JP3619334B2 - Automatic chip removal device in machining center - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークの加工中に発生する切粉を自動的に除去する自動切粉除去装置に関し、特に、マシニングセンタにおける切粉除去作業を簡易な構成で自動化する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、作業者の技能の高低に関わらず、生産計画通りに安定した品質の製品を作りだすことを目的として、製造現場においてマシニングセンタが使用されている。このマシニングセンタは、工具を自動的に交換する自動工具交換装置(ATC)が備えられており、1台の工作機械で面削り、穴明け、中ぐり、タッピング等の色々な加工を行うことができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ワークの加工中には切粉(切り屑)が発生するため、加工内容によっては、この切粉による不具合が発生するおそれがあった。例えば、穴明け加工後に面取りを行う場合には、穴明け箇所に切粉が残っていると、この切粉によって面取り工具が破損するおそれがあり、作業者が穴明け加工後にマシニングセンタを一時停止させて、切粉の除去作業を行わなければならなかった。
【0004】
このため、製品の製造ラインにおいて自動化を推し進めても、マシニングセンタの切粉除去作業を行う専任の作業者を省くことができず、この切粉除去作業が省人化のネックとなっていた。また、切粉除去作業はラインを一時停止させて手作業で行うため、切粉除去作業を行う作業者を他の作業、例えば、他の工作機械の監視作業と兼任させることもできなかった。
【0005】
そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、マシニングセンタにおける切粉除去作業を自動化することで、生産ラインの生産効率の向上及び省人化を促進することができる自動切粉除去装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項1記載の発明は、少なくともX軸、Y軸及びZ軸の3方向に移動可能な主軸を有すると共に、主軸に装着される工具を自動的に交換する自動工具交換装置を備え、予め入力された作業指示に基づいてワークを加工するマシニングセンタにおいて、円柱形状の永久磁石と、永久磁石が軸方向に摺動自由に嵌合すると共に先端部が閉塞された非磁性材料からなる円筒形状のケースと、永久磁石の略軸中心上に取り付けられる取手と、取手の軸部を摺動自由に軸支すると共に取手の周囲を囲みつつケースの基端部を閉塞する囲いと、ケースと反対側の囲いの端部を前記マシニングセンタの主軸に脱着自由に取り付ける脱着部と、を含んで構成され、永久磁石の磁力を利用してワークから切粉を除去する切粉除去具を、前記マシニングセンタで使用する工具の1つとして、その軸線が鉛直方向に向く状態でマシニングセンタの主軸に装着可能とすると共に、前記マシニングセンタに材軸が略水平方向に延びる丸棒を取り付ける一方、前記マシニングセンタには、前記切粉除去具によるワークからの切粉除去作業と、該切粉除去作業後に、切粉除去具を丸棒の所まで移動し、切粉除去具の取手を丸棒に引っかけてケース内の永久磁石をケース底部から遠ざける動作と、を予め入力しておく構成とした。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、添付された図面を参照して本発明を詳述する。
図1は、自動工具交換装置(ATC)を備えた3軸制御立形マシニングセンタ(以下「マシニングセンタ」という)に、本発明に係る自動切粉除去具を装着した全体構成図を示している。
【0010】
マシニングセンタ1は、スピンドル(主軸)2が鉛直方向を向いており、工具とワークとの相対運動がX軸、Y軸及びZ軸の3方向に移動可能な構成となっている。ここで、X軸、Y軸、Z軸とは、機械の正面に立って、工具とワークとの相対運動が夫々左右方向、前後方向、上下方向になるものをいう。このX軸、Y軸及びZ軸の位置制御は、予め入力された作業指示に基づく数値制御によりソフトウエア的に行われる。さらに、スピンドル2の近傍には、図示しない自動工具交換装置が取り付けられており、ワークの加工内容に合わせてスピンドル2に装着される工具の交換を自動的に行っている。
【0011】
また、マシニングセンタ1のテーブル3には、L字形に形成された丸棒4が上下逆にした状態で取り付けられている。
本発明の特徴は、スピンドル2に取り付けられる工具の1つとして、ワークから切粉を除去する切粉除去具5を装着するようにした点にある。
この切粉除去具5は、図2に示すように、実際に切粉を除去する切粉除去部5aと切粉除去部5aをスピンドル2に脱着自由に装着する装着部5bとから構成される。この切粉除去部5aは、T字形の取手6が取り付けられた円柱形状の永久磁石(以下「磁石」という)7と、磁石7が軸方向に摺動自由に嵌合すると共にその先端部が閉塞されるプラスチック等の非磁性材料からなる円筒形状のケース8と、取手6の軸部6aを摺動自由に軸支すると共に取手6の周囲を囲みつつケース8の基端部を閉塞する囲い9と、を含んで構成される。なお、以上説明した構成のものは、永久磁石の磁力を利用してワークから切粉を除去する市販品である。また、取手6はT字形のものに限らず、取手6を動かすことで磁石7が動くものであれば如何なる形状であってもよい。
【0012】
さらに、装着部5bは、スピンドル2に切粉除去部5aを装着するために、板面が略鉛直方向に延び、取手6の回転を規制しつつ囲い9の一側部を挟み込む一対の側板部10と、板面が略鉛直方向に延び、囲い9の他端上部を挟み込む一対の側板部11と、板面が略水平方向に延び、側板部10、11の上端部が溶接等により固着される横板部12と、材軸が略鉛直方向に延び、横板部12の上面に溶接等により固着される円柱形状の円柱部13と、円柱部13が嵌合すると共にスピンドル2への取付部となる脱着部14と、円柱部13と脱着部14とを固定すべく脱着部14に形成された雌ねじ部に締結されるボルト15と、を含んで構成される。なお、装着部5bは、切粉除去部5aの囲い9の上端部に脱着部14を溶接等により直接固定する構成としてもよい。
