JP2642300B2 - 切屑処理装置を備えた工作機械 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、切屑処理装置を備えた
工作機械に関し、特に、機械加工によって発生した切屑
を収集、回収し、該切屑を立形の切屑圧縮手段により圧
縮して切屑塊に形成し、かつ、必要に応じて被加工ワー
クの材質種別に従って同一材質の切屑塊を形成して排出
する切屑処理装置を備えることにより、省力化を一層推
進することが可能で、更に工作機械の機体周囲に比較的
コンパクトな領域を利用して設置可能な切屑処理装置を
備えた工作機械に関する。

【０００２】

【従来の技術】工作機械による被加工ワークの切削加工
においては、切屑の発生が不可避であり、この切屑が機
械加工部に残存した状態では、加工の進捗に障害となる
ばかりでなく、工具の切れ味劣化や被加工ワークに付着
した切屑の影響で加工精度にも悪影響を与えることにな
る。このために、一般的には加工液を機械加工部に多量
に噴射して被加工ワークや工具の冷却を図ると同時に同
被加工ワークに付着したり、テーブル上に散乱した切屑
を洗い流して排除、浄化を図る方法が採られていること
は周知である。このようにして機械加工部から加工液と
共に排除された切屑は、加工液と分離処理され、工作機
械側部の適当な位置に設けられた所定の切屑集積場所へ
搬送する方法が採られる。

【０００３】その場合に、加工液の分離と切屑集積場所
への搬送手段としては、例えば、特公平５−２１７００
号公報は、工作機械のワーク加工時に発生する切屑を収
集容器に収集し、収集容器に切屑が収集、検出されたと
き該切屑を収集容器内にシリンダ装置で押し出されたス
トッパ板との間で圧縮するヘッドを有した圧縮器を設
け、圧縮後は、上記のストッパ板を収集容器内から後退
動作させ、圧縮器のヘッドの前進によって収集容器の一
端の延長部に形成した排出通路から圧縮された切屑を排
出路に向けて搬出するようにした工作機械を開示してい
る。

【０００４】また、特開平１−３８５９８号公報がブロ
アーの吸引作用によって吸引した金属切屑を２つの分離
室に区画された分離室に回収し、両分離室内に回収され
た金属切屑を、左右一対の縦型プレスが交互作用で上方
から夫々対応の分離室内の金属屑を圧縮し、次いで、両
分離室では左右一対の横プレスにより横方向に圧縮して
金属屑を小さな切屑の圧縮塊に形成し、排出するように
した構成のものを開示している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】然しながら、従来の工
作機械用の切屑処理装置における前者のものは、切屑の
収集容器の底壁面に切削油の抜き孔を複数形成し、切屑
圧縮時に搾出された加工液をこれらの抜き孔から下部に
設けた切削油回収容器に受容して回収を図る構成にあ
る。故に、収集容器の底壁面に設けた抜き孔に切屑が侵
入して目詰まりを起こし易いと言う危惧があり、しか
も、目詰まりを起こしたときには、切屑収集容器内から
切削油の排出が困難となり、切削油の溜りが発生する。
この結果、延いては、シリンダ装置のヘッドとストッパ
との間で行われる切屑圧縮作用を阻害し、また、作業者
の介入に依って目詰まり解消の保守を行いながら切屑の
圧縮塊形成を遂行しなければならない。従って、切屑を
圧縮塊に形成、排出する切屑処理作用の自動化と高効率
化とが妨げられると言う難点が有る。

【０００６】更に、シリンダ装置のヘッドがストッパに
対して横方向に摺動、接近する横型シリンダ装置を備え
た構成では、シリンダのストローク量を確保するため
に、工作機械の周辺に比較的大きなスペースを占有する
結果となり、工作現場の規模が過大化する難点を有して
いる。

【０００７】また、切屑処理装置が工作機械の機体内部
に一体的に内蔵された構成になっており、将来起こり得
る工具の発達や加工すべきワーク材質の変更によって切
屑が大量になった場合は、切屑処理装置を大形に変更す
ることができない。また頻繁に行う必要のある保守作業
を実施しにくい等の問題点もある。

【０００８】他方、後者の縦型プレスと横型プレスとを
用いて切屑の圧縮塊を形成する切屑処理装置では、切屑
に付着した加工液を処理する方法、手段に就いては、何
らの開示がなく、主として被加工ワークを加工液を使用
することなく加工する乾式の機械加工において発生した
切屑を処理する場合には有効であるが、加工液をワーク
加工部に供給しながら機械加工を行う多くの湿式の工作
機械に適用するには不向きであると言う難点がある。

【０００９】しかも、近時は、工作機械の機械加工性能
の向上に伴って加工速度が著しく高速化し、故に、ワー
クからの切削過程でかさ高となる切屑が切削速度の高速
化と相まって切屑の発生量が膨大化する傾向にあり、故
に、それらの膨大量の切屑に付着して多量の加工液が機
械加工部から排出されるため、このように大量に発生し
た切屑を効率良く、回収すると同時に加工液の収集、回
収をも効率的に遂行して多量の加工液の消耗を抑止し、
加工液の効率的な再利用も可能にする切屑処理が要望さ
れる。

【００１０】また、上述した従来の何れの切屑処理装置
においても、被加工ワークの材質を識別して切屑を圧縮
塊に形成する段階で材種別に形成し、しかも、材料種別
に応じて圧縮塊の排出をも制御するような技術思想が未
だ想起されていないために、近時の金属資源の再利用の
要請に応えることが困難であると言う問題点を含んでい
る。

【００１１】依って、本発明の主目的は、従来の金属切
屑の処理装置が持つ難点に鑑み、工作機械に付設される
切屑処理装置において、切屑が大量に発生する場合にも
高効率で収集、回収を可能にし、併せて切屑処理におけ
る人的作業の介入を極力、低減させて工作機械の自動化
に伴う省力効果を一層、向上させ、併せて切屑処理に当
たって回収した切屑を圧縮、形成する過程で切屑に付着
または含浸した加工液を搾出、収集して工作機械の加工
液タンクに回収し得るようにし、工作機械の加工液の消
耗量を十分に低減させることが可能な切屑処理装置を備
えた工作機械を提供することにある。

