JP5482219B2 - Tool cleaning equipment for machine tools - Google Patents
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Description
本発明は、主軸に装着する工具表面に付着した切粉等を洗浄する工作機械の工具洗浄装置に関するものである。 The present invention relates to a tool cleaning device for a machine tool for cleaning chips and the like adhering to a tool surface mounted on a spindle.
従来より、工作機械は、工具による被切削物の切削個所にクーラント液を噴射して加工精度や工具寿命が向上するようにしている。最近のマシニングセンタなどの工作機械においては工具交換装置を有し、切削工具と工具ホルダとからなる工具の自動交換を行う。 2. Description of the Related Art Conventionally, machine tools have been designed to improve machining accuracy and tool life by injecting a coolant liquid onto a cutting portion of an object to be cut by a tool. A machine tool such as a recent machining center has a tool changer, and automatically changes a tool composed of a cutting tool and a tool holder.
工具交換時に、工具ホルダの主軸装着面に切粉が付着した状態で工具を主軸に装着した場合、主軸に対する工具の位置ずれが発生し、切削加工精度は低下する。前述した問題点を解決するために、従来の工作機械は、工具ホルダの主軸装着面を洗浄液となるクーラント液やエアブローによって洗浄している。 When the tool is mounted on the main shaft with chips adhering to the main shaft mounting surface of the tool holder when the tool is changed, the tool is displaced relative to the main shaft, and the cutting accuracy decreases. In order to solve the above-described problems, the conventional machine tool cleans the spindle mounting surface of the tool holder with a coolant liquid or an air blow as a cleaning liquid.
特許文献1は、主軸の先端にクーラント液を噴射可能な洗浄ノズルを設け、この洗浄ノズルとエア源となるエアコンプレッサとを接続し、工具ホルダの主軸装着面に対してクーラント液をエアアシストしながら噴射する技術を提案している。特許文献1では、エアを混合したクーラント液は、工具ホルダの主軸装着面に付着する切粉等を洗浄する。 In Patent Document 1, a cleaning nozzle capable of injecting a coolant liquid is provided at the tip of a spindle, and the cleaning nozzle and an air compressor as an air source are connected, and the coolant liquid is air-assisted to the spindle mounting surface of the tool holder. It proposes a technology to inject while. In patent document 1, the coolant liquid which mixed air wash | cleans the chip etc. which adhere to the spindle mounting surface of a tool holder.
被切削物の切削個所に噴射するクーラント液は、所定噴射圧、例えば、0.03MPa程度のポンプがクーラントタンクから噴射ノズル開口まで送る構成となっている。工作機械は、工具ホルダの主軸装着面に付着する切粉等の洗浄においても、前記ポンプから噴射するクーラント液を洗浄液に兼用することが一般的である。それ故、工作機械は、切削個所に送るクーラント液を分岐させて洗浄ノズルに送る構成としている。 The coolant liquid sprayed to the cutting portion of the workpiece is configured to be sent from a coolant tank to the spray nozzle opening by a pump having a predetermined spray pressure, for example, about 0.03 MPa. A machine tool generally also uses a coolant liquid sprayed from the pump as a cleaning liquid for cleaning chips and the like adhering to the spindle mounting surface of the tool holder. Therefore, the machine tool is configured to branch the coolant liquid to be sent to the cutting location and send it to the cleaning nozzle.
切削個所に噴射するクーラント液は、切削個所の潤滑や冷却を主な機能とし、ポンプはクーラント液を搬送する程度の噴射圧に設定している。工具洗浄では、洗浄液は工具ホルダの主軸装着面に付着する切粉等を噴射圧力により除去する機能を必要とするため、前記のようなポンプ噴射圧では充分な洗浄効果を得ることができない。 The coolant liquid sprayed to the cutting location has a main function of lubrication and cooling of the cutting location, and the pump is set to an injection pressure that conveys the coolant fluid. In the tool cleaning, since the cleaning liquid needs to have a function of removing chips and the like adhering to the spindle mounting surface of the tool holder with the injection pressure, a sufficient cleaning effect cannot be obtained with the pump injection pressure as described above.
特許文献1では、クーラント液と加圧エアとの混合体を工具に噴射するため、工具に噴射される時間当たりのクーラント液量が減少する。切粉等の除去では、クーラント液等の液体で洗い流すことが最も効果的であり、エアは洗浄液に比べて除去効率で劣る。しかも、クーラント液と加圧エアとの混合体とされるため、噴射されるクーラント液にはエア源の供給圧力、所謂出力が充分に付加されない。つまり、洗浄効果を高めた噴射圧のクーラント液を得るには、高出力のエア源が必要となる。 In patent document 1, since the mixture of coolant liquid and pressurized air is injected to a tool, the amount of coolant liquid per unit time injected to the tool decreases. In removing chips and the like, it is most effective to wash away with a liquid such as a coolant, and air is inferior in removal efficiency as compared with a cleaning liquid. Moreover, since it is a mixture of the coolant and pressurized air, the supply pressure of the air source, so-called output, is not sufficiently added to the injected coolant. In other words, a high-power air source is required to obtain an injection pressure coolant liquid with an enhanced cleaning effect.
また、工具洗浄では、工具交換における短時間の間に所定噴射圧のクーラント液を途切れることなく且つ安定して噴射する必要がある。クーラントタンクから洗浄ノズルまでクーラント液を搬送する場合、通路が長いことから通路抵抗が大きく、更に、流路途中のフィルタの目詰まりやポンプ駆動の脈動等応答性を阻害する要因が存在する。 Further, in the tool cleaning, it is necessary to stably and stably inject a coolant liquid having a predetermined injection pressure within a short time during tool replacement. When the coolant is transported from the coolant tank to the cleaning nozzle, the passage is long and the passage resistance is large. Further, there are factors that hinder responsiveness such as clogging of the filter in the middle of the passage and pump drive pulsation.
