary, and may be a sine wave or a pulse wave.

<DC型除電器による実施>
DC型除電器は、正帯電した材料または負帯電した材料のいずれか一方に対して除電効果を有する。例えば、正帯電した材料に対しては、負イオンを発生させる除電器が有効となる。また、負帯電した材料に対しては、正イオンを発生させる除電器が有効となる。材料が正帯電するか負帯電するかの帯電特性を帯電特性記憶部に予め記憶しておき、除電器で発生させるイオンの極性を極性選択部において自動的に選択するようにしてもよい。帯電特性記憶部および極性選択部は、後述する制御部において構成することができる。例えば、除電器36Aが正イオンを発生し、除電器36Bが負イオンを発生させる除電器である場合、極性選択部は、材料の種類に応じていずれの除電器(除電器36Aまたは除電器36Bのいずれか)を運転するかを自動的に選択する。また、除電器36Aおよび除電器36Bが印加する高電圧の極性を変更できるものである場合、極性選択部は、材料の種類に応じていずれかの極性を印加するかを自動的に選択する。また、予め設定された材料の種類または材料の投入量等に基づいて、極性選択部は、除電器における印加電圧を自動的に選択するようにしてもよい。
<Implementation using DC type static eliminator>
A DC type static eliminator has a static neutralizing effect on either a positively charged material or a negatively charged material. For example, a static eliminator that generates negative ions is effective for positively charged materials. Furthermore, for negatively charged materials, a static eliminator that generates positive ions is effective. The charging characteristics of whether the material is positively charged or negatively charged may be stored in advance in the charging characteristics storage section, and the polarity of the ions generated by the static eliminator may be automatically selected in the polarity selection section. The charging characteristic storage section and the polarity selection section can be configured in a control section which will be described later. For example, if the static eliminator 36A is a static eliminator that generates positive ions and the static eliminator 36B is a static eliminator that generates negative ions, the polarity selection section selects which static eliminator (static eliminator 36A or static eliminator 36B) depending on the type of material. automatically selects which one to drive. Further, when the static eliminator 36A and the static eliminator 36B can change the polarity of the high voltage applied, the polarity selection section automatically selects which polarity to apply depending on the type of material. Further, the polarity selection unit may automatically select the voltage applied to the static eliminator based on the type of material, the amount of material input, etc. set in advance.

高圧ケーブル361Aおよび高圧ケーブル361Bは、貯蔵部32の内部に配置されて、図示z軸方向(下向き)に配置されている。これにより、貯蔵部32において投入されてz軸方向に移動(または落下)する材料が高圧ケーブル361Aおよび高圧ケーブル361Bに長時間接近することができるため、除電効果を向上させることが可能となる。なお、高圧ケーブル361Aおよび高圧ケーブル361Bの形状は図示したものには限定されない。高圧ケーブルは、例えば、貯蔵部32内においてz軸方向に直線的に配置される形状、または貯蔵部32内においてコイル状に配置される形状であってもよい。また、高圧ケーブル361Aおよび高圧ケーブル361Bの形状は、ケーブルを幹として、幹に対して複数の突起が枝状に伸びる形状を有するものであってもよい。また、除電器36Aおよび除電器36Bは高圧ケーブルを貯蔵部32の内部に配置する代わりに、高圧ケーブルで発生したイオンを貯蔵部32の内部においてエアブローするものあってもよい。エアブローをz軸方向に行うことにより、降圧ケーブルを貯蔵部32においてz軸方向に配置するのと同様の効果を得ることができる。 The high voltage cable 361A and the high voltage cable 361B are arranged inside the storage section 32 and are arranged in the illustrated z-axis direction (downward). As a result, the material charged in the storage section 32 and moving (or falling) in the z-axis direction can approach the high-voltage cables 361A and 361B for a long time, making it possible to improve the static elimination effect. Note that the shapes of the high voltage cable 361A and the high voltage cable 361B are not limited to those shown. The high voltage cable may have a shape that is arranged linearly in the z-axis direction within the storage section 32, or a shape that is arranged in a coil shape within the storage section 32, for example. Furthermore, the high-voltage cable 361A and the high-voltage cable 361B may have a shape in which the cable is a trunk and a plurality of protrusions extend like branches from the trunk. Further, instead of arranging the high voltage cable inside the storage section 32, the static eliminator 36A and the static eliminator 36B may blow ions generated by the high voltage cable into the storage section 32 with air. By performing the air blow in the z-axis direction, it is possible to obtain the same effect as arranging the step-down cable in the z-axis direction in the storage section 32.