【0013】
そして、装着部5bは側板部10、11に挟み込まれ、側板部10、11に開設されたボルト挿通孔10a、11aに挿通されたボルト(図示せず)により締結される。
本実施例における切粉除去動作を説明すると、ワークから切粉を除去する場合には、自動工具交換装置によりスピンドル2に切粉除去具5を装着し、X軸及びY軸の移動を行ってスピンドル2の鉛直下にワークを位置させる。そして、Z軸を鉛直下方に移動すると、図3(a) に示すように、磁石7がケース8の底部に当接した状態で切粉除去具5がワークに近づく。すると、磁石7の磁力がケース8を介してワーク20に付着した切粉21に作用して、切粉21がケース8の下部外表面に吸着される。
【0014】
一方、切粉除去具5から切粉21を除去する場合には、図4に示すように、X軸、Y軸及びZ軸の移動を行って切粉除去具5の取手6の下方に、マシニングセンタ1に取り付けた丸棒4の横棒4aを位置させる。そして、図3(b) に示すように、Z軸を下方に移動させると、横棒4aによって取手6が上方に持ち上げられ、ケース8の底部から磁石7が遠ざかるようになる。すると、切粉21に作用する磁力が弱まり、ケース8の下部外表面から切粉21が落ちる。
【0015】
即ち、マシニングセンタの工具の1つとして切粉除去具を準備して、マシニングセンタの加工指示として切粉除去具を装着し、この切粉除去具を取り付けた状態で上記作業を行うように入力しておくだけで、切粉除去作業を自動化できる。この自動化は、市販品の切粉除去具を多少改造し、作業指示内容を変更するだけで実現できるので、きわめて有用な技術である。また、切粉除去具に吸着された切粉を取り除くには、切粉除去具の取手を動かす手段、即ち、マシニングセンタに取り付けた丸棒、及び、切粉除去具の取手を丸棒に引っかけて取手を動かす指示を入力しておくだけでよいので、切粉除去具の吸着力を容易に一定水準に維持することができる。
【0016】
そして、このような切粉除去具を備えるだけで、マシニングセンタにおける切粉除去作業のための作業者が不要となり、1名の省人化ができ、生産効率の向上及び生産コストの低減を図ることが可能となる。
なお、本発明は、3軸制御立形マシニングセンタに限らず、例えば、4軸制御以上の立形マシニングセンタ、3軸制御以上の横形マシニングセンタ、或いは、多軸ロボットを用いてワークを加工する工程にも適用可能であることはいうまでもない。
【0017】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1記載の発明によれば、マシニングセンタの工具の1つとして切粉除去具を準備して、切粉除去具によるワークからの切粉除去作業を予め入力しておくだけで、切粉除去作業を自動化できる。従って、マシニングセンタにおける切粉除去作業のための作業者が不要となり、1名の省人化ができ、生産効率の向上及び生産コストの低減を図ることができる。
【0018】
このとき、市販の切粉除去具を多少改造するたけで、マシニングセンタで使用可能な工具の1つとすることができる。また、切粉除去作業後に、切粉除去具から切粉を自動的に取り除くことができるので、切粉除去具の吸着力を容易に一定水準に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る自動切粉除去装置の一実施形態を示す全体図
【図2】同上の切粉除去具の詳細図
【図3】同上の切粉除去具の動作説明図で、(a)はワークから切粉を除去するときの動作図、(b) は切粉除去具から切粉を取り除くときの動作図
【図4】同上の切粉除去具から切粉を取り除くときのマシニングセンタの動作説明図
【符号の説明】
1 マシニングセンタ
2 スピンドル
4 丸棒
5 切粉除去具
6 取手
7 永久磁石
8 ケース
9 囲い
14 装着部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an automatic chip removing device that automatically removes chips generated during machining of a workpiece, and more particularly to a technique for automating a chip removing operation in a machining center with a simple configuration.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a machining center has been used at a manufacturing site for the purpose of producing a product of stable quality according to a production plan regardless of the skill level of an operator. This machining center is equipped with an automatic tool changer (ATC) that automatically changes tools, and can perform various processes such as chamfering, drilling, boring, tapping, etc. with one machine tool. .
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, since chips (chips) are generated during the processing of the workpiece, there is a possibility that a defect due to the chips may occur depending on the processing contents. For example, when chamfering is performed after drilling, if chips remain in the drilled part, the chamfering tool may be damaged by the chips, and the operator temporarily stops the machining center after drilling. Therefore, it was necessary to carry out a chip removal operation.
