JP3482495B2 - 工作機械及び、工作機械用潤滑剤噴出状態検出装置 - Google Patents
工作機械及び、工作機械用潤滑剤噴出状態検出装置Info
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Description
作機械用潤滑剤噴出状態検出装置に関する。
は左右方向へ移動可能に装設し、この主軸の前端部に刃
具を前方への張出状に固定すると共に、前記刃具の先端
から前側へ向けて霧状潤滑剤を噴出させるものとなされ
た工作機械は存在している。
械では、霧状潤滑剤が適正に噴出されていることが良好
なワーク加工を行う上で重要である。本発明は、斯かる
実情に鑑みて、刃具先端からの霧状潤滑剤の噴出状態を
検出して良好なワーク加工を可能とした工作機械を提供
するほか、刃具先端から霧状に噴射される潤滑剤の噴出
状態を検出し得るものとした工作機械用潤滑剤噴出状態
検出装置を提供することを目的とする。
め、本発明の工作機械では、請求項1に記載したように、 主
軸を前後方向に加え上下方向及び又は左右方向へ移動可
能に装設し 、 この主軸の前端部に刃具を前方への張出状
に固定すると共に 、 前記刃具の先端から前側へ向けて霧
状潤滑剤を噴出するものとした工作機械において 、 直状
の内孔を有する筒部材の外面側に 、 筒部材の周壁部を通
じて上記内孔内の特定箇所へ検出光を投射し 、 該投射光
の透過度合或いは反射度合を検出するものに構成した潤
滑剤噴出状態検出装置を 、 前記刃具の移動範囲内の前端
箇所に配置した構成となす 。この発明によれば、潤滑剤噴
出状態検出装置が前記霧状潤滑剤の噴出状態を検出する
ものとなり、この検出結果の良否に関連して、その後のワ
ーク加工を続行するか否か或いは霧状潤滑剤の噴出状態
を修正するか否かなどが判断される。これにより、潤滑剤
の不足したワーク加工による不良品の発生などが阻止さ
れるのである。
噴出状態検出装置に於ける直状の内孔を有する筒部材内
へ刃具を挿入し 、 刃具先端から霧状潤滑剤が噴出するそ
の前方の数十mm前方箇所に検出光が投射されるものとす
る 。
置は、自動的な作動により、刃具による加工開始前及び
又は加工終了後に前記霧状潤滑剤の噴出状態を検出し、
この検出結果の良否に関連して、その後のワーク加工を
続行するか否か或いは霧状潤滑剤の噴出状態を修正する
か否かなどが判断される。これにより、潤滑剤噴出状態
検出装置による検出作動が省力的に行われるものとな
る。
請求項3に記載したように、前記潤滑剤噴出状態検出装
置が潤滑剤の非正常な噴出状態を検出したとき、前記刃
具によるその後のワーク加工が自動的に停止されるか或
いは前記非正常な噴出状態が自動的に正常な噴出状態に
修正される構成となす。これにより、潤滑剤の非正常な
噴出状態が検出されたときの対応作動が省力的に行われ
るものとなる。
剤噴出状態検出装置が刃具存在検出装置としても機能
し、前記刃具による加工開始前及び又は加工終了後に前
記刃具が自動的に前記刃具存在検出装置の刃具存在検出
可能位置に移動されると共に、前記刃具存在検出装置に
より前記刃具の存在が検出されないときには前記刃具に
よるその後のワーク加工が自動的に停止される構成とな
す。これによれば、請求項3記載の効用と同様な効用が
得られる上に次のようない作用が得られるのであって、
即ち、刃具が折損するなどしてその先部などが存在しな
いときには、刃具存在検出装置は刃具の存在を検出する
ものとならず、その後のワーク加工が自動的に停止され
るため、異常な刃具に起因した不良品の発生などが省力
的且つ確実に阻止されるのである
請求項5に記載したように、直状の内孔を有する案内部
材を備え、この案内部材の外面側に、この案内部材の周
壁部分に設けられた透明部材を通じて或いはこの案内部
材の透明な周壁部分を通じて前記内孔内の特定箇所へ検
出光を投射してこの検出光の透過度合或いは反射度合を
検出するものとした光検出手段を設けると共に、前記透
明部材の内面近傍や、前記透明な周壁部分を被うように