また、除電器36Aおよび除電器36Bは、連続運転と間欠運転を切り換えるようにしてもよい。連続運転とは、工作機械装置1の動作状態にかかわらず運転されることをいう。連続運転においては、工作機械装置1の電源が投入されているときに連続して除電される。一方、間欠運転においては、工作機械装置1の動作状態によって、除電動作を変化させる。材料が静電気を帯電するのは、材料に摩擦が生じるときであって、材料が移動するときに摩擦が生じる。 Further, the static eliminator 36A and the static eliminator 36B may be switched between continuous operation and intermittent operation. Continuous operation refers to operation regardless of the operating state of the machine tool device 1. In continuous operation, static electricity is continuously removed while the machine tool device 1 is powered on. On the other hand, in intermittent operation, the static elimination operation is changed depending on the operating state of the machine tool device 1. Materials become electrostatically charged when they experience friction, and friction occurs when the materials move.

<材料の移送に応じた除電>
除電器36A(除電器36Bにおいても動作は同様であるため、以下、除電器36Aについてのみ説明する)は、移送部35からの材料の移送に応じてイオンを放出する。移送部35によって材料が移送(吐出ノズル31から材料が吐出)された場合、貯蔵部32に貯蔵された材料がz軸方向に移動する。材料に発生した静電気は除電器36Aから放出されたイオンによって数秒で除電される場合がある。除電器36Aは、移送部35からの材料の移送に応じてイオンを放出することにより、無駄なイオンの放出を防止して省電力を図ることができる。
<Static charge removal according to material transfer>
The static eliminator 36A (the static eliminator 36B operates similarly, so only the static eliminator 36A will be described below) emits ions in response to the transfer of material from the transfer section 35. When the material is transferred by the transfer section 35 (the material is discharged from the discharge nozzle 31), the material stored in the storage section 32 moves in the z-axis direction. Static electricity generated in the material may be eliminated in a few seconds by ions emitted from the static eliminator 36A. The static eliminator 36A emits ions in response to the transfer of the material from the transfer unit 35, thereby preventing wasteful release of ions and saving power.

<材料の供給に応じた除電>
除電器36Aは、材料供給部112からの材料の供給に応じてイオンを放出する。材料供給部112からの材料が供給された場合、貯蔵部32に貯蔵されている材料との摩擦が生じて静電気が発生する。除電器36Aは、材料供給部112からの材料の供給に応じてイオンを放出することにより、無駄なイオンの放出を防止して省電力を図ることができる。
<Static charge removal according to material supply>
The static eliminator 36A emits ions in response to the supply of material from the material supply unit 112. When the material is supplied from the material supply section 112, friction with the material stored in the storage section 32 occurs, and static electricity is generated. The static eliminator 36A can save power by preventing wasteful release of ions by emitting ions in response to the supply of material from the material supply unit 112.

次に図4を用いて、工作機械装置1の他の一例を説明する。図4は、実施形態における工作機械装置の他の一例を示す図である。 Next, another example of the machine tool device 1 will be described using FIG. 4. FIG. 4 is a diagram showing another example of the machine tool device in the embodiment.

図4において、工作機械装置1は、材料供給部112、貯蔵部32、傾斜部321、加熱部322、除電器36A、高圧ケーブル361A、除電器36Bおよび高圧ケーブル361Bを有する。 In FIG. 4, the machine tool device 1 includes a material supply section 112, a storage section 32, an inclined section 321, a heating section 322, a static eliminator 36A, a high voltage cable 361A, a static eliminator 36B, and a high voltage cable 361B.

貯蔵部32はのぞき窓を有し、貯蔵部32の内部が外部から確認できるようになっている。図4における貯蔵部32は、図3における貯蔵部32に対してz軸方向に長いため、貯蔵部32において材料が落下する距離が長くなり、材料同士の摩擦により材料が帯電しやすくなる。工作機械装置1は、除電器36A(および除電器36B)を有することにより、貯蔵部32において発生する材料の静電気を除電することができるため、材料の貯蔵量を増加させることが可能となる。 The storage section 32 has a viewing window so that the inside of the storage section 32 can be checked from the outside. Since the storage section 32 in FIG. 4 is longer in the z-axis direction than the storage section 32 in FIG. 3, the distance that the material falls in the storage section 32 becomes longer, and the material becomes more likely to be charged due to friction between the materials. Since the machine tool device 1 includes the static eliminator 36A (and the static eliminator 36B), it is possible to eliminate static electricity from the material generated in the storage section 32, thereby making it possible to increase the amount of material stored.

次に図5を用いて、除電器による除電の効果を説明する。図5は、実施形態における除電器による除電の効果の一例を示す図である。 Next, the effect of static elimination by the static eliminator will be explained using FIG. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the effect of static elimination by the static eliminator in the embodiment.