[0004]
For this reason, even if automation is promoted in the product production line, it is not possible to omit a dedicated worker who performs chip removal work of the machining center, and this chip removal work has become a bottleneck for labor saving. In addition, since the chip removal work is performed manually with the line temporarily stopped, the worker who performs the chip removal work cannot be assigned to other work, for example, monitoring work of other machine tools.
[0005]
Therefore, in view of the conventional problems as described above, the present invention automates the chip removal operation in the machining center, and thereby can improve the production efficiency of the production line and promote labor saving. The purpose is to provide.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
For this reason, the invention described in
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows an overall configuration diagram in which an automatic chip removing tool according to the present invention is mounted on a three-axis control vertical machining center (hereinafter referred to as “machining center”) equipped with an automatic tool changer (ATC).
[0010]
The
[0011]
Further, a round bar 4 formed in an L shape is attached to the table 3 of the
A feature of the present invention resides in that a
As shown in FIG. 2, the
[0012]
Further, the
[0013]
The
The chip removal operation in the present embodiment will be described. When removing chips from the workpiece, the automatic tool changer is used to mount the
[0014]
On the other hand, when removing the
[0015]
That is, a chip removing tool is prepared as one of the machining center tools, the chip removing tool is attached as a machining center processing instruction, and the above operation is performed with the chip removing tool attached. The chip removal work can be automated simply by placing it. This automation is a very useful technique because it can be realized by slightly modifying a commercially available chip removal tool and changing the work instruction content. Moreover, in order to remove the chips adsorbed by the chip removing tool, a means for moving the handle of the chip removing tool, that is, a round bar attached to the machining center and a handle of the chip removing tool are hooked on the round bar. Since it is only necessary to input an instruction to move the handle, the suction force of the chip removing tool can be easily maintained at a constant level.