前記内孔の長さ方向に沿った特定方向へ流れる比較的薄
い層状の清浄な流体を供給するものとした流体供給手段
を設けた構成となす。
先端が案内部材の内孔内の特定箇所に位置されるように
する 。 具体的には刃具先端から凡そ数十mm程度前方の箇
所で検出光が投射される位置である 。これにより潤滑剤
の噴出状態箇所は光の透過度合或いは反射度合を光検出
手段により検出されるのであり、この検出情報により潤
滑剤の噴出状態の良否や、潤滑剤の噴出量の大小が判断
される。また流体供給手段の供給した清浄な流体が前記
透明部材或いは、前記案内部材の透明な周壁部分の内面
を被うことにより、前記内孔内に位置される潤滑剤が前
記透明部材の内面を汚すのを阻止して光検出手段による
検出を汚れに影響されないものとなす。また流体供給手
段の供給した流体は比較的に薄い層状となって供給され
ると共に、内孔内の潤滑剤の噴出方向がこの流体の流れ
方向に合致されるため、流体供給手段の供給した流体は
内孔内における潤滑剤の噴射状態を攪乱するものとなら
ず、光検出手段による霧状潤滑剤の噴射状態の検出を精
度のよいものとなす。
径に関連した大きさの環状に噴出するための空気噴射ノ
ズルを、前記直状の内孔内へ同心に配置させたものとな
し、この空気噴射ノズルから噴射された空気が直状の内
孔内の前記特定箇所の全内周面を比較的薄い層状に被っ
た状態となる構成とになされる。
状に噴射される潤滑剤の噴出状態箇所を前記案内部材の
内孔内に移動させるときに、前記流体供給手段がその移
動に対して障害をなさないものとなり、また前記流体供
給手段から供給された空気が前記内孔内における霧状潤
滑剤の噴出状態箇所の全周囲に比較的均等な影響を及ぼ
すため、その噴出状態箇所に対する攪乱作用の付与の要
因をなすものとならず、霧状潤滑剤の噴出状態の検出精
度が一層向上するものとなる。
図3を参照して説明する。図1は前記一実施例に係る工
作機械を示す側面図、図2は前記工作機械の潤滑剤噴出
状態検出装置により潤滑剤の噴出状態を検出している様
子を示す断面図、図3は前記潤滑剤噴出状態検出装置に
より刃具存在を検出している様子を示す断面図である。
は、最下部に位置されたベッド1、このベッド1上面に
固設されたコラム2、このコラム2の前面の左右側部に
上下向きに固設された一対のガイドレール3を介して上
下方向f1の摺動変位自在に案内される第一サドル4、
このサドル4の前面の上下端部に左右向きに固設された
一対のレール部材5、5を介して左右方向の摺動変位自
在に案内される第二サドル6、この第二サドル6に固設
された一対の前後向きレール部材7を介して前後方向f
2の摺動変位自在に案内される主軸ユニット8などを備
えている。
通りである。即ち、ベッド1は直方体状に形成され、コ
ラム2よりも前側の上面に、ワーク支持部材9を固着さ
れると共に、コラム2よりも前側の上面全体を箱形ケー
シング10で覆われたものとなされている。
の横向き部とを有し、中心部に比較的大きな前後向きの
四角孔を形成された四角枠体となされており、このコラ
ム2の上側の横向き部にはモータ台2aを形成し、この
モータ台2aに第一サドル4を上下駆動するためのサー
ボモータ11を固定している。
向きの四角孔を形成され且つコラム2の前面に収まる程
度の大きさとなされた縦向き四角枠体となされ、この四
角枠体の後面に前記レール部材3に案内される嵌合部材
を固定すると共に上下の横向き角柱体の前面に前記一対
のレール部材5、5を固定されたものとなされている。
そして、前記第一サドル4の上側の横向き枠部材の上面
には第二サドル6を左右駆動するためのサーボモータ1
2が設けてある。
が挿入される程度の前後向きの四角孔を形成され且つ第
一サドル4の前面に収まる程度の大きさとなされた縦向
き四角枠体6aを備え、この四角枠体6aの後面に水平
誘導枠6bを前後向きに固着すると共に前記レール部材
5、5に案内される複数の嵌合部材を固定され、また各
水平誘導枠6bの上面に左右一対の前後向きレール部材
7を固設したものとなされている。そして、水平誘導枠
