JP3955428B2 - 自動工具洗浄装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動工具交換装置（ＡＴＣ）の工具マガジンに収納した工具を洗浄する自動工具洗浄装置に係り、特に、ＡＴＣの工具交換動作を利用して２面拘束ツールを自動洗浄できるようにした自動工具洗浄装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、マシニングセンタのツールとしては、ＢＴシャンクが標準化されて広く使用されている。図６（ａ）に示すのが、従来のＢＴシャンクタイプのツールである。この種のＢＴシャンクのツールは、主軸１のテーパ穴２にテーパシャンク３が密着するようにして装着され、主軸１の端面とツールのフランジ部４の端面との間には隙間があるようになっている。
【０００３】
最近のマシニングセンタの高速化、高能率化の進展は著しく、その反面で従来のＢＴシャンクに新たな問題を提起している。例えば、主軸１が高速回転すると、主軸１のテーパ穴２の口元が遠心力によって拡がってツールの支持剛性が低下しヒズミ、ビビリが誘発されたり、刃先の位置精度が変わったりする不都合が生じる。
【０００４】
このような問題を解決するために開発されたツールが、図６（ｂ）に示す２面拘束ツールである。この２面拘束ツールは、テーパシャンク３をテーパ穴２に密着させるだけでなく、ツールのフランジ部４の端面を主軸１の端面に面当することにより、ツールを２面で拘束できるようになっているツールで、近年の高速回転のマシニングセンタでは次第に普及してきている。
【０００５】
マシニングセンタでは、工具マガジンに収納されている工具を次々と交換していくため、主軸に工具を装着する際には、工具のテーパシャンク３や主軸２のテーパ穴の内周面にゴミや切屑等が付着していないことが必要である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図６（ａ）の従来形のテーパ面でのみ拘束するツールでは、これまでの主軸１を軸方向に貫通する中心穴を利用してエアを噴き付け、テーパ穴の内周面へのゴミ、切屑等を吹き飛ばすことで、切屑等の付着による精度の低下を防止することができる。
【０００７】
これに対して、図６（ｂ）の２面拘束形のツールでは、フランジ部４の端面も主軸端面に密着するために、主軸端面１ａおよびツールのフランジ部４の端面についても切屑等の付着がないようにしなければならない。
【０００８】
しかしながら、従来は、主軸端面部についてはエアブローによる清掃を十分に行なうことができず、その清掃を手作業に頼っているのが実情である。最近のマシニングセンサでは、その高速化により、２面拘束ツールの使用頻度が従来に比べて増してきているが、工具端面の自動洗浄の技術が開発されていないのが現状である。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、工具マガジンに収納される通常の工具とともに２面拘束工具についても自動工具交換動作を利用して人手を介すことなく洗浄を自動で行えるようにした自動工具洗浄装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、請求項１に記載した発明は、
工作機械の自動工具交換装置により交換される工具を自動洗浄する自動工具洗浄装置において、
複数の工具ポットがチェーンによって無端状に繋がれ任意の工具ポットの位置を割り出し可能な工具マガジンと、
前記工具マガジンで任意の位置の工具ポットに代替して前記工具マガジンに装着される洗浄ポットと、
前記工具マガジンの背面側の位置に配置され、前記洗浄ポットの位置を割り出すことによって当該洗浄ポットと連結し前記洗浄ポット内に洗浄媒体を吐出する洗浄装置と、を備え、
自動工具交換装置の交換アームを利用して工具を前記洗浄ポットに抜き差して当該工具を洗浄するようにしたことを特徴とするものである。
【００１１】
この発明によれば、工具マガジンの任意の工具ポットに代替して洗浄ポットを設け、この洗浄ポットを洗浄装置に対して位置を割り出してから、自動工具交換交換装置の交換動作を利用して洗浄対象の工具を洗浄ポットに抜き差しすることにより、通常の工具交換動作と全く同じようにして、工具の洗浄を自動的に行うことが可能となる。
【００１２】
また、請求項２に記載した発明は、請求項１において、前記洗浄ポットが当該洗浄ポットに収納された２面拘束工具の端面部に対向して開口する吹出し穴を有する工具端面洗浄部材を工具の挿入口に備えることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、工具のテーパシャンクを拘束する１面拘束の工具に混じって２面拘束の工具を工具マガジンに格納して加工を行う場合でも、テーパシャンクとともに工具端面部を同時に洗浄することができる。
【００１４】