図5のグラフにおいて、横軸は除電器36Aおよび除電器36Bを用いた除電開始からの経過時間(秒)であり、縦軸は貯蔵部32における材料の静電気電圧(V)を示している。本実施例において、除電器36Aおよび除電器36Bはパルス波形によるAC型除電器を用いた。材料は直径2mm、長さ10mmの円柱形ペレットを用いた。 In the graph of FIG. 5, the horizontal axis represents the elapsed time (seconds) from the start of static elimination using the static eliminator 36A and the static eliminator 36B, and the vertical axis represents the electrostatic voltage (V) of the material in the storage section 32. In this embodiment, the static eliminator 36A and the static eliminator 36B are AC type static eliminators using a pulse waveform. The material used was a cylindrical pellet with a diameter of 2 mm and a length of 10 mm.

除電前において材料は約8KVで帯電している。帯電電圧は、除電開始から1秒後に約半分の4KVまで低下して、2秒後には約1/4の2KV程度まで低下する。すなわち、貯蔵部32に投入された材料は貯蔵されている数秒の間にほぼ除電されることが確認された。材料投入後に長時間(例えば10秒以上)の除電を行っても帯電電圧に大きな変化はなかった。これにより、除電器36Aおよび除電器36Bは材料投入後、数秒間(例えば、6秒間)の運転を行うことが効果的であることが分かった。なお、材料の種類および投入量によって帯電電圧や除電時間に多少の差はあるが、除電の効果はほぼ同じであった。 Before neutralization, the material is charged at about 8 KV. The charging voltage decreases to approximately half, 4 KV, one second after the start of static elimination, and decreases to approximately one quarter, approximately 2 KV, two seconds later. That is, it was confirmed that the static electricity of the material put into the storage section 32 was almost completely eliminated during the few seconds that the material was stored. Even if static electricity was removed for a long time (for example, 10 seconds or more) after the materials were added, there was no significant change in the charging voltage. As a result, it was found that it is effective to operate the static eliminator 36A and the static eliminator 36B for several seconds (for example, 6 seconds) after charging the material. Note that although there were some differences in charging voltage and static elimination time depending on the type of material and the amount added, the static elimination effect was almost the same.

次に、図6を用いて、工作機械装置1の構造を説明する。図6は、実施形態における工作機械装置1の構造の一例を示す図である。 Next, the structure of the machine tool device 1 will be explained using FIG. 6. FIG. 6 is a diagram showing an example of the structure of the machine tool device 1 in the embodiment.

図6において、工作機械装置1は、制御部10、主軸11、クランプ機構111、工具格納エリア12、造形装置格納エリア13、製作エリア14、工具シャッタ15および造形装置シャッタ16を有する。 In FIG. 6, the machine tool device 1 includes a control section 10, a main spindle 11, a clamp mechanism 111, a tool storage area 12, a modeling device storage area 13, a production area 14, a tool shutter 15, and a modeling device shutter 16.

制御部10は、入力部101、帯電特性記憶部102および極性選択部103を有する。入力部101は、例えば、スイッチ、テンキーまたはプログラムを入力するためのインタフェイスである。帯電特性記憶部102は、材料の帯電特性を記憶する。帯電特性とは、その材料がどのような帯電をするかの情報であって、例えば、正帯電するかあるいは負帯電するかの情報、または、帯電電圧の情報等である。極性選択部103は、帯電特性記憶部102に記憶された帯電特性の情報に基づき、除電器36Aから供給されるイオンの極性、印加電圧または電圧波形等を自動的に選択する。 The control section 10 includes an input section 101, a charging characteristic storage section 102, and a polarity selection section 103. The input unit 101 is, for example, a switch, a numeric keypad, or an interface for inputting a program. The charging characteristic storage unit 102 stores charging characteristics of materials. The charging characteristics are information on how the material is charged, such as information on whether it is positively charged or negatively charged, or information on charging voltage. The polarity selection unit 103 automatically selects the polarity, applied voltage, voltage waveform, etc. of the ions supplied from the static eliminator 36A based on the charging characteristic information stored in the charging characteristic storage unit 102.

制御部10は、例えば、工作機械装置1を制御するコンピュータであって、上述したNCプログラムを制御する。制御部10は、クランプ機構111によるクランプ動作の制御、主軸11の回転制御(回転/停止、および回転数の制御)、材料供給部112による材料の供給の制御、工具シャッタ15および造形装置シャッタ16の開閉制御、加熱部322および溶融部34の加熱制御、および移動装置4の移動制御等を行う。なお、制御部10は、ランプまたはディスプレイ等による出力手段を有していてもよい。 The control unit 10 is, for example, a computer that controls the machine tool device 1, and controls the above-mentioned NC program. The control unit 10 controls the clamping operation by the clamp mechanism 111, the rotation control (rotation/stop, and rotation speed control) of the main shaft 11, the material supply control by the material supply unit 112, the tool shutter 15, and the modeling device shutter 16. , heating control of the heating section 322 and the melting section 34 , movement control of the moving device 4 , and the like. Note that the control unit 10 may have an output means such as a lamp or a display.