本発明の目的は、洗浄液の供給安定性と応答性とを備えた高圧力の洗浄液を噴射可能な工具洗浄装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a tool cleaning apparatus capable of injecting a high-pressure cleaning liquid having supply stability and responsiveness of the cleaning liquid.
請求項1の工作機械の工具洗浄装置は、主軸に装着する工具を洗浄する洗浄液を貯留するタンクと、該タンクに貯留した洗浄液を前記工具に噴射可能なノズル手段と、前記洗浄液を前記タンクから前記ノズル手段に供給可能な洗浄液供給手段とを有する工作機械の工具洗浄装置において、前記タンクと前記ノズル手段との間に配置し、前記洗浄液供給手段から供給された洗浄液を貯留し且つ貯留した洗浄液を前記ノズル手段に供給可能な洗浄液貯留容器と、前記ノズル手段と前記洗浄液貯留容器とを接続する洗浄液通路及びこの洗浄液通路を開閉可能な第1のバルブ手段と、前記洗浄液貯留容器に貯留された洗浄液を加圧する加圧手段であって、加圧エアを発生するエア供給手段と、該エア供給手段から前記洗浄液貯留容器に加圧エアを供給するエア供給通路とを備えた加圧手段と、前記第1のバルブ手段によって前記洗浄液通路を開けた際、前記洗浄液貯留容器に供給する加圧エアの圧力を調整可能に前記エア供給通路に設けられた第2のバルブ手段とを備え、前記第1のバルブ手段は、バネ部材の付勢力で閉弁位置に切換えられ且つ加圧エアにより開弁位置に切換えられ、前記第1のバルブ手段はエア通路を介して第1電磁弁に接続され、第1電磁弁から前記エア通路を介して前記第1のバルブ手段に加圧エアを供給することにより前記第1のバルブ手段を開弁位置に切換え可能に構成したことを特徴としている。 A tool cleaning device for a machine tool according to claim 1, wherein a tank for storing a cleaning liquid for cleaning a tool mounted on a spindle, nozzle means capable of injecting the cleaning liquid stored in the tank into the tool, and the cleaning liquid from the tank. In a tool cleaning apparatus for a machine tool having a cleaning liquid supply means that can be supplied to the nozzle means, the cleaning liquid is disposed between the tank and the nozzle means, stores the cleaning liquid supplied from the cleaning liquid supply means, and stores the cleaning liquid. Is stored in the cleaning liquid storage container, the cleaning liquid passage connecting the nozzle means and the cleaning liquid storage container, the first valve means capable of opening and closing the cleaning liquid passage, and the cleaning liquid storage container. A pressurizing means for pressurizing the cleaning liquid, an air supply means for generating pressurized air, and supplying the pressurized air from the air supply means to the cleaning liquid storage container Provided in the air supply passage so that the pressure of the pressurized air supplied to the cleaning liquid storage container can be adjusted when the cleaning liquid passage is opened by the first valve means. Second valve means, wherein the first valve means is switched to the valve closing position by the urging force of the spring member and is switched to the valve opening position by the pressurized air, and the first valve means is The first valve means is connected to the first solenoid valve via the air passage, and the first valve means is brought to the valve open position by supplying pressurized air from the first solenoid valve to the first valve means via the air passage. It is configured to be switchable .
この工作機械の工具洗浄装置では、洗浄液供給手段から供給された洗浄液を貯留すると共に貯留した洗浄液をノズル手段に供給可能な洗浄液貯留容器を有するため、洗浄液をノズル手段に送る洗浄液通路を短くすることができ、通路抵抗を低減できる。しかも、予め工具洗浄で必要とされる洗浄液を貯留することができ、洗浄途中での洗浄液の途切れを防止することが可能となる。更に、加圧手段によって加圧された洗浄液をノズル手段に供給するため、容量の大きなポンプを必要とすることなく、洗浄力を高めることができる。 In this machine tool cleaning apparatus, the cleaning liquid supplied from the cleaning liquid supply means is stored and the cleaning liquid storage container capable of supplying the stored cleaning liquid to the nozzle means is provided, so that the cleaning liquid passage for sending the cleaning liquid to the nozzle means is shortened. And the passage resistance can be reduced. Moreover, it is possible to store the cleaning liquid required for the tool cleaning in advance, and it is possible to prevent the cleaning liquid from being interrupted during the cleaning. Furthermore, since the cleaning liquid pressurized by the pressurizing means is supplied to the nozzle means, the cleaning power can be increased without requiring a pump with a large capacity.
工具洗浄時に第1のバルブ手段によって洗浄液通路を開けた際、第2のバルブ手段により洗浄液貯留容器に供給する加圧エアの圧力を調整できるため、切削加工の種類や被加工物の材質や不良率等を考慮して最適な洗浄力を設定することができる。それ故、過剰な加圧エアの供給を防止できるので、加圧エアの消費量を削減することができる。 When the cleaning liquid passage is opened by the first valve means during tool cleaning, the pressure of the pressurized air supplied to the cleaning liquid storage container can be adjusted by the second valve means. The optimum cleaning power can be set in consideration of the rate and the like. Therefore, since excessive supply of pressurized air can be prevented, the consumption of pressurized air can be reduced.
請求項2の工作機械の工具洗浄装置は、請求項1の発明において、前記第2のバルブ手段を制御する制御手段と、前記主軸に装着する工具の種類を検知する工具検知手段とを備え、前記制御手段は、前記工具検知手段により検知された工具の種類に基づいて、前記第2のバルブ手段を制御することを特徴としている。 A tool cleaning device for a machine tool according to a second aspect comprises the control means for controlling the second valve means and the tool detection means for detecting the type of the tool attached to the main shaft in the invention of the first aspect, The control means controls the second valve means based on the type of tool detected by the tool detection means.