また、請求項３に記載した発明は、請求項１において、前記洗浄装置が、洗浄媒体供給管に接続された洗浄媒体吐出口を有し、位置を割り出された前記洗浄ポットの底部を閉じる洗浄ヘッドと、前記洗浄ヘッドを開閉するアクチュエータと、を備えることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による自動工具洗浄装置の一実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明による自動工具洗浄装置が適用される工具マガジンおよび自動工具交換装置を示す正面図である。この図１において、参照符号１０は、工具マガジンを示し、１２は自動工具交換装置を示している。
【００１６】
工具マガジン１０は、チェーン型の工具マガジンである。１本の工具を収納可能な工具ポット１５はチェーン１４によって無端状に繋がれている。チェーン１４は、複数の分散配置したスプロケット１６ａ乃至１６ｃに巻き掛けされており、例えばスプロケット１６ａをモータにより駆動することで工具ポット１５を移動させるとともに、その位置を割り出すことができる。
【００１７】
自動工具交換装置１２は、レール１７に沿って工具マガジン１０と図示しない工作機械との間を自走し、ツインアームタイプの交換アーム１８を備えている。この交換アーム１８は、両端部に工具を把持する把持部１８ａを有し、旋回動作および旋回軸方向への進退移動動作を組み合わせて、工具ポット１５あるいは主軸との間で工具の受渡しを行うとができる。なお、図１において、自動工具交換装置１２は、工具マガジン１０側の待機位置に待機している状態にある。
【００１８】
図２は、工具ポット１５に代替して工具マガジン１０のチェーン１４に装着される洗浄ポット２０と、洗浄装置２２の配置関係を示している。
洗浄装置２２は、工具マガジン１０の背面側に取付プレート２１を介して取り付けられている。工具マガジン１０のチェーン１４に複数保持されている工具ポット１５のうち、任意の工具ポット１５と代替して洗浄ポット２０が組み込まれている。この実施形態は、洗浄ポット２０一つを工具ポット１５に替えて取り付けた例であるが、洗浄ポット２０は複数用いてもよい。チェーン１４の移動とともに工具ポット１５と洗浄ポット２０が移動するので、洗浄ポット２０を工具ポット１５と全く同じようにして位置を割り出すことが可能である。
【００１９】
次に、図３は、洗浄ポット２０が洗浄装置２２に対して同軸上の位置に割り出された状態での連結状態を示す断面図である。
【００２０】
洗浄ポット２０は、基本的に工具ポット１５とほぼ同一形状の筒型のポットで、チェーン１４に着脱自在に取り付けられる。ただし、洗浄ポット２０の場合、ポットの工具挿入口には、リング状の工具端面洗浄部材２３が装着されており、この工具端面洗浄部材２３には、図３並びに図４に示すように、２面拘束工具５０のフランジ部の端面部５１に対向して開口する複数の吹出し口２４が周方向に所定のピッチで形成されている。なお、工具端面洗浄部材２３の内周面はテーパ面２５が形成されており、図３に示すように、洗浄ポット２０に２面拘束工具５０のテーパシャンク５１が挿入されると、テーパシャンク５２と洗浄ポット２０の内周面との間には隙間が形成され、また、工具端面洗浄部材２３のテーパ面２５とテーパシャンク５１とは密着するとともに、工具端面洗浄部材２３の端面と工具の端面部５１の間に所定の隙間が形成されるように位置決めされる。
【００２１】
一方、洗浄装置２２は、洗浄ヘッド２６と、この洗浄ヘッド２６をストロークＳだけ進退させ、洗浄ポット２０の底部を開閉する洗浄シリンダ２７とを含む。洗浄ヘッド２６には、所定の圧力のエアまたは洗浄液の供給配管２８が継手２９を介して接続されており、エアまたは洗浄液は通路３０を通って、洗浄ヘッド２６の前端面に開口する吐出口３１から吐出されるようになっている。また、洗浄ヘッド２６の前端面には、吐出口３１を囲むようにパッキン３２が装着されており、洗浄ヘッド２６が前進するとパッキン３２が洗浄ポット２０の後端面に圧接し、洗浄ポット２０をシールすることができる。
【００２２】
次に、本実施形態による自動工具洗浄装置の動作について説明する。
工作機械のＮＣ装置から工具洗浄指令が出されると、以下のようにして工具の洗浄が実行される。このとき、自動工具交換装置１２の交換アーム１８には、洗浄対象の２面拘束工具５０が把持されているものとする。
【００２３】
まず、図２において、工具マガジン１０のチェーン１４が移動し、洗浄ポット２０が洗浄装置２２の位置に割り出され、洗浄ポット２０は洗浄装置２２と同軸上になる位置に移動する。
【００２４】
次いで、自動工具交換装置１２が工具マガジン１０側の待機位置まで走行する。そして、図３に示すように、交換アーム１８で把持している２面拘束工具５０を洗浄ポット２０の同軸上に位置決めてから、交換アーム１８が洗浄ポット２０に向かって直線移動して２面拘束工具５０を洗浄ポット２０に挿入する