次に、図7~図10を用いて、工作機械装置1の動作を説明する。先ず、図7は、実施例における極性選択動作の一例を示すフローチャートである。なお、図7~図10において、動作の主体は制御部10であるものとして説明するが、例えば、制御部10以外の構成(例えば、別の制御部)において動作されるものであってもよい。 Next, the operation of the machine tool device 1 will be explained using FIGS. 7 to 10. First, FIG. 7 is a flowchart showing an example of polarity selection operation in the embodiment. Note that in FIGS. 7 to 10, the description will be made assuming that the main body of the operation is the control unit 10, but the operation may be performed by a configuration other than the control unit 10 (for example, another control unit). .

図7において、制御部10は、材料の種類が選択されたか否かを判断する(ステップS11)。ステップS11の判断は、例えば、入力部101からの手動入力があったか否か、または制御部10に対して製作プログラムの入力があったか否か等によって判断することができる。 In FIG. 7, the control unit 10 determines whether the type of material has been selected (step S11). The determination in step S11 can be made based on, for example, whether there is a manual input from the input unit 101 or whether a manufacturing program is input to the control unit 10.

ステップS11において、材料の種類が選択されていないと判断した場合(ステップS11:NO)、制御部10は、フローチャートに示す動作を終了する。 If it is determined in step S11 that no material type has been selected (step S11: NO), the control unit 10 ends the operation shown in the flowchart.

一方、材料の種類が選択されたと判断した場合(ステップS11:YES)、制御部10は、帯電特性記憶部102に記憶された帯電特性を検索する(ステップS12)。例えば、帯電特性記憶部102に、材料の種類を示すコードと帯電特性(正帯電/負帯電、または帯電電圧等)とが対応して記憶されている場合、制御部10は、ステップS11において選択された材料のコードに基づき、当該材料の帯電特性を検索することができる。 On the other hand, if it is determined that the type of material has been selected (step S11: YES), the control unit 10 searches for charging characteristics stored in the charging characteristics storage unit 102 (step S12). For example, if a code indicating the type of material and a charging characteristic (positive charging/negative charging, charging voltage, etc.) are stored in correspondence with each other in the charging characteristic storage unit 102, the control unit 10 selects the code in step S11. Based on the material code, the charging characteristics of the material can be searched.

ステップS12の処理を実行した後、制御部10は、検索された帯電特性に基づき、除電に使用するイオンの極性を選択する(ステップS13)。例えば、除電器36Aが正イオンを発生し、除電器36Bが負イオンを発生させる除電器であるものとする。ステップS13において、検索された帯電特性に基づき、材料が負帯電の帯電特性である場合、制御部10は、除電器36Aを自動的に選択して正イオンによる除電を行う。一方、検索された帯電特性に基づき、材料が正帯電の帯電特性である場合、制御部10は、除電器36Bを自動的に選択して負イオンによる除電を行う。帯電特性記憶部102に記憶された材料の帯電特性に基づき除電器を自動的に選択することにより、様々な材料に対する除電を適切に行うことが可能となる。 After executing the process of step S12, the control unit 10 selects the polarity of ions used for static elimination based on the retrieved charging characteristics (step S13). For example, it is assumed that the static eliminator 36A generates positive ions and the static eliminator 36B generates negative ions. In step S13, if the material has negative charging characteristics based on the retrieved charging characteristics, the control unit 10 automatically selects the static eliminator 36A and performs static elimination using positive ions. On the other hand, if the material has positive charging characteristics based on the retrieved charging characteristics, the control unit 10 automatically selects the static eliminator 36B and performs static elimination using negative ions. By automatically selecting a static eliminator based on the charging characteristics of the material stored in the charging characteristics storage unit 102, it becomes possible to appropriately eliminate static electricity from various materials.

ステップS13の処理を実行した後、制御部10は、除電器(除電器36Aまたは除電器36B)の運転の制御を開始する(ステップS14)。除電器の運転の制御は、例えば、除電器のON/OFFによる除電のタイミング、印加電圧の調整、または電圧波形の選択等である。ステップS14の処理を実行した後、制御部10は、フローチャートで示した動作を終了する。 After executing the process of step S13, the control unit 10 starts controlling the operation of the static eliminator (the static eliminator 36A or the static eliminator 36B) (step S14). Control of the operation of the static eliminator includes, for example, the timing of static elimination by turning the static eliminator ON/OFF, adjustment of the applied voltage, selection of the voltage waveform, and the like. After executing the process of step S14, the control unit 10 ends the operation shown in the flowchart.

次に、図8を用いて、ワーク製作動作を説明する。図8は、実施形態におけるワーク製作の一例を示すフローチャートである。 Next, the workpiece manufacturing operation will be explained using FIG. 8. FIG. 8 is a flowchart showing an example of workpiece production in the embodiment.