6bの後端には主軸ユニット8を前後方向f2へ駆動変
位させるためのサーボモータ13が固定されている。
の主軸14を回転自在に支持したユニット本体フレーム
15とを備え、このフレーム15の内方に主軸14を回
転駆動するための図示しない駆動モータを設け、またユ
ニット本体フレーム15の下面に前記レール部材7に案
内される複数の嵌合部材を設けたものとなされている。
を介して刃具17を前方への張出状に固定されており、
またこの主軸14の前部内方には、主軸14後端部を経
て外部から液状潤滑剤を供給されて霧状潤滑剤を発生す
るものとした公知の霧状潤滑剤発生装置18が組み込ま
れている。そして、図2及び図3に示すように刃具17
の中心部にはこの発生装置18の発生した霧状潤滑剤が
主軸14及び工具ホルダ16の内部を経て流入するもの
となる通路孔19が形成されており、また刃具17先端
面にはこの通路孔19内に流入した霧状潤滑剤を刃具1
7前方へ向けて噴出するための一対の噴出孔19a、1
9aが形成されている。
る。刃具17は各モータ11、12、13の作動により
主軸14と共に移動するものとなるが、この刃具14の
移動範囲a内の端部箇所に、刃具14先端からの霧状潤
滑剤の噴出状態を検出するものとした潤滑剤噴出状態検
出装置20が設けてある。
では図2に示すように案内部材として直状の内孔21a
を有する筒部材21を備え、この筒部材21の外面側
に、筒部材21の周壁部を通じて前記内孔21a内の特
定箇所bへ検出光cを投射して、この検出光cの透過度
合或いは反射度合を検出するものとした光検出手段22
を設けると共に、前記内孔21aの内周面近傍を被うよ
うに前記内孔21aの長さ方向に沿った前方向f20へ
流れる比較的薄い層状の清浄な空気を供給するものとし
た流体供給手段23を設けたものとなしてある。
の透明部材で直円筒状に形成されると共に内孔21a中
心線を前後向きとなされ、前後各端部を、箱形ケーシン
グ10に固定された前後一対の筒形支持部材24a、2
4bにOリングを介する気密状に内嵌し固定状態となし
ている。
1の内孔21a内の特定箇所bに投射するものとした投
光器25aと、前記検出光cを受け入れるものとした受
光器25bと、これら投光器25a及び受光器25bに
より、刃具17先端から噴出される霧状潤滑剤の情報を
採取してこれを増幅するものとしたアンプ26と、この
アンプ26から送られた検出情報から検出光cの透過度
合を算出したりこの透過度合から霧状切削液の流量を判
断するものとしたデータ処理装置27とからなってい
る。この際、投光器25a及び受光器25bは筒部材2
1の外面側で、前記特定箇所bを挟む対向位置に固定さ
れる。
部、後側の筒形支持部材24a、及び、内側環状部材2
8で形成されており、全体形状を環状となされ、筒部材
21と同心状に配置されている。
dとなされ、また前記内側環状部材28は前側外周面を
テーパ雄面eに、そして後端部を鍔部28aとなされる
と共に内孔28bをテーパ雄面eと同心の直円筒面とな
されている。そして、テーパ雄面eは後側の筒形支持部
材24bの内方に前記テーパ雌面dと同心状となるよう
に位置されており、また鍔部28aは後側の筒形支持部
材24bの後端面にボルト固定されている。
面eとが環状の空気噴射ノズル29を形成し、また前記
テーパ雌面dと後側の筒形支持部材24bの内周面が空
気供給室30を形成している。そして、空気供給室30
は後側の筒形支持部材24bの周壁部に形成された透孔
gを通じて外方の空気供給装置31から空気を供給され
る。
出した霧状潤滑剤の検出光cの透過率や霧状潤滑剤の流
量に関する情報は図示しないコンピュータ制御盤に伝達
されるようになされており、また図1に示す霧状切削剤
発生装置18に供給される液状潤滑剤の供給系統には流
量調整弁18aを設けると共に、前記コンピュータ制御
盤には潤滑剤噴出状態検出装置20で検出された検出光
cの透過率や霧状潤滑剤の流量に関連して各モータ1
1、12、13や前記流量調整弁18aを制御するもの
とした制御機構が組み込まれている。