その後、図５に示すように、洗浄装置２２の洗浄シリンダ２７が作動し、洗浄ヘッド２６が前進する。こうして洗浄ポット２０が洗浄ヘッド２６によって閉じられた後、エアが洗浄ヘッド２６の吐出口３１から吹き出される。図５に矢印で示すように、勢い良く噴き出されたエアの流れによって、２面拘束工具５０のテーパシャンク部５２はエアブローされるため、ごみ、切り屑は吹き飛ばされる。エアは、さらに工具端面洗浄部材２３の吹出し口２４を通って２面拘束工具５０の端面部５１に向けて吹き出され、この端面部５１をエアブローによって洗浄し、表面にゴミ、切り屑の付着がないように清浄にする。なお、以上は、洗浄対象の工具が２面拘束工具５０の場合であるが、通常の一面拘束の工具についても、まったく区別なくテーパシャンク部を洗浄できることはいうまでもない。
【００２５】
工具の洗浄が終了すると、洗浄ヘッド２６が後退するとともに、交換アーム１８が前進して２面拘束工具５０を洗浄ポット２０から抜き出す。
【００２６】
以後、工具マガジン１０では、洗浄された２面拘束工具５０を返却すべき工具ポット１５が割り出され、通常の工具交換のシーケンスによって２面拘束工具５０が指定された工具ポット１５に返却される。
【００２７】
このようにして、工具マガジン１０に工具ポット１５に代替して洗浄ポット２０を設け、自動工具交換交換装置１２の交換動作を利用することにより、通常の工具交換動作と全く同じようにして、工具５０の洗浄を自動的に行うことが可能となる。しかも、工具５０のテーパシャンク部５２と、端面部５１の洗浄を同時に行うことができるので、工具マガジン１０に通常の工具に混じって２面拘束工具を収納した場合でも、全く問題なく工具洗浄の完全自動化を実現することができる。
【００２８】
【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、工具マガジンに工具ポットに代替して洗浄ポットを設け、この洗浄ポットを洗浄装置に位置を割り出してから自動工具交換交換装置の交換動作を利用することにより、通常の工具交換動作と全く同じようにして、工具の洗浄を自動的に行うことが可能となる。しかも、工具のテーパシャンク部と、工具端面部の洗浄を同時に行うことができるので、工具マガジンに通常の工具に混じって２面拘束工具を収納した場合でも、工具洗浄の自動化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による自動工具洗浄装置が適用される工具マガジンおよび自動工具交換装置を示す正面図。
【図２】工具マガジンの任意の工具ポットに代替して装着された洗浄ポットと、洗浄装置との配置関係を示す説明図。
【図３】工具マガジンが回り洗浄ポットが洗浄に対して同軸上の位置に割り出されたときの両者の連結状態を示す断面図。
【図４】工具ポットの備える工具端面洗浄部材を示す端面図。
【図５】洗浄装置と洗浄ポットの作用を示す断面図。
【図６】マシニングセンタで使用される工具を示し、図６（ａ）は一面拘束のＢＴシャンクタイプの工具、図６（ｂ）は２面拘束工具を示す図。
【符号の説明】
１０ 工具マガジン
１２ 自動工具交換装置
１４ チェーン
１５ 工具ポット
１６ スプロケット
１８ 交換アーム
１８ａ 把持部
２０ 洗浄ポット
２１ 取付プレート
２２ 洗浄装置
２３ 工具端面洗浄部材
２４ 吹出し口
２６ 洗浄ヘッド
２７ 洗浄シリンダ
３１ 吐出口
３２ パッキン
５０ 工具（２面拘束工具）
５１ 端面部
５２ テーパシャンク

Claims (3)

1. 工作機械の自動工具交換装置により交換される工具を自動洗浄する自動工具洗浄装置において、
   複数の工具ポットがチェーンによって無端状に繋がれ任意の工具ポットの位置を割り出し可能な工具マガジンと、
   前記工具マガジンで任意の位置の工具ポットに代替して前記工具マガジンに装着される洗浄ポットと、
   前記工具マガジンの背面側の位置に配置され、前記洗浄ポットの位置を割り出すことによって当該洗浄ポットと連結し前記洗浄ポット内に洗浄媒体を吐出する洗浄装置と、を備え、
   自動工具交換装置の交換アームを利用して工具を前記洗浄ポットに抜き差して当該工具を洗浄するようにしたことを特徴とする自動工具洗浄装置。
2. 前記洗浄ポットは、当該洗浄ポットに収納された２面拘束工具の端面部に対向して開口する吹出し穴を有する工具端面洗浄部材を工具の挿入口に備えることを特徴とする請求項１に記載の自動工具洗浄装置。
3. 前記洗浄装置は、洗浄媒体供給管に接続された洗浄媒体吐出口を有し、位置を割り出された前記洗浄ポットの底部を閉じる洗浄ヘッドと、前記洗浄ヘッドを開閉するアクチュエータと、を備えることを特徴とする請求項１に記載の自動工具洗浄装置。

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