図8において、制御部10は、材料を用いてワークの造形を行うか否かを判断する(ステップS21)。材料の造形とは、造形装置3を用いた材料の造形であって、工作機械装置1を所謂3Dプリンタとして動作させることをいう。材料の造形を行うと判断した(ステップS21:YES)、制御部10は、材料を造形する材料造形装置(造形装置3)をクランプする(ステップS22)。造形装置3のクランプは、上述した造形装置格納エリア13において、クランプ機構111によって実行される。 In FIG. 8, the control unit 10 determines whether a workpiece is to be modeled using the material (step S21). The term "material modeling" refers to the modeling of a material using the modeling device 3, and refers to operating the machine tool device 1 as a so-called 3D printer. When determining that the material is to be modeled (step S21: YES), the control unit 10 clamps the material modeling device (modeling device 3) that models the material (step S22). Clamping of the modeling device 3 is performed by the clamp mechanism 111 in the modeling device storage area 13 mentioned above.

ステップS22の処理を実行した後、制御部10は、材料の吐出制御を行いながらワークを造形する(ステップS23)。材料の吐出制御は、主軸11の回転を制御することにより造形装置3の移送部35の回転を制御して、吐出ノズル31から吐出される材料の量が制御される。吐出ノズル31を移動装置4により移動させながら吐出制御することによりワークが造形される。ステップS23の処理を実行した後、制御部10は、造形装置格納エリア13において造形装置3をアンクランプして所定位置に載置する(ステップS24)。 After executing the process of step S22, the control unit 10 shapes the workpiece while controlling the discharge of the material (step S23). In controlling the material discharge, the rotation of the transfer section 35 of the modeling device 3 is controlled by controlling the rotation of the main shaft 11, and the amount of material discharged from the discharge nozzle 31 is controlled. A workpiece is modeled by controlling discharge while moving the discharge nozzle 31 with the moving device 4. After executing the process of step S23, the control unit 10 unclamps the modeling device 3 and places it at a predetermined position in the modeling device storage area 13 (step S24).

ステップS24の処理を実行した後、制御部10は、工具を用いた材料の加工を実行するか否かを判断する(ステップS25)。工具を用いた材料の加工を実行しないと判断した場合(ステップS25:NO)、制御部10は、フローチャートで示した動作を終了する。この場合、工作機械装置1は材料を用いたワークの造形のみを行うことになる。 After executing the process of step S24, the control unit 10 determines whether or not to process the material using the tool (step S25). If it is determined not to process the material using the tool (step S25: NO), the control unit 10 ends the operation shown in the flowchart. In this case, the machine tool device 1 only shapes the workpiece using the material.

一方、工具を用いた材料の加工を実行すると判断した場合(ステップS25:YES)、またはステップS21の処理において材料の造形を行わないと判断した(ステップS21:NO)、制御部10は、工具2をクランプ機構111でクランプする(ステップS26)。クランプ機構111は、制御プログラムに基づき複数の工具の中から加工に用いる工具をクランプする。ステップS26の処理を実行した後、制御部10は、工具2によるワークの加工を実行する(ステップS27)。ワークの加工とは、工具を用いたワークの切削(研磨、穴明け、タッピング、中ぐり等を含む)である。 On the other hand, if it is determined that the material is to be processed using the tool (step S25: YES), or if it is determined that the material is not to be shaped in the process of step S21 (step S21: NO), the control unit 10 2 is clamped by the clamp mechanism 111 (step S26). The clamp mechanism 111 clamps a tool used for machining from among a plurality of tools based on a control program. After executing the process of step S26, the control unit 10 executes machining of the workpiece using the tool 2 (step S27). Processing of a workpiece is cutting the workpiece using a tool (including polishing, drilling, tapping, boring, etc.).

本実施形態においては、工作機械装置1を、造形処理のみの動作、加工のみの動作、あるいは造形処理と加工を連続して行う動作の3つの動作で制御することができる。造形処理のみの動作、または加工のみの動作を行うことにより、造形専用の装置と加工専用の装置をそれぞれ別個に用意することなく装置を共用することができるので装置コストの低減を図ることが可能となる。また、造形処理と加工を連続して行う動作においては、造形装置3において造形されたワークをそのまま加工することにより、ワークをセッティングする作業が不要となり、ワークを作成する工数を低減させることが可能となる。また、ワークを移動させずに加工することができるので、加工精度を向上させることができる。 In this embodiment, the machine tool device 1 can be controlled in three operations: an operation of only modeling processing, an operation of only machining, or an operation of continuously performing modeling processing and machining. By performing only printing processing or processing only, it is possible to reduce equipment costs because the equipment can be shared without having to prepare separate equipment for printing and processing. becomes. In addition, in operations where modeling and processing are performed continuously, by processing the workpiece that has been modeled in the modeling device 3 as it is, there is no need to set the workpiece, and it is possible to reduce the number of man-hours required to create the workpiece. becomes. Further, since the workpiece can be processed without moving, the processing accuracy can be improved.