械を使用する場合の作動例について説明する。ワークを
ワーク支持部材9上に固定すると共に、加工順序などに
ついての加工情報をコンピュータ制御盤に入力した後、
ワーク加工処理の開始操作をする。これにより、以下の
処理や作動が自動的に行われる。
軸14と同体状に回転されるのであり、また他の必要な
モータが作動されることにより、主軸14に固定された
刃具17が主軸14の移動に伴って図2中に実線で示す
ように潤滑剤噴出状態検出装置20による検出可能位置
まで移動され、この位置に一時停止される。
9から清浄な空気を噴出させるのであり、この噴出され
た空気は比較的薄い層の環状となって前方向へ流れ、筒
部材21の内孔21aの前記特定箇所b近傍の内周面全
体を被うものとなる。この後、霧状潤滑剤発生装置18
に液状潤滑剤が予め設定されている初期状態で供給され
るのであり、これにより霧状潤滑剤発生装置18は霧状
潤滑剤hの発生を開始し、図2に示すようにこの霧状潤
滑剤hを刃具14先端から前方へ向けて噴出させる。
は、投光器25aが透明な筒部材21を透かして検出光
cを内孔21a内の前記特定箇所bに投射する。この投
射された検出光cは霧状潤滑剤hの噴出状態箇所をこの
噴射状態の濃淡に関連した透過率で透過し、この透過し
た検出光cを受光器25bが受け入れる。
霧状潤滑剤hの検出光cの前記透過率やこの透過率に関
連して定まる霧状潤滑剤hの流量を算出し、この検出情
報に基づいてコンピュータ制御盤が霧状潤滑剤hの噴出
状態の良否を判断する。
は、一旦、霧状切削液hの噴出を停止させて、刃具17
を筒部材21から抜き出し、この抜き出しの後に流体供
給手段23による空気供給を停止させるのであり、次に
刃具17がワークの加工位置の近傍に達したとき、霧状
潤滑剤噴出状態検出装置20による検出時と同じ条件の
下で霧状切削液hを噴出させてワークを切削させる。
コンピュータ制御盤はそれが良好となるように前記流量
調整弁の開度を変更する。そして、その噴出状態が良好
となって、この良好状態が霧状潤滑剤噴出状態検出装置
20により検出された後は、先と同様に、一旦、霧状切
削液hの噴出を停止させて、刃具17を筒部材21から
抜き出し、この抜き出しの後に流体供給手段23による
空気供給を停止させるのであり、この後、刃具17をワ
ークの加工位置の近傍に移動させ、この位置に達したと
き、検出時と同じ条件の下で刃具17先端から霧状切削
液を噴出させてこの刃具17によりワークを切削させ
る。
出装置20による霧状切削液hの噴出状態の良否の判断
をワーク加工の前に行ったが、多数のワーク加工を間欠
的に行う場合などには、その判断を、個々の或いは適当
数のワーク加工が終了する毎に行うようにしてもよい。
削液hの噴出状態の検出のほかに刃具存在検出装置とし
て使用することもできるのであり、この場合の作動例に
ついて次に説明する。
図3に示すように刃具17は先の霧状切削液hの噴出状
態の検出の場合よりもさらに前側に移動され、刃具17
先端部が前記特定箇所bに合致した状態で一時停止され
る。
に検出作動するのであり、この場合、刃具17が特定箇
所bに存在すれば投光器25aから投射された検出光c
は完全に刃具17の先端部で遮断されて、その透過率は
ゼロとなり、一方、刃具17の先端部が折れて存在しな
いときは投光器25aから投射された検出光cは完全に
透過されて、その透過率はほぼ100%となる。
相違から刃具17の存否を判断するのであり、刃具17
が正常に存在すると判断したときはワーク加工を行わ
せ、一方、刃具17が不存在であると判断したときは、
主軸14を初期位置に戻すなどして、ワーク加工を停止
させると共に、刃具17の不存在を知らせる警告を発す
る。このような刃具17の存否の検出は任意時に行って
よいが、先の霧状潤滑剤hの噴出状態の検出と関連させ
て行うのが刃具17の移動距離の短縮化の上で合理的で
ある。
形例について説明する。以下の各例の説明では先の実施
例と異なる点についてのみ説明するものとし、また先の
ものと同一部位には先のものと同一の符号を付して説明