【００１２】本発明の他の目的は、工作機械の周辺に、
徒に大きなスペースを占有することなく配設することの
可能な構成を有した切屑処理装置を提供することにあ
る。

【００１３】本発明の更に他の目的は、切屑を圧縮して
切屑塊に形成することにより、切屑処理効率の向上を達
成すると同時に、被加工ワークの機械加工におけるワー
ク材質種別の変化に応じて切屑塊の形成を制御して同一
材質の切屑塊を得ることが可能な切屑処理装置を備えた
工作機械を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の発明目的
に鑑みて、工作機械の機械加工部から収集された加工液
の付着、包含された切屑を機体側部の所定場所へ搬送す
る切屑搬送手段と、この切屑搬送手段により収集した切
屑を圧縮室に送り込んで、該圧縮室内で立て方向に圧縮
し、切屑塊に形成する立形切屑圧縮手段とを用い、かさ
高、多量に発生する切屑を各個のブロック形の切屑塊に
形成し、切屑塊毎に処理し得るように成すと共に圧縮過
程中において切屑中から搾出し、噴出する加工液を自然
落下により流下させて工作機械の加工液タンクへ回収す
るようにし、しかも該加工液タンクの隣接領域に上記立
形切屑圧縮手段を配設した構成を取ることにより、切屑
処理と加工液回収とを高能率で遂行できると同時に、省
スペース形に形成した切屑処理装置を得るようにした。

【００１５】即ち、本発明によれば、機械加工時に発生
する切屑を処理する切屑処理装置を備えた工作機械にお
いて、該工作機械の機械加工時に発生した加工液の混在
する切屑を機械加工部から収集して機体側部傍の所定場
所へ搬送する切屑搬送手段と、前記切屑搬送手段により
前記所定場所へ搬送された前記切屑を圧縮室に導入、案
内する切屑導入案内手段と、前記圧縮室に導入された前
記切屑を上方から圧縮し、切屑塊に形成する立形の切屑
圧縮手段と、前記切屑圧縮手段の下方で横方向に前後動
可能に設けられ、前記切屑圧縮手段の圧縮力を受ける受
圧面と、前記切屑の圧縮により形成された前記切屑塊を
排出口に向けて押し出す押出面とを有した切屑塊排出手
段と、前記切屑塊の形成時に搾出、噴出し、次いで前記
圧縮室の室底に向けて自然落下により流下した加工液
が、前記切屑塊排出手段により前記切屑塊とともに前記
排出口から押し出されるときに該加工液を受け、前記工
作機械の加工液タンクに回収する加工液回収手段と、を
具備した切屑処理装置を備えた工作機械を提供するもの
である。

【００１６】また、被加工ワークの材質種別に応じて前
記工作機械の制御装置から送出される分別指令に応動
し、前記排出口から排出される前記切屑塊を同一材質種
別毎に分別する切屑塊分別手段を更に具備した切屑処理
装置を備えた工作機械を提供するものである。好ましく
は、上記切屑搬送手段は、上記機械加工部と上記機体側
部傍の所定場所との間に設けられたスクリューコンベア
を具備して構成される。また、上記切屑導入案内手段
は、上記所定場所からコンベア手段によって搬送された
切屑を収集する切屑溜め室と、同切屑溜め室に収集した
切屑の溜り量に応じて変位するように上記切屑溜め室に
枢着されたレバー手段及び同レバー手段の変位を検出し
て工作機械の制御装置へ電気信号を送出する検出器から
成る切屑量検出手段とを具備してなり、上記切屑溜め室
への切屑の所定溜り量を検出した時に該切屑を上記切屑
溜め室から上記圧縮室に導入、案内するように構成さ
れ、かつ上記コンベア手段は、好ましくは工作機械から
加工液と共に上記所定場所へ排出される切屑を受承し、
低位置から高位置へ搬送する過程で加工液を工作機械の
加工液タンク内に滴下させ、切屑を高位置に設けられた
上記切屑溜め室へ搬送するリフトアップチップコンベア
から構成される。

【００１７】

【作用】上述の構成により、工作機械から発生する大
量、かさ高な切屑をブロック形状を有した切屑塊に形成
し、回収処理し、この回収処理過程において圧縮された
切屑中から加工液を搾出し、同加工液が吹き上がるよう
に浮上後、自然落下で流下すると、切屑塊を圧縮室から
排出する時に同時に加工液を還流路へ押出して排出し、
該還流路を介して加工液タンクへ回収するので、切屑と
加工液の処理を高能率、かつ簡便に遂行することがで
き、延いては切屑処理に要する人的作業量を十分に低減
させることにより、工作機械の自動運転における省力化
効果を一層、向上可能にしたものである。

【００１８】また、切屑塊の形成時に、工作機械による
被加工ワークの加工時における材質変化に応じて切屑の
収集、回収を制御する制御手段を導入して同材質の切屑
塊のみを形成可能にし、切屑の再生利用を容易化するこ
とによって、資源のリサイクル効率の向上を得ることが
可能となるのである。

【００１９】更に、工作機械から切屑とともに排出され
る加工液は、圧縮時の搾出過程で回収し、工作機械の加
工液タンクへ帰還、回収させる加工液回収手段を備えて
いることにより、工作機械の加工液消耗を抑制すること
が可能となり、しかもその加工液タンクの隣接領域を切
屑処理装置の配設領域として利用し、工作機械周囲の空
間を切屑処理に占有する無駄を極力回避して、切屑処理
装置のコンパクト化を果たしたのである。

【００２０】以下、本発明を添付図面に示す実施例に基
づいて、更に、詳細に説明する。

【００２１】

【実施例】図１は、本発明の実施例に係る切屑処理装置
を備えた工作機械の全体構成を一部を省略して示した斜
視図であり、図２は、同切屑処理装置の要部の構成を一
部断面にして示す側面図、図３は、同工作機械の切屑処
理における制御システムの構成を示すブロック図、図４
は、図３に示した制御システムにおける機械制御装置の
記憶部に記憶される加工プログラムと被加工ワーク材質
との関係を示す記憶テーブルを示した略示図、図５は、
図３に示した切屑処理制御システムの作用を説明するフ
ローチャートである。