請求項3の工作機械の工具洗浄装置は、請求項2の発明において、前記工具検知手段により粗加工用の工具であると検知されたとき、前記制御手段は前記エア供給通路を閉じるように前記第2のバルブ手段を制御することを特徴としている。 The tool cleaning device for a machine tool according to claim 3 is the invention according to claim 2, wherein the control means closes the air supply passage when the tool detection means detects that the tool is for rough machining. The second valve means is controlled.
請求項4の工作機械の工具洗浄装置は、請求項1の発明において、前記第2のバルブ手段を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記加圧エアの圧力調整を指令する指令コードに基づいて、前記第2のバルブ手段を制御することを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a tool cleaning device for a machine tool according to the first aspect of the present invention, further comprising a control means for controlling the second valve means, wherein the control means instructs a pressure adjustment of the pressurized air. Based on the above, the second valve means is controlled.
請求項5の工作機械の工具洗浄装置は、請求項1〜4の何れか1つの発明において、前記第2のバルブ手段を比例電磁式圧力制御弁で構成したことを特徴としている。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the machine tool cleaning apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein the second valve means is a proportional electromagnetic pressure control valve.
請求項1の発明によれば、ポンプの容量を変更することなく、洗浄液の供給安定性と応答性とを備えた高圧力の洗浄液を噴射可能な工具洗浄装置を得ることができる。洗浄液貯留容器によって通路抵抗を低減できるため、洗浄液の供給安定性と応答性とを確保できる。しかも、加圧手段によって、洗浄液貯留容器内の洗浄液を加圧するため、工具洗浄時、加圧された洗浄液を工具に噴射することができる。それ故、ポンプの容量を高めることなく洗浄力を高めることができる。 According to the first aspect of the present invention, it is possible to obtain a tool cleaning device capable of injecting a high-pressure cleaning liquid having a supply stability and responsiveness of the cleaning liquid without changing the capacity of the pump. Since the passage resistance can be reduced by the cleaning liquid storage container, supply stability and responsiveness of the cleaning liquid can be ensured. Moreover, since the cleaning liquid in the cleaning liquid storage container is pressurized by the pressurizing means, the pressurized cleaning liquid can be sprayed onto the tool during tool cleaning. Therefore, the cleaning power can be increased without increasing the capacity of the pump.
工具洗浄時に第1のバルブ手段によって洗浄液通路を開けた際、第2のバルブ手段により洗浄液貯留容器に供給する加圧エアの圧力を調整することができるので、切削加工の種類や被加工物の材質や不良率等を考慮して最適な洗浄力を設定することができる。最適な洗浄力に応じた加圧エアの圧力に調整することで過剰な加圧エアの供給を防止できるので、加圧エアの消費量を削減することができる。 When the cleaning liquid passage is opened by the first valve means at the time of cleaning the tool, the pressure of the pressurized air supplied to the cleaning liquid storage container can be adjusted by the second valve means. The optimum cleaning power can be set in consideration of the material and the defect rate. By adjusting the pressure of the pressurized air in accordance with the optimum cleaning power, it is possible to prevent excessive supply of pressurized air, so that the consumption of pressurized air can be reduced.
請求項2の発明によれば、制御手段は、工具検知手段により検知された工具の種類に基づいて、第2のバルブ手段を制御するので、高い精度が要求される切削加工を行う場合は、加圧エアの圧力を向上させて洗浄力を充分に高めることができる。一方、高い精度が要求されない切削加工を行う場合は、加圧エアの圧力を低下させて加圧エアの消費量を削減することができる。 According to the invention of claim 2, since the control means controls the second valve means based on the type of the tool detected by the tool detection means, when performing cutting that requires high accuracy, The cleaning power can be sufficiently increased by increasing the pressure of the pressurized air. On the other hand, when performing cutting that does not require high accuracy, the pressure of pressurized air can be reduced by reducing the pressure of the pressurized air.
請求項3の発明によれば、工具検知手段により粗加工用の工具であると検知されたとき、制御手段はエア供給通路を閉じるように第2のバルブ手段を制御するので、高い精度が要求されない粗加工のときは洗浄液供給手段から供給される洗浄液のみで工具洗浄を行うことで、加圧エアの消費量を格段に削減することができる。 According to the invention of claim 3, when the tool detecting means detects that the tool is for rough machining, the control means controls the second valve means so as to close the air supply passage, so that high accuracy is required. When roughing is not performed, the consumption of pressurized air can be significantly reduced by performing tool cleaning only with the cleaning liquid supplied from the cleaning liquid supply means.
請求項4の発明によれば、制御手段は、加圧エアの圧力調整を指令する指令コードに基づいて、第2のバルブ手段を制御するので、作業者が加工プログラム中に前記指令コードを設定することで所望の洗浄力を設定できる。 According to the invention of claim 4, since the control means controls the second valve means based on the command code for commanding the pressure adjustment of the pressurized air, the operator sets the command code in the machining program. By doing so, a desired detergency can be set.
請求項5の発明によれば、第2のバルブ手段を比例電磁式圧力制御弁で構成したので、加圧エアの圧力をリニアに調整することができ、洗浄力を比例的に設定することができる。 According to the invention of claim 5, since the second valve means is constituted by a proportional electromagnetic pressure control valve, the pressure of the pressurized air can be adjusted linearly, and the cleaning power can be set proportionally. it can.
以下、本発明を実施するための形態について説明する。 Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described.