ステップS27の処理を実行した後、制御部10は、工具2を工具格納エリア12にてアンクランプして所定位置に載置する(ステップS28)。ステップS28を実行した後、制御部10は、フローチャートで示した動作を終了する。 After executing the process of step S27, the control unit 10 unclamps the tool 2 in the tool storage area 12 and places it at a predetermined position (step S28). After executing step S28, the control unit 10 ends the operation shown in the flowchart.

次に、図9―図10を用いて、除電器36における除電動作を説明する。図9は、実施形態における除電動作の一例を示すフローチャートである。図10は、実施形態における除電動作の他の一例を示すフローチャートである。図9は、移送部35からの材料の移送に応じてイオンを放出する方法を示している。一方、図10は、材料供給部112から貯蔵部32に対する材料の供給に応じてイオンを放出する方法を示している。 Next, the static eliminating operation in the static eliminator 36 will be explained using FIGS. 9 and 10. FIG. 9 is a flowchart showing an example of the static elimination operation in the embodiment. FIG. 10 is a flowchart showing another example of the static elimination operation in the embodiment. FIG. 9 shows a method for releasing ions in response to the transfer of material from the transfer section 35. On the other hand, FIG. 10 shows a method of releasing ions in response to the supply of material from the material supply section 112 to the storage section 32.

図9において、制御部10は、移送部35において材料の移送が開始されたか否かを判断する(ステップS31)。移送部35から材料が移送されると吐出ノズル31から材料が吐出されるとともに、貯蔵部32から材料が供給されるため、貯蔵部32に貯蔵された材料がz軸方向(下向き)に移動して材料同士の摩擦が発生し静電気が発生する。移送部35における材料の移送は、上述のように主軸11の回転によって実行される。移送部35において材料の移送が開始されたと判断された場合(ステップS31:YES)、制御部10は、除電器36による除電を開始する(ステップS32)。 In FIG. 9, the control unit 10 determines whether or not the transfer unit 35 has started transferring the material (step S31). When the material is transferred from the transfer section 35, the material is discharged from the discharge nozzle 31, and the material is also supplied from the storage section 32, so the material stored in the storage section 32 moves in the z-axis direction (downward). Friction between materials occurs and static electricity is generated. The material is transferred in the transfer section 35 by rotating the main shaft 11 as described above. When it is determined that the transfer of the material has started in the transfer section 35 (step S31: YES), the control section 10 starts static elimination using the static eliminator 36 (step S32).

ステップS27の処理を実行した後、制御部10は、移送部35における材料の移送が停止されたか否かを判断する(ステップS33)。移送部35における材料の移送が停止されていないと判断した場合(ステップS33:NO)、制御部10は、ステップS33の処理を繰り返して、移送部35における材料の移送が停止されるのを待機する。 After executing the process of step S27, the control unit 10 determines whether or not the transfer of the material in the transfer unit 35 has been stopped (step S33). If it is determined that the transfer of the material in the transfer section 35 has not been stopped (step S33: NO), the control section 10 repeats the process of step S33 and waits for the transfer of the material in the transfer section 35 to be stopped. do.

一方、移送部35における材料の移送が停止されたと判断した場合(ステップS33:YES)、制御部10は、移送停止後において所定の時間が経過したか(タイムアップしたか)否かを判断する(ステップS34)。タイムアップしていないと判断した場合(ステップS34:NO)、制御部10は、ステップS33~ステップS34の処理を繰り返して、タイムアップを待機する。ステップS34の処理は、所謂オフタイマの動作であり、移送停止後に所定の時間が経過するのを待機することにより、除電器36による除電時間を確保するとともに、除電器36における無駄な電力の消費を防止することが可能となる。なお、オフタイマは、図5で説明した実施結果においては、5~10秒程度とすることが望ましいが、オフタイマの時間は除電器36による除電能力によって設定することができる。 On the other hand, if it is determined that the transfer of the material in the transfer unit 35 has been stopped (step S33: YES), the control unit 10 determines whether a predetermined time has elapsed (time-up) after the transfer was stopped. (Step S34). If it is determined that the time has not expired (step S34: NO), the control unit 10 repeats the processing of steps S33 to S34 and waits for the time to expire. The process in step S34 is a so-called off-timer operation, and by waiting for a predetermined time to elapse after the transfer is stopped, the static eliminator 36 secures the static eliminator 36 time and also reduces wasteful power consumption in the static eliminator 36. It becomes possible to prevent this. Note that the off timer is desirably set to about 5 to 10 seconds in the implementation results explained in FIG.