【００２２】先ず、図１を参照しながら本発明の実施例
による切屑処理装置を備えた工作機械を説明する。この
工作機械は、数値制御工作機械やマシンニングセンタ等
の周知の自動工作機械から成り、同工作機械の機体１０
は、前面１１側の上方域に図には現れていない主軸等を
有した機械加工部を備え、また、横側面１２には機械加
工で発生する種々の金属加工屑（以下、切屑と言う。）
を加工液と共に機外に排出する切屑排出ユニット１３を
有している。また、横側面１２の底部に隣接して加工液
タンク１４が設けられ、この加工液タンク１４に貯留さ
れた加工液は濾過された後、適宜の流体ポンプの作動に
よって機体１０の周囲に配設された管路を介して上記機
械加工部へ供給される。なお、上記の機械加工部は、周
知のごとく、ノズル等の加工液供給手段による加工液の
供給下で金属ワークを所定の数値制御プログラムに従っ
て機械加工する構成を有するものである。このときワー
クの機械加工に伴って発生する切屑は、加工液の流出に
よって機械加工部から排除され、故に、切屑と加工液は
一体混在状態で機体１０の下方部位に設けられた切屑受
け（図示なし）に一旦受承される。

【００２３】次いで、切屑と加工液とは混在状態で上記
切屑受けに設けられたスクリューコンベア等を有した周
知の切屑搬送手段により上述した切屑排出ユニット１３
へ送出され、同切屑排出ユニット１３を経て加工液と混
在した状態のまま機外に排除される構成を有している。
なお、機械加工時にクーラント用途及び切屑排除用途に
多量に消費される加工液は、切屑と分離、回収して再利
用を図ることが必要とされる。

【００２４】さて、本発明によれば、機体１０の側部の
加工液タンク１４に近接した最適領域に切屑処理装置２
０が設けられ、工作機械の機体１０側から上記切屑排出
ユニット１３を介して排出される切屑および加工液が以
下に説明するように処理されるようになっている。

【００２５】すなわち、上記切屑排出ユニット１３から
機外へ排出された切屑、加工液は、先ず、同ユニット１
３の直下の定位置に開口、設置された加工液タンク１４
の定置ホッパ２２へ放出される。次いで、この定置ホッ
パ２２の底部開口から加工液タンク１４の内部に組み込
まれて設けられ、切屑処理部２６の切屑受承ホッパ２８
に向けて延設されるリフトアップコンベア２４により形
成され、切屑を後述の後段部位に設けられた切屑受承ホ
ッパ２８に向けて導入、案内する切屑導入案内手段の搬
送面へ移送される。ここで、リフトアップコンベア２４
の搬送面は、加工液のろ過、分離用に網目状に形成され
ているので、切屑に付着、混在した加工液の大半は、こ
のリフトアップコンベア２４によって搬送される過程で
切屑から分離され、加工液タンク１４内に滴下、回収さ
れる。

【００２６】他方、加工液の大半が分離された切屑は、
未だ、残余の加工液を含んだまま、リフトアップコンベ
ア２４で上昇搬路に沿って搬送され、同リフトアップコ
ンベア２４の出口２４ａから切屑処理部２６の上記切屑
受承ホッパ２８内に搬送される。そして更に、そこから
後述のように、同切屑処理部２６に設けられた切屑の圧
縮室内で油圧作動の立形ラム４２を備えた切屑圧縮シリ
ンダ４０によって圧縮され、回収、廃棄処理が容易な一
定塊状の切屑塊に形成されて廃棄処理されるのである。

【００２７】さて、切屑処理部２６においては、切屑受
承ホッパ２８に受承された加工液を未だ含んだ切屑は、
同ホッパ２８の下底部に設けられた螺旋送り刃３１を有
した切屑押込機構３０により立形ラム４２を備えた切屑
圧縮シリンダ４０の下部に配設された圧縮室４１内に移
入される。この圧縮室４１内の切屑は、次いで、上記切
屑圧縮シリンダ４０の立形ラム４２が上昇位置から下動
することにより切屑を圧縮し、切屑塊に形成する。

【００２８】このとき、上記切屑圧縮室４１の受圧面
は、横型シリンダ５０の直動ピストン桿の先端に設けら
れて前、後進する後述の押圧子（図１に現れない）の一
側面から形成され、切屑の圧縮が終わると立形ラム４２
が一旦上昇、後退すると同時に横型シリンダ５０の上記
押圧子も圧縮室４１の下底部域から一旦後退する。次い
で、切屑塊は、再度立形ラム４２の下動で圧縮室４１の
下底部に落下する。すなわち、圧縮された切屑塊は、横
形シリンダ５０の後退に伴って自由落下的に圧縮室４１
の下底部に落下可能となるが、圧縮作用力を受けたとき
に、圧縮室４１の側壁面に付着状態で停止していても、
再度の立形ラム４２の下動で下方へ押下されるので、圧
縮室４１の下底部に確実に落下するのである。

【００２９】なお、切屑圧縮時には、切屑中に含まれて
いた加工液が搾出され、下方部へ流下して、後述のよう
に、受け樋４４を経て加工液タンク１４の受口１４ａ
（金網等の適宜ろ過器が設けられ、タンク内への切屑、
切粉の侵入が防止されている）から同タンク１４内に還
流、回収されるようになっている。

【００３０】圧縮室４１の下底部に落下した切屑塊は、
再び、横形シリンダ５０の押圧子の前進によって圧縮室
４１から切屑塊取出し口４３を経て押出し状態で排出さ
れるのである。このとき、切屑塊取出し口４３には後述
する切屑分別装置６０が接続されており、この切屑分別
装置６０の分別板６１が切屑の材質種別に応じて排出さ
れた切屑塊を分別し、シュート状の排出路６２又は６３
に振り分け排出する。この排出路６２または６３を経て
排出される切屑塊は、夫々、同一材質の切屑ＡまたはＢ
毎に所定の切屑バケット６４または６５に送出、廃棄さ
れる。