図1〜図3に示すように、この工作機械としてのマシニングセンタ1は、設置面である床面に固定されるベース部2と、XY軸駆動機構(図示省略)によってX軸,Y軸方向へ移動駆動可能なテーブル(図示省略)と、テーブル等の各機構を数値制御する制御部51を収納した制御箱3と、ベース部2の後部の上面に立設されて上方へ延びるコラム4とを有している。 As shown in FIGS. 1 to 3, a machining center 1 as a machine tool includes a base portion 2 fixed to a floor surface as an installation surface and an XY axis drive mechanism (not shown) in the X axis and Y axis directions. A movable table (not shown), a control box 3 that houses a control unit 51 that numerically controls each mechanism such as a table, and a column 4 that stands on the upper surface of the rear part of the base unit 2 and extends upward. Have.
更に、このマシニングセンタ1は、コラム4に昇降可能に装備された主軸ヘッド5と、この主軸ヘッド5に設けられた主軸6と、主軸ヘッド5をZ軸方向へ移動駆動可能な駆動機構7と、コラム4に装備されたATC8(自動工具交換装置)と、貯留タンク50(洗浄液貯留容器)を有している。貯留タンク50は、コラム4の上方に配置されている。 Further, the machining center 1 includes a spindle head 5 that is mounted on the column 4 so as to be movable up and down, a spindle 6 provided on the spindle head 5, a drive mechanism 7 that can move the spindle head 5 in the Z-axis direction, The column 4 has an ATC 8 (automatic tool changer) and a storage tank 50 (cleaning liquid storage container). The storage tank 50 is disposed above the column 4.
クーラントタンク10は、マシニングセンタ1の後方に設けたクーラント排出部9の下方にその前方端面が対向するよう配置している。尚、図1は、クーラントタンク10をクーラント排出部9に装着する前段階を示している。クーラントタンク10は、上面の一部を開口した略箱状の貯留槽11と、該貯留槽11に着脱可能な回収槽12とを備えている。回収槽12は、クーラント排出部9から流出する使用済クーラント液に混ざった切粉を取り除く。貯留槽11は、回収槽12で切粉が取り除かれたクーラント液を貯留する。 The coolant tank 10 is arranged so that the front end face thereof faces below a coolant discharge portion 9 provided behind the machining center 1. FIG. 1 shows a stage before the coolant tank 10 is attached to the coolant discharge portion 9. The coolant tank 10 includes a substantially box-shaped storage tank 11 having a part of the upper surface opened, and a recovery tank 12 that can be attached to and detached from the storage tank 11. The collection tank 12 removes chips mixed with the used coolant liquid flowing out from the coolant discharge unit 9. The storage tank 11 stores the coolant liquid from which chips are removed in the recovery tank 12.
1対の第1ポンプ13,第2ポンプ14は、切粉等を取り除いたクーラント液を貯留槽11から吸い上げて、マシニングセンタ1に循環供給するよう構成している。
第1ポンプ13(洗浄液供給手段)は、工具20と被切削物とが当接する切削個所に向かって噴射するクーラント液を供給するよう構成している。第1ポンプ13の吐出圧力は、0.030〜0.045MPaの範囲としている。第2ポンプ14は、切削個所から切粉等を排出するクーラント液を供給するよう構成しており、吐出圧力は第1ポンプ13よりも大きく設定している。
The pair of first pump 13 and second pump 14 is configured to suck up coolant liquid from which chips and the like are removed from the storage tank 11 and to circulate and supply the coolant to the machining center 1.
The first pump 13 (cleaning liquid supply means) is configured to supply a coolant liquid that is injected toward a cutting portion where the tool 20 and the workpiece are in contact with each other. The discharge pressure of the first pump 13 is in the range of 0.030 to 0.045 MPa. The second pump 14 is configured to supply a coolant liquid that discharges chips and the like from the cutting portion, and the discharge pressure is set to be higher than that of the first pump 13.
貯留槽11の上端部において第1ポンプ13と第2ポンプ14の間に、下方を開口した略箱状の排液溜め53を固定している。工具交換終了時に貯留タンク50内の圧力を抜く為の排気通路37は、ソケット52を介して排液溜め53の上端部の前側部分に設けた入口に接続している。 A substantially box-shaped drainage reservoir 53 that opens downward is fixed between the first pump 13 and the second pump 14 at the upper end of the storage tank 11. The exhaust passage 37 for releasing the pressure in the storage tank 50 at the end of the tool change is connected to an inlet provided in the front portion of the upper end portion of the drainage reservoir 53 via the socket 52.
図3〜図5に示すように、コラム4はATC8を装備している。ATC8は複数のポッド15がチェーン状部材16に連結されたマガジン17を有する。各ポッド15には種々の切削工具20a付き工具ホルダ21(図6参照)を選択的に着脱可能に挿入してある。マガジン17は指令信号に応じてそれらのポッド15を移動させて、指令されたポッド15を所定の交換位置に搬送する。以降、切削工具20aを取り付けた工具ホルダ21を工具20と称す。 As shown in FIGS. 3 to 5, the column 4 is equipped with an ATC 8. The ATC 8 has a magazine 17 in which a plurality of pods 15 are connected to a chain-like member 16. In each pod 15, various tool holders 21 with cutting tools 20a (see FIG. 6) are selectively inserted in a detachable manner. The magazine 17 moves those pods 15 in response to the command signal, and conveys the commanded pods 15 to a predetermined replacement position. Hereinafter, the tool holder 21 to which the cutting tool 20a is attached is referred to as a tool 20.