[0016]
And by providing such a chip removing tool, an operator for the chip removing work in the machining center becomes unnecessary, saving one person, improving production efficiency and reducing production cost. Is possible.
Note that the present invention is not limited to a 3-axis control vertical machining center, for example, a process of machining a workpiece using a 4-axis control or more vertical machining center, a 3-axis control or more horizontal machining center, or a multi-axis robot. Needless to say, this is applicable.
[0017]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the chip removal tool is prepared as one of the machining center tools, and the chip removal operation from the workpiece by the chip removal tool is input in advance. Only then can the chip removal work be automated. This eliminates the need for an operator for chip removal work at the machining center, saving one person, improving production efficiency, and reducing production costs.
[0018]
At this time, it is possible to make one of the tools that can be used in the machining center by slightly modifying a commercially available chip removal tool. Moreover, since the chip can be automatically removed from the chip removing tool after the chip removing operation, the adsorption force of the chip removing tool can be easily maintained at a constant level.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall view showing an embodiment of an automatic chip removing device according to the present invention. FIG. 2 is a detailed view of the chip removing tool. FIG. 3 is an operation explanatory view of the chip removing tool. (A) Operation diagram when removing chips from the workpiece, (b) Operation diagram when removing chips from the chip remover. [Fig. 4] When removing chips from the chip remover. Machining center operation diagram 【Explanation of symbols】
DESCRIPTION OF
Claims (1)
円柱形状の永久磁石と、永久磁石が軸方向に摺動自由に嵌合すると共に先端部が閉塞された非磁性材料からなる円筒形状のケースと、永久磁石の略軸中心上に取り付けられる取手と、取手の軸部を摺動自由に軸支すると共に取手の周囲を囲みつつケースの基端部を閉塞する囲いと、ケースと反対側の囲いの端部を前記マシニングセンタの主軸に脱着自由に取り付ける脱着部と、を含んで構成され、永久磁石の磁力を利用してワークから切粉を除去する切粉除去具を、前記マシニングセンタで使用する工具の1つとして、その軸線が鉛直方向に向く状態でマシニングセンタの主軸に装着可能とすると共に、前記マシニングセンタに材軸が略水平方向に延びる丸棒を取り付ける一方、
前記マシニングセンタには、前記切粉除去具によるワークからの切粉除去作業と、該切粉除去作業後に、切粉除去具を丸棒の所まで移動し、切粉除去具の取手を丸棒に引っかけてケース内の永久磁石をケース底部から遠ざける動作と、を予め入力しておくことを特徴とするマシニングセンタにおける自動切粉除去装置。It has a spindle that can move in at least three directions, X-axis, Y-axis, and Z-axis, and is equipped with an automatic tool changer that automatically changes the tool mounted on the spindle, and works based on pre-input work instructions In machining centers that process
A cylindrical permanent magnet, a cylindrical case made of a nonmagnetic material in which the permanent magnet is slidably fitted in the axial direction and whose tip is closed, and a handle attached on the substantially axial center of the permanent magnet The shaft portion of the handle is slidably supported, and the case is closed so that the base end portion of the case is closed while surrounding the handle, and the end portion of the enclosure opposite to the case is attached to the spindle of the machining center so as to be detachable. A chip removing tool that is configured to include a desorption part and removes chip from a workpiece using the magnetic force of a permanent magnet, and one of the tools used in the machining center has an axis oriented vertically. The mounting shaft can be mounted on the spindle of the machining center, and a round bar extending in a substantially horizontal direction is attached to the machining center,
In the machining center, the chip removal work from the workpiece by the chip removal tool, and after the chip removal work, the chip removal tool is moved to the round bar, and the handle of the chip removal tool is changed to a round bar. An automatic chip removing device for a machining center, wherein an operation of hooking a permanent magnet in a case away from the bottom of the case is input in advance.
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