タイムアップしたと判断した場合(ステップS34:YES)、または、ステップS31の処理において移送部35において材料の移送が開始されていないと判断された場合(ステップS31:NO)、制御部10は、フローチャートで示した動作を終了する。 If it is determined that the time has expired (step S34: YES), or if it is determined that the transfer of the material has not started in the transfer section 35 in the process of step S31 (step S31: NO), the control section 10: Finish the operation shown in the flowchart.

図10において、制御部10は、材料供給部112から貯蔵部32に対する材料の供給(補給)が開始されたか否かを判断する(ステップS41)。材料供給部112から貯蔵部32に対する材料の補給は、例えば、貯蔵部32に貯蔵された材料が予め定められた量を下回ったか否かで判断することができる。貯蔵された材料の量は、例えば、貯蔵部32に貯蔵された材料の高さをセンサ等で検知することにより測定することができる。本実施形態において工作機械装置1は、連続あるいは断続して材料供給部112から材料が供給されることにより、材料切れによる稼働停止を防止することができる。ステップS41における処理によって、材料の供給を判断することにより、除電器36における無駄な電力の消費を防止することが可能となる。 In FIG. 10, the control unit 10 determines whether the supply (replenishment) of the material from the material supply unit 112 to the storage unit 32 has started (step S41). Replenishment of material from the material supply unit 112 to the storage unit 32 can be determined, for example, based on whether the amount of material stored in the storage unit 32 has fallen below a predetermined amount. The amount of the stored material can be measured, for example, by detecting the height of the material stored in the storage section 32 with a sensor or the like. In the present embodiment, the machine tool device 1 is continuously or intermittently supplied with material from the material supply section 112, thereby making it possible to prevent operation stoppage due to running out of material. By determining the supply of material through the process in step S41, it is possible to prevent wasteful power consumption in the static eliminator 36.

材料供給部112からの材料の補給が開始されたと判断した場合(ステップS41:YES)、制御部10は、除電器36による除電を開始する(ステップS42)。 If it is determined that the replenishment of the material from the material supply unit 112 has started (step S41: YES), the control unit 10 starts static elimination using the static eliminator 36 (step S42).

ステップS42の処理を実行した後、制御部10は、材料供給部112からの材料の補給が停止されたか否かを判断する(ステップS43)。材料供給部112からの材料の補給が停止れていないと判断した場合(ステップS43:NO)、制御部10は、ステップS43の処理を繰り返して、材料供給部112からの材料の補給が停止されるのを待機する。 After executing the process of step S42, the control unit 10 determines whether or not the supply of material from the material supply unit 112 has been stopped (step S43). If it is determined that the supply of material from the material supply unit 112 has not been stopped (step S43: NO), the control unit 10 repeats the process of step S43 to stop the supply of material from the material supply unit 112. wait for the

一方、材料供給部112からの材料の補給が停止されたと判断した場合(ステップS43:YES)、制御部10は、供給停止後において所定の時間が経過したか(タイムアップしたか)否かを判断する(ステップS44)。タイムアップしていないと判断した場合(ステップS44:NO)、制御部10は、ステップS43~ステップS44の処理を繰り返して、タイムアップを待機する。ステップS44の処理は、所謂オフタイマの動作であり、供給停止後に所定の時間が経過するのを待機することにより、除電器36による除電時間を確保するとともに、除電器36における無駄な電力の消費を防止することが可能となる。なお、オフタイマは、図5で説明した実施結果においては、5~10秒程度とすることが望ましいが、オフタイマの時間は除電器36による除電能力によって設定することができる。 On the other hand, if it is determined that the supply of material from the material supply unit 112 has been stopped (step S43: YES), the control unit 10 determines whether a predetermined time has elapsed (time-up) after the supply has been stopped. A judgment is made (step S44). If it is determined that the time has not expired (step S44: NO), the control unit 10 repeats the processing of steps S43 to S44 and waits for the time to expire. The process in step S44 is a so-called off-timer operation, and by waiting for a predetermined time to elapse after the supply is stopped, the static eliminator 36 secures the static eliminator 36 time and also reduces wasteful power consumption in the static eliminator 36. It becomes possible to prevent this. Note that the off timer is desirably set to about 5 to 10 seconds in the implementation results explained in FIG.

タイムアップしたと判断した場合(ステップS44:YES)、または、ステップS41の処理において材料供給部112からの材料の補給が開始されていないと判断された場合(ステップS41:NO)、制御部10は、フローチャートで示した動作を終了する。 If it is determined that the time has expired (step S44: YES), or if it is determined in the process of step S41 that replenishment of material from the material supply unit 112 has not started (step S41: NO), the control unit 10 ends the operation shown in the flowchart.