ATC8は、主軸6と平行な軸回りに旋回する旋回アーム18を備えている。旋回アーム18は、主軸6に取り付けた工具20と、交換位置に搬送した工具20とを把持した後、旋回アーム18を下降させて、主軸6とポッド15とから工具20を取り外した後180度旋回させる。次に旋回アーム18を上昇させて主軸6に別の工具20を取り付けると共に交換位置のポッド15に主軸6から取り外した工具20を戻す。 The ATC 8 includes a turning arm 18 that turns around an axis parallel to the main shaft 6. The swivel arm 18 grips the tool 20 attached to the main shaft 6 and the tool 20 conveyed to the replacement position, then lowers the swivel arm 18 and removes the tool 20 from the main shaft 6 and the pod 15 and then 180 degrees. Turn. Next, the swivel arm 18 is raised to attach another tool 20 to the main shaft 6 and the tool 20 removed from the main shaft 6 is returned to the pod 15 at the replacement position.
図6に示すように、工具20は、ドリル等の切削工具20aと、この切削工具20aを保持させる工具ホルダ21とからなる。工具ホルダ21は、シャンク部21aとフランジ部21bとV溝部21cとを有する。主軸6に工具20を取り付けた状態において、工具ホルダ21のシャンク部21aがテーパ係合穴19にテーパ係合する。フランジ部21bの軸心方向位置規制面21dは、主軸6の先端の端面24に面当りする。それ故、主軸6は、テーパ係合穴19と、端面24とで工具ホルダ21の位置を規制する二面拘束型の構成となっている。主軸6は、工具ホルダ21のクランプ用係合部(図示省略)に係合して上方へ引きつける保持機構を有している。 As shown in FIG. 6, the tool 20 includes a cutting tool 20a such as a drill and a tool holder 21 for holding the cutting tool 20a. The tool holder 21 has a shank part 21a, a flange part 21b, and a V-groove part 21c. In a state where the tool 20 is attached to the main shaft 6, the shank portion 21 a of the tool holder 21 is taper-engaged with the taper engagement hole 19. The axial center position restricting surface 21d of the flange portion 21b comes into contact with the end surface 24 at the tip of the main shaft 6. Therefore, the main shaft 6 has a two-surface constraining configuration in which the position of the tool holder 21 is regulated by the taper engagement hole 19 and the end surface 24. The main shaft 6 has a holding mechanism that engages with a clamping engagement portion (not shown) of the tool holder 21 and pulls it upward.
次に、主軸6のテーパ係合穴19に装着した工具20を洗浄する洗浄機構について説明する。
図6に示すように、環状主軸キャップ22は、複数のボルト23で主軸6を回転自在に支持する主軸ヘッド5の下端に固定している。
Next, a cleaning mechanism for cleaning the tool 20 mounted in the taper engagement hole 19 of the main shaft 6 will be described.
As shown in FIG. 6, the annular spindle cap 22 is fixed to the lower end of the spindle head 5 that rotatably supports the spindle 6 with a plurality of bolts 23.
主軸キャップ22の先端部分に形成された環状通路25を塞ぐ環状のノズル形成部材26の先端面は、主軸6の端面24とほぼ同高さ位置に設定している。この環状通路25はクーラント供給ポート27に接続し、クーラント供給ポート27はクーラントホース28(洗浄液通路)を介して貯留タンク50に接続している。 The distal end surface of the annular nozzle forming member 26 that closes the annular passage 25 formed at the distal end portion of the main shaft cap 22 is set at substantially the same height as the end surface 24 of the main shaft 6. The annular passage 25 is connected to a coolant supply port 27, and the coolant supply port 27 is connected to a storage tank 50 via a coolant hose 28 (cleaning liquid passage).
ノズル形成部材26に、主軸6の軸心の方へ向けてクーラント液の噴射流を傾斜状に噴射する環状の噴射ノズル29(ノズル手段)を形成している。この噴射ノズル29は複数の通路穴30によって環状通路25に接続している。環状通路25と複数の通路穴30はクーラント液を噴射ノズル29に供給する。噴射ノズル29は、クーラント液のテーパ筒状噴射流Aを噴射し、主軸6のテーパ係合穴19に向けて上方移動する工具ホルダ21のシャンク部21aの表面を洗浄する。 The nozzle forming member 26 is formed with an annular injection nozzle 29 (nozzle means) that injects the coolant liquid in an inclined direction toward the axis of the main shaft 6. The injection nozzle 29 is connected to the annular passage 25 by a plurality of passage holes 30. The annular passage 25 and the plurality of passage holes 30 supply coolant liquid to the injection nozzle 29. The injection nozzle 29 injects a tapered cylindrical injection flow A of the coolant liquid, and cleans the surface of the shank portion 21 a of the tool holder 21 that moves upward toward the taper engagement hole 19 of the main shaft 6.
次に、図7に基づき、工具洗浄装置67の洗浄液回路について説明する。
工具洗浄装置67は、前述したクーラントタンク10と、噴射ノズル29と、第1ポンプ13と、クーラントホース28と、貯留タンク50と、排気通路37と、排液溜め53とを備えている。更に、工具洗浄装置67は、後述するエア源39と、第1エア通路40と、第2エア通路41と、第3エア通路42と、分岐通路32と、複数の切替バルブ35,38と、複数の電磁弁43,44,45を有する。
Next, the cleaning liquid circuit of the tool cleaning device 67 will be described with reference to FIG.
The tool cleaning device 67 includes the above-described coolant tank 10, injection nozzle 29, first pump 13, coolant hose 28, storage tank 50, exhaust passage 37, and drainage reservoir 53. Further, the tool cleaning device 67 includes an air source 39, a first air passage 40, a second air passage 41, a third air passage 42, a branch passage 32, a plurality of switching valves 35 and 38, which will be described later. A plurality of solenoid valves 43, 44, 45 are provided.