【００３１】なお、切屑分別装置６０の分別板６１は、
図示例では２つ設けられ、所望に応じて増数も可能な排
出路６２または６３の始点部に枢着され、分別作動シリ
ンダ６６の制御、駆動に応じて切屑塊を所定の排出路６
２または６３へ振り分け制御するように設けられたもの
であり、分別作動シリンダ６６は、切屑処理部２６の側
面に設けられた切屑処理制御盤７０によって作動を制御
される構成を有している。勿論、この切屑処理制御盤７
０は、切屑塊の分別制御の外に、既述した切屑押込機構
３０の螺旋送り刃３１の作動、立形ラム４２を有した切
屑圧縮シリンダ４０の作動等の切屑処理の諸作用を制御
するように設けられ、工作機械側の後述する機械制御装
置（ＭＴＣ装置）と接続されて機械加工作用と関連して
切屑処理と加工液回収とを制御すべく設けられている。

【００３２】このように、本実施例に係る切屑処理装置
の特徴は、図１に示す全体構成から明らかなように、工
作機械の機体１０の直近に立形ラムを有して機体周囲の
床面の上方領域を有効利用した切屑処理部２６を備えた
切屑処理装置２０を設けたものであり、工作機械は、素
材ワークを投入することにより、製品を造り出すと同時
に、切屑を回収容易な切屑塊として機外に排出する切屑
処理能力を持ったものである。なお、切屑圧縮シリンダ
４０の下方領域には、油圧タンク５１からの圧油を切屑
圧縮シリンダ４０や横型シリンダ５０へ供給する油圧ポ
ンプ（図示に現れない）を適宜に作動するための油圧ポ
ンプモータ５２が設けられている。

【００３３】ここで図２を参照すると、同図は、上述し
た切屑処理装置２０の切屑処理部２６における構造を詳
示した断面図である。同図２において、切屑受承ホッパ
２８の側部にはブラケット２９が固設され、このブラケ
ット２９には切屑量検出装置３５が設けられている。こ
の切屑量検出装置３５は、ブラケット２９の上部位置に
一端３６ａが枢着された検出レバー３６が設けられ、こ
の検出レバー３６は、上記切屑受承ホッパ２８内に延在
し、ホッパ２８の下壁に設けられたストッパ３７との当
接位置を下端位置にして上方へ矢印Ｐで示すように揺動
可能に設けられ、この検出レバー３６の揺動は、ブラケ
ット２９に回転可能に取着された回転カム３８の回動に
応じて生起され、同検出レバー３６がホッパ２８内を上
方へ揺動したとき、同ホッパ２８内に投入された切屑が
該検出レバー３６の下部に回り込むと、該レバー３６が
破線図示のように切屑上に停止し、このとき、該検出レ
バー３６の一端３６ａに設けられたドグ３８ａがブラケ
ット２９に予め設けられた検出スイッチ３８ｂと係合ま
たは係合解離することにより、切屑受承ホッパ２８の内
部にレバー上昇位置によって決定される所定の溜り量の
切屑が投入、堆積されていることを検出し、その検出を
電気検出信号として該検出スイッチ３８ｂから切屑処理
制御盤７０（図１参照）へ送出するように成っている。

【００３４】そして、上述した切屑量検出装置３５によ
って切屑受承ホッパ２８内に切屑が投入、堆積されてい
るときには、切屑押込機構３０の螺旋送り刃３１の回転
軸３２が回動される。この結果、切屑受承ホッパ２８か
ら切屑圧縮シリンダ４０の切屑圧縮室４１内に向けて切
屑の押込が促進され、同切屑圧縮室４１を充填する。な
お、上記切屑量検出装置３５の回転カム３８と切屑押込
機構３０の螺旋送り刃３１の回転軸３２は同一の回転駆
動源から歯車箱８０内に設けられた歯車機構（図示略）
によって２系統に分離、伝動され、一方の駆動系がベル
ト・プーリ機構３９を介して回転カム３８を回転駆動
し、他方の駆動系が切屑押込機構３０の回転軸３２を回
転駆動する構成を有している。従って、切屑受承ホッパ
２８内部に所定溜り量の切屑が無いときは、切屑量検出
信号の無に応動して切屑圧縮シリンダ４０への切屑の押
込も停止すべく、駆動源を停止させることもできる。

【００３５】他方、切屑圧縮シリンダ４０は、内部に上
下動可能に設けられた切屑圧縮用の立形ラム４２を具備
し、切屑受承ホッパ２８から投入口４１ａを経由して投
入される加工液を含んだ切屑は、切屑圧縮室４１内へ送
入される。このとき、横シリンダ５０のピストン桿５３
の先端に設けられた押圧子５４は図示のように、切屑圧
縮室４１の下底部位置に前進されており、同押圧子５４
の上向き面が切屑の受け面５４ａを成している。切屑が
圧縮室４１内を充満した時点で立形ラム４２が上方から
下動され、その先端と上記押圧子５４の受け面５４ａと
の間で切屑を圧縮して一定塊状の切屑塊に形成する。

【００３６】このとき、立形ラム４２の上下方向の位置
は、同圧縮シリンダ４０の側面に最上方から最下位々置
に分散して設けられた位置検出スイッチＬＳ１，ＬＳ
２，ＬＳ３の夫々と立形ラム４２に取着されたドグ４２
ａとの係合、解離に応じて検出可能に構成されており、
図示例では、位置検出スイッチＬＳ１がドグ４２ａと係
合（オン）する位置は、立形ラム４２が上方位置へ後退
している圧縮開始位置を検出し、検出スイッチＬＳ２が
ドグ４２ａと係合（オン）し、他のスイッチＬＳ１，Ｌ
Ｓ３が解離状態（オフ）にあるときは、立形ラム４２が
下動または上動の途中位置で停止していることを検出し
ている。また、検出スイッチＬＳ３に立形ラム４２のド
グ４２ａが係合（オン）し、他のスイッチＬＳ１，ＬＳ
２が解離状態（オフ）にあるときは、立形ラム４２が圧
縮作用のために最下位位置まで下動していることを検出
している。そして、これらの位置検出スイッチＬＳ１〜
ＬＳ３の位置検出信号は、何れも切屑処理制御盤７０へ
送信されており、同信号に従って立形ラム４２の作動の
タイミングを同制御盤７０が制御可能になっている。