を省略するものとする。図4に示すように、流体供給手
段23が筒部材21の後部、後側の筒形支持部材24
b、及び、内側環状部材28で形成され、この内側環状
部材28は前側外周面e1を直円筒面に、そして後端部
を鍔部28aとなされている。そして前側外周面e1の
前端部は筒部材21の後部に密状に嵌合され、また鍔部
28aは後側の筒形支持部材24bの後端面にボルト固
定されている。
1と後側の筒形支持部材24bの内周面が空気供給室3
0を形成しており、この空気供給室30は後側の筒形支
持部材24bの周壁部に形成された透孔gを通じて外方
の空気供給装置31から空気を供給されるようになされ
ている。
部内には環状の空気溜まり室32が形成されており、こ
の空気溜まり室32の環状前面壁の周方向の一定間隔位
置毎に比較的小径の空気噴射ノズル29が形成してあ
り、また空気溜まり室32の外周壁には空気供給室30
と連通した通気孔g1が適当数設けてある。
から空気供給室30内に空気が供給され、この空気供給
室30内の空気が空気溜まり室32内に流入し、この空
気溜まり室32内の空気が空気噴射ノズル29から前方
へ向けて噴射されるのであり、この際、空気溜まり室3
2内の空気は比較的広い空気供給室30及び比較的小さ
い透孔g1を経ることによる絞り作用により全体的に均
一な状態となって各空気噴射ノズル29から均等に噴射
される。従って、各噴射ノズル29から筒部材21内に
噴射された空気は筒部材21の内周面の全体に対し比較
的均等な薄い層状となって前方へ流れつつ筒部材21の
内周面の全体を均等に被うものとなる。
あり、この変形例では、筒部材21が不透明な金属材で
形成してあり、この筒部材21の後側に内側環状部材2
8が筒部材21と同心状に固定してある。この筒部材2
1の外面側で前記特定箇所bを挟む対向箇所に投光器2
5aと受光器25bとが設けてあり、投光器25aから
投射された検出光cが透過する筒部材21箇所にはネジ
孔21a、21aが形成されている。
れた筒ネジ34が螺着されており、この筒ネジ34は透
明部材33の掃除などの際に筒部材21から取り外され
るものとなされている。また透明部材33は検出光cの
透過を可能となすものである。
内側環状部材28とで形成されている。この筒部材21
の後端部内面には径大部21bが形成され、また内側環
状部材28は前側外周面をテーパ雄面eに、そして後端
部を鍔部28aになされると共に内孔28bをテーパ雄
面eと同心の直円筒面となされている。そして、テーパ
雄面eは筒部材21の径大部21bの内方にこれと同心
状に配置され、鍔部28aは筒部材21の後端面にボル
ト固定されている。
の内孔21cとテーパ雄面eとが環状の空気噴射ノズル
29を形成しており、また前記テーパ雄面eと筒部材2
1の径大部21b内周面が空気供給室30を形成してい
る。この空気供給室30は筒部材21の周壁部に形成さ
れた透孔g2を通じて外方の空気供給装置31から空気
を供給されるものとなされている。
2から空気供給室30内に空気が供給され、この空気供
給室30内の空気が環状の空気噴射ノズル29から前方
へ向けて噴射されるのであり、こうして空気噴射ノズル
29から噴射された空気は筒部材21の内周面の全体に
対し比較的薄い層状となって前方へ流れつつ筒部材21
の内周面の全体を被うものとなる。
はさらには次のように変形してもよいのであって、即
ち、上記各例における光検出手段22は霧状潤滑剤を透
過した検出光cを受光器25bに受け入れるようになし
たが、これに代えて、投光器25aから投射した検出光
cが被検出物(霧状潤滑剤h、刃具17)に反射された
ときのこの反射光を受光器25bに受け入れるようにな
すことも差し支えない。又案内部材として筒部材21を
示したが、断面U字状の如く開放されたものであっても
良い。更に横型のマシニングセンタを示したが、縦型の
ものであっても良い。なお、上記した各例の流体供給手
段23は空気以外の流体を供給するものであってもよ
い。
のような効果が得られる。即ち、請求項1に記載したも