第1ポンプ13は、クーラントタンク10から吸引したクーラント液をクーラント供給通路31に吐出し切削個所に送る。クーラント供給通路31から分岐した分岐通路32は、貯留タンク50の下端部に接続している。 The first pump 13 discharges the coolant liquid sucked from the coolant tank 10 to the coolant supply passage 31 and sends it to the cutting location. A branch passage 32 branched from the coolant supply passage 31 is connected to the lower end portion of the storage tank 50.
分岐通路32は、クーラント液に混入した異物を除去するためのフィルタ部33と、フィルタ部33と貯留タンク50との間に設け且つ貯留タンク50方向への流れのみを許容する逆止弁34とを配置している。 The branch passage 32 is provided with a filter part 33 for removing foreign matters mixed in the coolant, and a check valve 34 provided between the filter part 33 and the storage tank 50 and allowing only a flow in the direction of the storage tank 50. Is arranged.
貯留タンク50の下端部と噴射ノズル29とを接続するクーラントホース28又は配管は、第1切替バルブ35(第1のバルブ手段)を有している。第1切替バルブ35は、クーラントホース28の通路を閉鎖する閉弁位置と、噴射ノズル29方向へクーラント液を流通可能とする開弁位置とに切替え可能としている。第1切替バルブ35は、付勢手段(バネ部材)により閉弁位置へ切替わり、後述する加圧エアにより開弁位置へ切替わる。 The coolant hose 28 or the pipe connecting the lower end of the storage tank 50 and the injection nozzle 29 has a first switching valve 35 (first valve means). The first switching valve 35 can be switched between a valve closing position for closing the passage of the coolant hose 28 and a valve opening position for allowing the coolant liquid to flow in the direction of the injection nozzle 29. The first switching valve 35 is switched to a valve closing position by an urging means (spring member), and is switched to a valve opening position by pressurized air described later.
貯留タンク50は、下端部から所定高さの位置に液面センサ36を備えている。この液面センサ36の取付け高さは、クーラント液の残量が前記高さ以上のとき、標準的な洗浄工程を1回、例えば、5秒間の噴射を行ってもクーラント液の噴射途切れが発生しない位置に設置してある。 The storage tank 50 includes a liquid level sensor 36 at a predetermined height from the lower end. The mounting height of the liquid level sensor 36 is such that when the remaining amount of the coolant liquid is equal to or higher than the above height, the coolant liquid injection is interrupted even if the standard cleaning process is performed once, for example, for 5 seconds. It is installed in a position that does not.
貯留タンク50の上下方向中間領域には、クーラントタンク10に固定した排液溜め53と接続して貯留タンク50内の圧力を抜く、所謂脱圧用の排気通路37を設けている。排気通路37には、通路を遮断する閉弁位置と排液溜め53方向への流通を可能とする開弁位置とに切替え可能な第2切替バルブ38が設置してある。第2切替バルブ38は、付勢手段(バネ部材)により開弁位置へ切替わり、後述する加圧エアにより閉弁位置へ切替わる。 A so-called depressurizing exhaust passage 37 is provided in an intermediate region in the vertical direction of the storage tank 50 to connect the drainage reservoir 53 fixed to the coolant tank 10 and release the pressure in the storage tank 50. The exhaust passage 37 is provided with a second switching valve 38 that can be switched between a valve closing position that blocks the passage and a valve opening position that enables flow in the direction of the drainage reservoir 53. The second switching valve 38 is switched to a valve opening position by an urging means (spring member), and is switched to a valve closing position by pressurized air described later.
本実施例では、クーラント液の加圧に工場のエア源39を用いている。工場のエア源39は、約0.5MPaの吐出圧(加圧エア)を得ることができるため、別途クーラント液を加圧するエアコンプレッサ等を必要としない。エア源39には、第1〜第3エア通路40,41,42の一端が夫々接続している。 In this embodiment, a factory air source 39 is used for pressurizing the coolant liquid. Since the factory air source 39 can obtain a discharge pressure (pressurized air) of about 0.5 MPa, it does not require a separate air compressor or the like for pressurizing the coolant liquid. One end of each of the first to third air passages 40, 41, and 42 is connected to the air source 39.
第1エア通路40の他端近傍部は、第1電磁弁43に接続している。第1電磁弁43は、第1電磁弁43の下流方向のエア供給を禁止すると共に第1電磁弁43下流の圧力をサイレンサ43aを介して大気解放する第1位置と、第1電磁弁43下流方向のエア供給が可能な第2位置とが電気的に切替え可能となっている。 The vicinity of the other end of the first air passage 40 is connected to the first electromagnetic valve 43. The first solenoid valve 43 prohibits air supply in the downstream direction of the first solenoid valve 43 and releases the pressure downstream of the first solenoid valve 43 to the atmosphere via the silencer 43a, and downstream of the first solenoid valve 43. The second position where the air supply in the direction can be electrically switched is possible.
第1電磁弁43は、付勢手段(バネ部材)によりオフ状態で第1位置へ切替わり、制御部51によるオン操作により第2位置へ切替わる。第1電磁弁43下流には、第1切替バルブ35にエア源39からの加圧エアを供給可能な第4エア通路46が接続している。 The first electromagnetic valve 43 is switched to the first position in the OFF state by the biasing means (spring member), and is switched to the second position by the ON operation by the control unit 51. A fourth air passage 46 capable of supplying pressurized air from the air source 39 to the first switching valve 35 is connected downstream of the first electromagnetic valve 43.