【００３７】ここで、切屑圧縮シリンダ４０の立形ラム
４２の位置と横形シリンダ５０の押圧子５４の作動態様
とを位置検出スイッチＬＳ１〜ＬＳ３による検出信号に
対応させて以下に簡単に説明する。すなわち、スイッチ
ＬＳ１がオン、スイッチＬＳ２，ＬＳ３がオフのときに
は立形ラム４２が圧縮開始位置へ後退しているから、横
形シリンダ５０の押圧子５４は圧縮室４１内へ前進して
切屑の受け面５４ａを形成している。

【００３８】スイッチＬＳ２がオン、ＬＳ１，ＬＳ３が
オフのときは、立形ラム４２は圧縮開始位置から途中ま
で下動し、圧縮開始直前で待機している状態にある。こ
のとき横形シリンダ５０の押圧子５４は前進位置にあ
る。スイッチＬＳ３がオン、スイッチＬＳ１，ＬＳ２が
オフの状態では立形ラム４２が圧縮動作して最下位へ下
動しており、横形シリンダ５０の押圧子５４の受け面５
４ａとの間で切屑圧縮を行った状態を検出している。故
に、横形シリンダ５０の押圧子５４は依然として前進位
置にある。

【００３９】その後、再びスイッチＬＳ２がオン、他の
スイッチＬＳ１，ＬＳ３がオフの状態では、立形ラム４
２が圧縮位置から上方へ僅かに後退しており、故に、横
形シリンダ５０は押圧子５４を後退させて、圧縮された
切屑塊を次の前進により押圧して排出させる作用のため
に待機することが可能となっている。次いで、スイッチ
ＬＳ１がオン、他のスイッチＬＳ２，ＬＳ３がオフの状
態では立形ラム４２が最上方位置へ後退しており、横形
シリンダ５０の押圧子５４も後退している。故に、この
状態から立形ラム４２を下動させることにより、圧縮室
４１の下方部位の側壁に圧縮された切屑塊が付着してい
るときは、同切屑塊を圧縮室４１の下底部位置へ落下さ
せることができる。

【００４０】次に、再び、スイッチＬＳ２またはＬＳ１
がオン、スイッチＬＳ３がオフ状態と成ったときに、横
形シリンダ５０の押圧子５４を後退位置から前進させれ
ば、圧縮室４１の下底部位置に落下した切屑塊を押圧し
て切屑塊取出し口４３から押圧、排出させることが可能
となる。上述のように、切屑圧縮シリンダ４０の立形ラ
ム４２の位置検出を行って、その検出信号に応じて同立
形ラム４２の上下作用と横形シリンダ５０の押圧子５４
の前、後進作用とを組合せ制御し、切屑を圧縮して切屑
塊に形成し、これを押圧して圧縮室４１から排出させる
ことができるのである。なお、所要に応じて、横形シリ
ンダ５０の押圧子５４の前進、後進位置を検出するスイ
ッチ手段を設けて、それらの位置検出信号をも取り入れ
て両シリンダ４０、５０の作動タイミングを制御するよ
うに構成しても良い。

【００４１】なお、図２には、切屑処理部２６の切屑塊
取出し口４３から横形シリンダ５０の押圧子５４で押圧
されて排出される切屑塊が参照記号Ａで図示されてい
る。また、切屑圧縮室４１に切屑と共に押し込まれた加
工液は、圧縮過程で切屑圧縮シリンダ４０と立形ラム４
２との隙間や、切屑圧縮シリンダ４０と押圧子５４との
隙間などに流入した後、切屑圧縮室４１の室底に自然落
下で流下し、切屑塊排出過程で開口した切屑塊取出し口
４３から横形シリンダ５０による押圧子５４の切屑塊排
出作用によって切屑塊と共に外部へ強制的に押し出され
る。よって従来技術のように加工液回収孔を介して加工
液を切屑から分離する構成でないから、加工液回収孔が
目づまりして回収不能になる如き不利が発生することが
ない。

【００４２】さて、図３を参照すると、上述した本発明
の実施例に係る切屑処理装置を備えた工作機械における
切屑処理を遂行する制御システムが図示されており、同
制御システムは、工作機械の機体１０側における自動工
具交換、パレット交換等を伴った機械加工動作を制御す
る周知のＮＣ制御装置１６ａ、ＭＴＣ装置１６ｂを切屑
処理制御盤に接続、協働するように構成されており、従
って、ＮＣプログラムＮＣＰからのＮＣ入力データに従
って工作機械の機体１０が機械加工作用を行う間に本発
明に係る切屑処理装置２０による切屑処理の制御が逐
次、遂行される。

【００４３】即ち、同制御システムは、信号ラインを介
して切屑圧縮装置２０の切屑処理部２６に装備された切
屑処理制御盤７０と上記ＭＴＣ装置１６ｂとが接続さ
れ、切屑圧縮装置２０の切屑処理部２６と同処理部２６
に付設された切屑分別手段６０が信号ラインを介して切
屑処理制御盤７０を介してＭＴＣ装置１６ｂに接続した
構成を有している。

【００４４】この制御システムにおいて、ＮＣ装置１６
ａからＭＴＣ装置１６ｂにはＮＣプログラム番号毎にＮ
Ｃ入力データが供給され、又、ＮＣ装置１６ａから工作
機械の機体１０の各送り軸系には軸送り指令が供給され
る。他方、ＭＴＣ装置１６ｂは、ＮＣプログラムＮＣＰ
のＮＣデータに従って機体１０の機械加工部に対して加
工開始指令を送出し、また、切屑処理制御盤７０を介し
て切屑量検知装置３５の検知信号を受信し、要時に切屑
圧縮装置２０の切屑処理部２６における切屑圧縮作用の
起動指令を送出し、また、必要に応じて切屑分別指令を
切屑処理制御盤７０を介して切屑分別装置６０へ送出す
る構成となっている。

【００４５】なお、ＭＴＣ装置１６ｂには切屑処理の制
御作用における判断作用を行う演算部ＣＰＵと、工作機
械の機体１０による被加工ワークの機械加工において、
ＮＣプログラム番号毎の加工対象の被加工ワークの材質
種別（例えば、鋼材、アルミニウム材、鋳物材等の分類
別）が何であるかを予め図４に示すように対照テーブル
にして記憶するメモリが内蔵、具備されている。