のによれば、潤滑剤噴出状態検出装置が霧状潤滑剤の噴
出状態が正常であるか否かを検出するものとなり、この
検出の結果に基づいて、その後のワーク加工を行うこと
ができるか否かを的確に判断することができるのであ
り、これにより潤滑剤の不足したワーク加工による不良
品の発生などを確実に阻止できるのである。
1記載の発明と同様な効果を得ることができるほか、潤
滑剤噴出状態の検出を省力的に行うことができる。
噴出状態検出装置が潤滑剤の非正常な噴出状態を検出し
たとき、刃具によるその後のワーク加工が自動的に停止
されるか或いは前記非正常な噴出状態を自動的に正常な
噴出状態に修正するものとなり、従って潤滑剤の非正常
な噴出状態が検出されたときの適切な対応が省力的に採
られるものとなり、潤滑剤の不足したワーク加工による
不良品の発生などを省力的且つ確実に阻止することがで
きる。
異常が検出されたときの適切な対応作動が自動的に行わ
れるものとなり、折損などした刃具の使用による不良品
の発生などを省力的且つ確実に阻止することができる。
滑剤の噴射状態を精度よく検出することができる。
空気が、内孔内において霧状に噴射される潤滑剤の噴出
状態箇所の全周囲に比較的均等な影響を及ぼすものとな
るため、その噴出状態箇所へ空気による外的な攪乱作用
が付与されるのを効果的に抑制でき、霧状潤滑剤の噴出
状態の検出精度をさらに向上させることができるのであ
る。
である。
潤滑剤の噴出状態を検出している様子を示す断面図であ
る。
検出している様子を示す断面図である。
である。
す図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 主軸を前後方向に加え上下方向及び又は
左右方向へ移動可能に装設し、この主軸の前端部に刃具
を前方への張出状に固定すると共に、前記刃具の先端か
ら前側へ向けて霧状潤滑剤を噴出するものとした工作機
械において、直状の内孔を有する筒部材の外面側に、筒
部材の周壁部を通じて上記内孔内の特定箇所へ検出光を
投射し、該投射光の透過度合或いは反射度合を検出する
ものに構成した潤滑剤噴出状態検出装置を、前記刃具の
移動範囲内の前端箇所に配置したことを特徴とする工作
機械。 - 【請求項2】 直状の内孔を有する筒部材内へ刃具を挿
入し、刃具先端から霧状潤滑剤が噴出する側の数十mm
前方箇所に、検出光が投射されるものとなしてあること
を特徴とした請求項1記載の工作機械に使用する潤滑剤
噴出状態検出装置。 - 【請求項3】 前記潤滑剤噴出状態検出装置が潤滑剤の
非正常な噴出状態を検出したとき、前記刃具によるその
後のワーク加工が自動的に停止されるか或いは前記非正
常な噴出状態が自動的に正常な噴出状態に修正される構
成を特徴とする請求項1記載の工作機械。 - 【請求項4】 刃具による加工開始前及び又は加工終了
後に該刃具の先端部を潤滑剤噴出状態検出装置の検出光
投射位置へ移動させて、検出光により刃具の存在を検出
されるものとなされる構成を特徴とする請求項1記載の
工作機械。 - 【請求項5】 直状の内孔を有する案内部材を備え、こ
の案内部材の外面側に、この案内部材に設けられた透明
部材を通じて或いは案内部材の透明な周壁部分を通じて
直状の内孔内の特定箇所へ検出光を投射させ、この検出
光の透過度合或いは反射度合を検出するものとした光検
出手段を設けると共に、前記透明部材や、前記透明な周
壁部分の内面近傍を被うように前記内孔の長さ方向に沿
った特定方向へ流れる比較的薄い層状の清浄な流体を供
給するものとした流体供給手段を設け、該流体供給手段
は前記直状の内孔の径に関連した大きさの環状に噴出す
るための空気噴射ノズルを、前記直状の内孔内へ同心に
配置させたものとなし、この空気噴射ノズルから噴射さ
れた空気が直状の内孔内の前記特定箇所の全内周面を比
較的薄い層状に被った状態になさしめる構成であること
を特徴とする工作機械用潤滑剤噴出状態検出装置。
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