第2エア通路41の他端は、第2電磁弁44に接続している。第2電磁弁44は、第2電磁弁44下流方向のエア供給を禁止すると共に第2電磁弁44下流の圧力をサイレンサ44aを介して大気解放する第1位置と、第2電磁弁44下流方向のエア供給が可能な第2位置とが電気的に切替え可能となっている。 The other end of the second air passage 41 is connected to the second electromagnetic valve 44. The second solenoid valve 44 prohibits air supply in the downstream direction of the second solenoid valve 44 and releases the pressure downstream of the second solenoid valve 44 to the atmosphere via the silencer 44a, and the downstream direction of the second solenoid valve 44. The second position where the air can be supplied can be electrically switched.
第2電磁弁44は、付勢手段(バネ部材)によりオフ状態で第1位置へ切替わり、制御部51によるオン操作により第2位置へ切替わる。第2電磁弁44の下流には、第2切替バルブ38にエア源39からの加圧エアを供給可能な第5エア通路47が接続している。 The second electromagnetic valve 44 is switched to the first position in the OFF state by the biasing means (spring member), and is switched to the second position by the ON operation by the control unit 51. A fifth air passage 47 capable of supplying pressurized air from the air source 39 to the second switching valve 38 is connected downstream of the second electromagnetic valve 44.
第3エア通路42の他端は、貯留タンク50の上端部分に接続している。第3エア通路42は、第3電磁弁45(第2のバルブ手段)と、貯留タンク50方向のエア供給のみを許容する逆止弁49とを配置している。第3電磁弁45は、第3電磁弁45の下流方向のエア供給を禁止すると共に第3電磁弁45下流の圧力をサイレンサ45aを介して大気開放する第1位置と、第3電磁弁45下流方向のエア供給が可能な第2位置とが電気的に切替え可能となっている。第3電磁弁45は、付勢手段(バネ部材)によりオフ状態で第1位置へ切替わり、制御部51によるオン操作により第2位置へ切替わる。 The other end of the third air passage 42 is connected to the upper end portion of the storage tank 50. The third air passage 42 includes a third electromagnetic valve 45 (second valve means) and a check valve 49 that allows only air supply in the direction of the storage tank 50. The third solenoid valve 45 prohibits the air supply in the downstream direction of the third solenoid valve 45 and also releases the pressure downstream of the third solenoid valve 45 to the atmosphere via the silencer 45a, and the third solenoid valve 45 downstream. The second position where the air supply in the direction can be electrically switched is possible. The third electromagnetic valve 45 is switched to the first position in the OFF state by the biasing means (spring member), and is switched to the second position by the ON operation by the control unit 51.
制御部51(制御手段)は、前述した第1電磁弁43,第2電磁弁44,第3電磁弁45を第1位置と第2位置とに切替制御する。制御部51は、第1電磁弁43をオン操作、所謂第2位置に作動した場合、エア源39の加圧エアは、第1電磁弁43を通過して第4エア通路46に流れる。第4エア通路46に流れた加圧エアは、第1切替バルブ35の付勢手段を圧縮し、第1切替バルブ35を開弁位置に切替える。これにより、貯留タンク50に貯留されるクーラント液は噴射ノズル29から噴射する。 The control unit 51 (control means) switches and controls the first electromagnetic valve 43, the second electromagnetic valve 44, and the third electromagnetic valve 45 described above between the first position and the second position. When the control unit 51 operates the first electromagnetic valve 43 to be turned on, that is, the so-called second position, the pressurized air of the air source 39 passes through the first electromagnetic valve 43 and flows into the fourth air passage 46. The pressurized air that has flowed into the fourth air passage 46 compresses the urging means of the first switching valve 35 and switches the first switching valve 35 to the valve open position. As a result, the coolant liquid stored in the storage tank 50 is injected from the injection nozzle 29.
制御部51は、第2電磁弁44をオン操作(所謂第2位置に作動)した場合、エア源39の加圧エアは、第2電磁弁44を通過して第5エア通路47に流れる。第5エア通路47に流れた加圧エアは、第2切替バルブ38の付勢手段を圧縮し、第2切替バルブ38を閉弁位置に切替えて排気通路37を閉鎖する。 When the controller 51 turns on the second electromagnetic valve 44 (actuates to the so-called second position), the pressurized air from the air source 39 passes through the second electromagnetic valve 44 and flows into the fifth air passage 47. The pressurized air that has flowed into the fifth air passage 47 compresses the urging means of the second switching valve 38, switches the second switching valve 38 to the valve closing position, and closes the exhaust passage 37.
制御部51は、第3電磁弁45をオン操作(所謂第2位置に作動)した場合、第3エア通路42を流れる加圧エアは、第3電磁弁45と逆止弁49とを通過して貯留タンク50に貯留されるクーラント液を加圧する。尚、加圧手段は、エア源39と第3エア通路42とを含む。 When the control unit 51 turns on the third electromagnetic valve 45 (actuates to the so-called second position), the pressurized air flowing through the third air passage 42 passes through the third electromagnetic valve 45 and the check valve 49. Then, the coolant liquid stored in the storage tank 50 is pressurized. The pressurizing means includes an air source 39 and a third air passage 42.
次に、工具洗浄装置67の電気的構成について説明する。図8に示すように、前述の制御部51は、制御回路71と、各種駆動回路77〜86を有している。制御回路71は、後述するROM73に記憶した制御プログラム(後述の図9参照)等を実行することで、マシニングセンタ1の加工動作及び工具洗浄装置67の工具洗浄制御等を制御するものである。 Next, the electrical configuration of the tool cleaning device 67 will be described. As shown in FIG. 8, the control unit 51 includes a control circuit 71 and various drive circuits 77 to 86. The control circuit 71 controls a machining operation of the machining center 1 and a tool cleaning control of the tool cleaning device 67 by executing a control program (see FIG. 9 described later) stored in a ROM 73 described later.