【００４６】次に、図３の切屑制御システムにより遂行
される切屑処理作用を、同図と共に図５のフローチャー
トを参照して図１、図２に示す実施例に就いて夫々、説
明する。

【００４７】先ず、工作機械の機械加工に当たり、ＮＣ
プログラムＮＣＰからＮＣプログラム番号と対応させて
ＮＣデータがＮＣ装置１６ａに読み込まれ、このとき、
更に同ＮＣ装置１６ａからＮＣプログラム番号がＭＴＣ
装置１６ｂに読み込まれる（ステップ１）。この結果、
ＭＴＣ装置１６ｂは、各ＮＣプログラム番号に対応した
ＮＣ加工を遂行する開始前段の時点で、機体１０におけ
る機械加工部のテーブルにパレットを介して装着された
被加工ワークの材質種別をメモリに記憶された前記の対
照テーブルから識別、認識することが可能となる（ステ
ップ２）。

【００４８】従って、次に認識した材質種別が前回の被
加工ワークの材質種別と同一であるか否かの判別がＣＰ
Ｕによって行われる（ステップ３）。このとき、工作機
械の機体１０が初めて被加工ワークの機械加工を遂行す
るとき、つまり、前回の機械加工データがないときに
は、前回の被加工ワークの材質種別は不明であるが、そ
のような場合には、例えば、予め、初めての被加工ワー
クの材質種別は、仮に、アルミニウム材であると設定し
ておけば、前回被加工ワークとの材質種別の識別遂行が
可能となる。

【００４９】更に、工作機械が常に一定の材質の被加工
ワークの加工を遂行する場合には、上述した材質識別の
作用ステップ（３）の結果は常に、同一材質であるから
このステップ（３）を省略し、直接、後段の加工開始ス
テップ（６）へ進行することも可能である。

【００５０】工作機械の機体１０の機械加工部におい
て、被加工ワークの機械加工が開始されると（ステップ
６）、加工液ノズル等の加工液供給手段から加工液の噴
出による洗い流しを利用して同機械加工部から切屑の排
除が行われ、排除された切屑と加工液との収集が機体１
０の内部で遂行され、機体側面の切屑排出ユニット１３
から定置ホッパ２２を介して切屑がリフトアップコンベ
ア２４に移送され、ここで同リフトアップコンベア２４
の搬送過程の間に同コンベア２４の搬送面のろ過作用で
切屑に付着した加工液の大半が加工液タンク１４内に向
けて滴下、回収され切屑は更に同リフトアップコンベア
２４の出口２４ａを介して切屑圧縮装置２０の切屑受承
ホッパ２８に搬送、回収される（ステップ７）。この場
合に回収された切屑には依然として加工液が付着ないし
包含されている。

【００５１】回収された切屑は、同切屑受承ホッパ２８
で切屑量の検出が行われると共に随時に切屑押込機構３
０の押込作用を介して切屑処理部２６の圧縮室４１内に
落下、堆積する。従って、この切屑の圧縮室４１内にお
ける堆積量が所定量に成ったことが切屑押込機構３０の
回転軸３２の回転量の検出等を介して検出されると（ス
テップ８）、ＭＴＣ装置１６ｂのＣＰＵから切屑処理制
御盤７０を介して切屑圧縮装置２０の切屑処理部２６へ
起動指令が送出され、圧縮室４１内の切屑が立形圧縮ラ
ム４２の下動、圧縮動作により切屑塊Ａに圧縮、形成さ
れる。

【００５２】切屑塊の圧縮、形成と同時に、それに伴っ
て搾出された加工液が取り出され、加工液受け樋４４を
介して加工液タンク１４へ送出、帰還されて回収される
（ステップ９）。その後、切屑圧縮装置２０において
は、切屑塊Ａの圧縮、形成後に一旦、立形圧縮ラム４２
が後退し、横形シリンダ５０の押圧子５４により提供さ
れる受圧面５４ａも同横形シリンダ装置５０の作動で後
退する動作工程が既述の所定順序で自動遂行されるか
ら、切屑処理部２６の切屑取出し口４３が開となる。従
って、このとき、横形シリンダ装置５０のピストン桿の
作動により押圧子が再び前進作動され、圧縮室４１内に
保持されていた切屑塊Ａが押動され、上記切屑取出し口
４３からコンパクトな切屑塊Ａとなって排出される（ス
テップ１０）。この切屑塊Ａの排出動作は、例えば、上
記切屑取出し口４３に検出スイッチ等の適宜の検出手段
を設け、切屑塊Ａが同検出スイッチに接触することによ
り、容易に検出することが可能である。

【００５３】次いで、ＭＴＣ装置１６ｂは、切屑塊Ａの
排出が終了すると、工作機械の機体１０側で未だ機械加
工が続行されているか否かを判断する判断作用が実行さ
れる（ステップ１１）。すなわち、ＮＣプログラムが終
了したか否か判断して、終了していた場合（ＹＥＳ）に
は、再びステップ（１）に戻って新たなＮＣプログラム
番号による機械加工に備え、上述と同様な作用過程が遂
行される。

【００５４】他方、現在のＮＣプログラムが未だ終了し
ていない場合（ＮＯ）には、機械加工の進捗に応じて次
々と切屑を切屑塊状にして回収を行う必要があるので、
上述したステップ（７）に戻って、切屑回収ステップか
ら再び、切屑塊の圧縮、形成と排出及び加工液の回収と
を遂行する。

【００５５】なお、切屑分別装置６０は、機体１０側で
遂行される機械加工における被加工ワークの材質種別に
応じて切屑塊も常に、同一材質の切屑塊ＡまたはＢを形
成し、形成された切屑塊Ａ又はＢを材質種別に応じて分
別して回収可能になっている。従って、以下において
は、同一材質種別毎に切屑塊を形成、回収するための制
御作用に就いて、図１、図２と共に図３〜図５を参照し
て説明する。