以上、本発明の実施形態について、図面を参照して説明してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲においての種々の変更も含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to these embodiments, and various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention. It will be done.

1 工作機械装置
10 制御部
101 入力部
102 帯電特性記憶部
103 極性選択部
11 主軸
111 クランプ機構
112 材料供給部
113 給電機構
113A 給電部
113B 受電部
12 工具格納エリア
13 造形装置格納エリア
14 製作エリア
15 工具シャッタ
16 造形装置シャッタ
2 工具
3 造形装置
31 吐出ノズル
32 貯蔵部
321 傾斜部
322 加熱部
33 保温部
34 溶融部
35 移送部
36 除電器
36A 除電器
361A 高圧ケーブル
36B 除電器
361B 高圧ケーブル
4 移動装置
41 駆動部
42x x軸スライド部
42y y軸スライド部
42z z軸スライド部
1 Machine tool device 10 Control section 101 Input section 102 Charging characteristic storage section 103 Polarity selection section 11 Spindle 111 Clamp mechanism 112 Material supply section 113 Power supply mechanism 113A Power supply section 113B Power reception section 12 Tool storage area 13 Modeling device storage area 14 Production area 15 Tool shutter 16 Modeling device shutter 2 Tool 3 Modeling device 31 Discharge nozzle 32 Storage section 321 Inclined section 322 Heating section 33 Heat retention section 34 Melting section 35 Transfer section 36 Static eliminator 36A Static eliminator 361A High voltage cable 36B Static eliminator 361B High voltage cable 4 Moving device 41 Drive section 42x x-axis slide section 42y y-axis slide section 42z z-axis slide section

Claims (6)

互いに直交するx軸y軸およびz軸で構成される3次元の空間に材料を射出して造形する工作機械装置であって、
射出口から材料をz軸方向に射出する射出ノズルと、
前記射出ノズルを前記3次元の空間において移動させる移動装置と、
前記移動装置によって前記射出ノズルとともに移動されて、前記射出ノズルから射出される材料を貯蔵する貯蔵部と、
前記移動装置によって前記射出ノズルとともに移動されて、前記貯蔵部に貯蔵された材料を前記射出ノズルに移送する移送部と、
前記貯蔵部に貯蔵された材料に対してイオンを放出して材料に帯電した静電気を除電する除電器と
を備える、工作機械装置。
A machine tool device that injects material into a three-dimensional space composed of an x-axis, a y-axis, and a z-axis that are perpendicular to each other to create a model,
an injection nozzle that injects the material from the injection port in the z-axis direction;
a moving device that moves the injection nozzle in the three-dimensional space;
a storage section that is moved together with the injection nozzle by the moving device and stores material to be injected from the injection nozzle;
a transfer unit that is moved together with the injection nozzle by the moving device to transfer the material stored in the storage unit to the injection nozzle;
A machine tool device comprising: a static eliminator that discharges ions to the material stored in the storage section to eliminate static electricity charged on the material.
前記除電器から放出するイオンの極性を選択する極性選択部をさらに備え、
前記除電器は、前記極性選択部において選択された極性のイオンを放出する、請求項1に記載の工作機械装置。
further comprising a polarity selection unit that selects the polarity of ions emitted from the static eliminator,
The machine tool apparatus according to claim 1, wherein the static eliminator emits ions of a polarity selected by the polarity selection section.
前記除電器は、前記貯蔵部においてz軸方向にイオンを放出する、請求項1または2のいずれか一項に記載の工作機械装置。 The machine tool device according to claim 1 , wherein the static eliminator emits ions in the z-axis direction in the storage section. 前記除電器は、前記移送部からの材料の移送に応じてイオンを放出する、請求項3に記載の工作機械装置。 The machine tool device according to claim 3, wherein the static eliminator emits ions in response to the transfer of material from the transfer section. 前記貯蔵部に対して材料を供給する材料供給部をさらに備え、
前記除電器は、前記材料供給部から前記貯蔵部に対する材料の供給に応じてイオンを放出する、請求項3に記載の工作機械装置。
further comprising a material supply unit that supplies material to the storage unit,
The machine tool device according to claim 3, wherein the static eliminator emits ions in response to supply of material from the material supply section to the storage section.
材料の種類に応じた帯電特性を記憶する帯電特性記憶部と、
前記射出ノズルから射出される材料の種類を入力する入力部と、をさらに備え、
前記極性選択部は、前記入力部から入力された材料の種類と前記帯電特性記憶部に記憶された帯電特性とに基づき極性を選択する、請求項2に記載の工作機械装置。
a charging characteristic storage section that stores charging characteristics according to the type of material;
further comprising an input unit for inputting the type of material injected from the injection nozzle,
The machine tool device according to claim 2, wherein the polarity selection section selects the polarity based on the type of material input from the input section and the charging characteristics stored in the charging characteristics storage section.
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