【００５６】さて、工作機械の機体１０側で被加工ワー
クの機械加工を遂行するに当たり、先ず図５において、
ＮＣプログラムＮＣＰの読込み工程が遂行されること
は、前述の実施例と同様である（ステップ１）。次い
で、ＭＴＣ装置１６ｂは、ＮＣ装置１６ａから読み込ん
だＮＣプログラム番号と、メモリに予め記憶された対照
テーブル（図４参照）とから、各ＮＣプログラム番号に
よるＮＣデータに従って被加工ワークの機械加工を遂行
する前段で同被加工ワークの材質種別が何であるかを識
別、認識する（ステップ２）。

【００５７】次に、前回の機械加工工程における被加工
ワークの材質種別と今回の材質種別とが同一であるか否
かの判断を遂行する（ステップ３）。

【００５８】なお、このとき、既述のように、工作機械
が初めて機械加工を遂行する場合、つまり、前回の機械
加工が遂行されていない時は、例えば、予め、前回の被
加工ワークの材質を今回の材質種別と同一材質種別であ
るとして作業者が仮設定しておけば、ステップ（３）の
判断結果は、同一材質と判断して次工程のステップ
（６）へ進行させることができる。

【００５９】こうして、ステップ（３）の判断結果が、
前回と今回とが同一材質の場合には、切屑の材質が同一
であるから、直ちに、ＭＴＣ装置１６ｂは機体１０によ
る機械加工を開始させる（ステップ６）。

【００６０】こうして前述の実施例と同様の制御作用に
従って、切屑塊Ａ又はＢを圧縮、形成して排出する作用
が切屑圧縮装置２０により遂行される。このとき、切屑
分別装置６０も前回と同一の出口シュート６２または６
３を用いて切屑塊Ａ又はＢの排出が行われる。

【００６１】他方、上述したステップ（３）における判
断結果において、前回のＮＣプログラム番号による機械
加工と今回のＮＣプログラム番号による機械加工との間
で被加工ワークの材質種別が異なる場合（ＮＯ）には、
機体１０の機械加工部で継続的に機械加工を続行し、切
屑の収集、回収を行うと、切屑に異質の材料が混在する
結果となり、そのまま切屑圧縮装置２０で切屑塊を形成
した場合には切屑塊中に異質の切屑が混在する結果にな
る。このような異質材料の混在したままの切屑塊は、材
料の再利用上からも不都合であるので、本発明において
は、被加工ワークの材質種が種々、異なる場合には、機
体１０の機械加工部から排除される切屑の収集時点で、
一つの材質種から他の材質種へ機械加工が切替られると
き、所定の時間ずれ（予め実験的に確認した待機時間）
を設け、機体１０の側面の切屑排出ユニット１３からリ
フトアップコンベア２４への投入又は、切屑圧縮装置２
０の切屑処理部２６に具備された切屑受承ホッパ２８の
上端入口へ一つの材質の切屑の搬送、回収が終了するま
で、後続の材質の切屑の搬送、回収が遂行されないよう
にするものである。

【００６２】このために、本発明の実施例では、被加工
ワークの材質の相違がステップ（３）で判別されたとき
は、先ず、切屑圧縮装置２０の切屑分別装置６０へＭＴ
Ｃ装置１６ｂから切屑処理制御盤７０を介して分別指令
を送出して切屑分別装置６０の分別板６１（図１参照）
を前回のシュート状の排出路６２又は６３とは異なる、
つまり、今回の切屑塊の回収に合致した排出路側へ切り
替える（ステップ４）。

【００６３】また、今回のＮＣプログラム番号による被
加工ワークの機械加工作業の開始を上述のように所定時
間待機する（ステップ５）。こうして所定の時間が経過
後に今回の機械加工を開始し（ステップ６）、以後は、
そのＮＣプログラム番号の機械加工が終了するまで、ス
テップ（６）からステップ（１１）までの既述した切屑
制御作用を繰り返し遂行するものである。

【００６４】この間には、切屑圧縮装置２０により圧
縮、形成された切屑塊は所定の排出路６２又は６３から
排出され、他方、切屑圧縮時に搾出された加工液が切屑
圧縮装置２０の切屑処理部２６から加工液受け樋４４を
経て加工液タンク１４に回収される。

【００６５】なお、切屑導入案内手段を成すリフトアッ
プコンベア２４のすぐ前段に定置ホッパ２２と接近して
切屑分別装置６０が設けられ、ＭＴＣ装置１６ｂからの
分別指令により、切屑がその材質種別毎に分別されてか
らリフトアップコンベア２４へ移送される構成にしても
良い。これにより、切屑がその材質種別毎に回収できる
ため、資源のリサイクルに寄与できる。

【００６６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、工作機械の機体側部の所定の回収場所へ機械
加工部から収集された加工液の付着または包含された切
屑を搬送する切屑搬送手段、切屑導入案内手段を備え、
又、この切屑搬送手段、切屑導入案内手段により所定位
置へ搬送、回収した切屑を切屑圧縮用の立形ラム手段で
切屑塊に圧縮、形成する立形構造の切屑圧縮装置とを備
え、工作機械の機械加工部における被加工ワークの機械
加工で発生した切屑をブロック形状の取扱が簡便な切屑
塊に形成し、その切屑塊毎に処理し得るようにしたため
に、大量に発生する切屑をも高能率で回収処理すること
が可能となった。この結果、近時、益々高速運転化され
る工作機械において、しかも、かさ高の状態で大量の切
屑が、発生する場合でも、自動的に切屑を圧縮して緻密
な切屑塊に形成してから回収処理を行うことができるの
で、切屑の処理における人的作業の介在が大幅に低減で
き、依って工作機械の運転における省力化を一層、推進
することが可能となる効果を得ることができる。

【００６７】また、切屑塊に形成して回収処理すること
により、所定の回収場所から、更に再利用処理場所等へ
運搬する場合の運搬効率をも飛躍的に向上させることが
可能となった。また、切屑塊の形成過程で切屑に付着な
いし包含されていた加工液は切屑導入案内手段を成すリ
フトアップコンベアの搬送過程で大半が加工液タンクへ
滴下、回収され、しかも切屑に含まれたまま切屑圧縮処
理へ送出された加工液は、切屑圧縮過程に切屑から搾出
して回収され、切屑塊の排出に併せて押し出すことによ
り加工液タンクへ還流、回収されるので、従来の切屑処
理において単に、ろ過法または沈澱法等で加工液を分
離、回収する場合に比較して、更に、回収率を向上させ
ることが可能となり、従って、工作機械における加工液
の消耗を十分に抑制でき、延いては機械加工作業のコス
ト低減に寄与することが可能となる効果を得ることがで
きるのである。なお、このとき立形の圧縮手段を採用
し、立て方向の切屑圧縮に伴って搾出、噴出する加工液
を自然落下で下方に流下させ、次いで横形シリンダ等に
よる切屑塊排出作用によって切屑塊と共に加工液を外部
へ一気に押し出し、回収するようにしたので、加工液回
収孔を殊更設ける必要がなく、故に孔の目づまりの問題
を危惧することなく、加工液の回収を確実に行えるので
ある。

【００６８】更に、本発明に係る切屑処理装置では、工
作機械側の被加工ワークの材質種別の違いに応じて切屑
塊の圧縮、形成に同一材質の切屑塊を分別、形成し、か
つ分別、排出することが可能であるので、切屑塊を再利
用する場合に弁別の煩瑣を回避することが可能となり、
依って材料の再利用を容易化し、延いては資源の有効利
用を可能とする効果も得ることが可能となった。

【００６９】また、本発明に係る切屑処理装置は、工作
機械の設置面周囲の床面上方の領域を有効に利用できる
立形ラムを有した立形シリンダ装置を備えた構造を有す
るために、機械周囲に広がる領域を徒に占有することな
く、コンパクな形態の切屑処理装置として形成でき、故
に、小規模な工作機械現場や切屑処理領域と確保できる
空間が制限されている場合にも設置できる有利がある。

【００７０】そして、工作機械の機体側部に付設するタ
イプの切屑処理装置であるが故に、将来起こり得る切削
工具の進歩や、加工すべきワーク材質の変更により、当
初の予想より大量の切屑を処理しなければならない事態
が発生した場合は、この切屑処理装置だけを大形のもの
に交換すれば良い。また工作機械本体と一体的に内蔵さ
れたタイプに比し、保守作業がはるかに容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る切屑処理装置を備えた工
作機械の全体構成を一部を省略して示した斜視図であ
る。

【図２】同切屑処理装置の要部の構成を一部断面をして
示す側面図である。

【図３】同工作機械の切屑処理における制御システムの
構成を示すブロック図である。

【図４】図３に示す切屑処理制御システムにおいて機械
制御装置の記憶部に記憶される加工プログラムと被加工
ワーク材質との関係を示す記憶テーブルを示した略示図
である。

【図５】図３に示した切屑処理制御システムの作用を説
明するフローチャートである。

【符号の説明】

１０…機体 １３…切屑排出ユニット １４…加工液タンク ２０…切屑処理装置 ２４…リフトアップコンベア ２６…切屑処理部 ２８…切屑受承ホッパ ３０…切屑押込機構 ３５…切屑量検出装置 ３６…切屑検出レバー ４０…切屑圧縮シリンダ ４１…切屑圧縮室 ４２…立形ラム ４３…切屑塊取出し口 ４４…加工液受け樋 ５０…横形シリンダ ５４…押圧子 ５４ａ…受け面 ６０…切屑分別装置 ６１…切屑分別板 ６２…切屑塊排出路 ６３…切屑塊排出路

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機械加工時に発生する切屑を処理する切
   屑処理装置を備えた工作機械において、 該工作機械の機械加工時に発生した加工液の混在する切
   屑を機械加工部から収集して機体側部傍の所定場所へ搬
   送する切屑搬送手段と、 前記切屑搬送手段により前記所定場所へ搬送された前記
   切屑を圧縮室に導入、案内する切屑導入案内手段と、 前記圧縮室に導入された前記切屑を上方から圧縮し、切
   屑塊に形成する立形の切屑圧縮手段と、 前記切屑圧縮手段の下方で横方向に前後動可能に設けら
   れ、前記切屑圧縮手段の圧縮力を受ける受圧面と、前記
   切屑の圧縮により形成された前記切屑塊を排出口に向け
   て押し出す押出面とを有した切屑塊排出手段と、 前記切屑塊の形成時に搾出、噴出し、次いで前記圧縮室
   の室底に向けて自然落下により流下した加工液が、前記
   切屑塊排出手段により前記切屑塊とともに前記排出口か
   ら押し出されるときに該加工液を受け、前記工作機械の
   加工液タンクに回収する加工液回収手段と、 を具備したことを特徴とする切屑処理装置を備えた工作
   機械。
2. 【請求項２】 被加工ワークの材質種別に応じて前記工
   作機械の制御装置から送出される分別指令に応動し、前
   記排出口から排出される前記切屑塊を同一材質種別毎に
   分別する切屑塊分別手段を更に具備した請求項１に記載
   の切屑処理装置を備えた工作機械。
3. 【請求項３】 前記切屑搬送手段は、前記機械加工部と
   前記機体側部傍の所定場所との間に設けられたスクリュ
   ーコンベアを具備した請求項１または２に記載の切屑処
   理装置を備えた工作機械。
4. 【請求項４】 前記切屑導入案内手段は、前記所定場所
   からコンベア手段によって搬送された前記切屑を収集す
   る切屑溜め室と、該切屑溜め室に収集した前記切屑の溜
   り量に応じて変位するように前記切屑溜め室に枢着され
   たレバー手段及び前記レバー手段の変位を検出して前記
   工作機械の制御装置へ電気信号を送出する検出器から成
   る切屑量検出手段とを具備し、前記切屑溜め室への前記
   切屑の所定溜り量を検出した時に前記切屑を前記切屑溜
   め室から前記切屑圧縮手段の前記圧縮室に導入、案内す
   るように構成した請求項１から３の何れか１項に記載の
   切屑処理装置を備えた工作機械。
5. 【請求項５】 前記切屑導入案内手段の前記コンベア手
   段は、前記工作機械から加工液と共に前記所定場所へ排
   出される切屑を受承し、低位置から高位置へ搬送する過
   程で加工液を前記工作機械の加工液タンク内に滴下させ
   切屑を高位置に設けられた前記切屑溜め室へ搬送するリ
   フトアップチップコンベアから構成された請求項４に記
   載の切屑処理装置を備えた工作機械。