制御回路71は、CPU72,ROM73及びRAM74からなるマイクロコンピュータと、入力インターフェース75及び出力インターフェース76を基本に構成している。RAM74は、マシニングセンタ1に所望の加工を施させるための加工プログラムを記憶保持している。加工プログラムは、複数の動作ブロックからなり、操作者が後述する操作パネルを介して作成する。 The control circuit 71 basically comprises a microcomputer comprising a CPU 72, a ROM 73 and a RAM 74, and an input interface 75 and an output interface 76. The RAM 74 stores and holds a machining program for causing the machining center 1 to perform desired machining. The machining program includes a plurality of operation blocks, and is created by an operator via an operation panel described later.
入力インターフェース75は、マシニングセンタ1の前面に設けた操作パネル(図示省略)のキーボード70と、前述した液面センサ36と、圧力センサ68とが電気的に接続している。キーボード70は、加工作業に必要な情報を作業者が入力するために用いる。圧力センサ68は、エア源39の加圧エアの圧力(エア圧)を検出する。 In the input interface 75, a keyboard 70 of an operation panel (not shown) provided on the front surface of the machining center 1, the liquid level sensor 36, and the pressure sensor 68 are electrically connected. The keyboard 70 is used for the operator to input information necessary for the machining operation. The pressure sensor 68 detects the pressure (air pressure) of the pressurized air from the air source 39.
出力インターフェース76は、X軸モータ87を駆動する駆動回路77と、Y軸モータ88を駆動する駆動回路78と、Z軸モータ89を駆動する駆動回路79と、主軸モータ90を駆動する駆動回路80と、マガジンモータ91を駆動する駆動回路81と、第1ポンプ13を駆動するための駆動回路82と、操作パネルのCRT92を駆動するための駆動回路83と、第1電磁弁43を駆動するための駆動回路84と、第2電磁弁44を駆動するための駆動回路85と、第3電磁弁45を駆動するための駆動回路86が各々電気的に接続している。 The output interface 76 includes a drive circuit 77 that drives the X-axis motor 87, a drive circuit 78 that drives the Y-axis motor 88, a drive circuit 79 that drives the Z-axis motor 89, and a drive circuit 80 that drives the spindle motor 90. A drive circuit 81 for driving the magazine motor 91, a drive circuit 82 for driving the first pump 13, a drive circuit 83 for driving the CRT 92 of the operation panel, and a first electromagnetic valve 43. The drive circuit 84, the drive circuit 85 for driving the second electromagnetic valve 44, and the drive circuit 86 for driving the third electromagnetic valve 45 are electrically connected to each other.
X軸モータ87は、テーブルのX軸方向の位置を検出するエンコーダ87aを備えている。エンコーダ87aは、入力インターフェース75に接続している。Y軸モータ88は、テーブルのY軸方向の位置を検出するエンコーダ88aを備えている。エンコーダ88aは、入力インターフェース75に接続している。Z軸モータ89は、主軸ヘッド5のZ軸方向の位置を検出するエンコーダ89aを備えている。エンコーダ89aは、入力インターフェース75に接続している。 The X-axis motor 87 includes an encoder 87a that detects the position of the table in the X-axis direction. The encoder 87a is connected to the input interface 75. The Y-axis motor 88 includes an encoder 88a that detects the position of the table in the Y-axis direction. The encoder 88a is connected to the input interface 75. The Z-axis motor 89 includes an encoder 89a that detects the position of the spindle head 5 in the Z-axis direction. The encoder 89a is connected to the input interface 75.
次に、図9のフローチャートに基づき、工具洗浄装置67の工具洗浄制御について説明する。尚、Si(i=1,2…)は各ステップを示す。
工具洗浄制御は、所定の周期でCPU72が実行する割り込み処理である。まず、CPU72は、マシニングセンタ1の工具交換指令、第1ポンプ13の作動状態、エア源39の作動状態、液面センサ36の検出値等夫々の機構から各種信号を読込み(S1)、処理をS2に移行する。
Next, the tool cleaning control of the tool cleaning device 67 will be described based on the flowchart of FIG. Si (i = 1, 2,...) Indicates each step.
Tool cleaning control is an interrupt process executed by the CPU 72 at a predetermined cycle. First, the CPU 72 reads various signals from the respective mechanisms such as a tool change command for the machining center 1, an operating state of the first pump 13, an operating state of the air source 39, a detected value of the liquid level sensor 36 (S1), and the processing is performed in S2. Migrate to
CPU72は、圧力センサ68の検出値と予めROM73に記憶された値とを比較してエア源39のエア圧が正常か否かを判断する(S2)。エア圧が正常な場合(S2でYes)、CPU72は、第1ポンプ13が駆動しているか否か判定する(S3)。CPU72は、駆動回路82を介して第1ポンプ13を駆動する際、RAM74に第1ポンプ13が駆動状態であることを記憶する。それ故、CPU72は、RAM74を参照して第1ポンプ13が駆動しているか否かを判定する。 The CPU 72 compares the detected value of the pressure sensor 68 with the value stored in advance in the ROM 73 to determine whether or not the air pressure of the air source 39 is normal (S2). When the air pressure is normal (Yes in S2), the CPU 72 determines whether or not the first pump 13 is driven (S3). When the CPU 72 drives the first pump 13 via the drive circuit 82, the CPU 72 stores that the first pump 13 is in a driving state in the RAM 74. Therefore, the CPU 72 refers to the RAM 74 to determine whether or not the first pump 13 is being driven.
第1ポンプ13が駆動している場合(S3でYes)、CPU72は、液面センサ36の検出値を参照して貯留タンク50内のクーラント液が所定量以上あるか否かを判定する(S4)。貯留タンク50内のクーラント液が所定量以上ある場合(S4でYes)、CPU72は、工具交換指令が有るか否かを判定する(S5)。 When the first pump 13 is driven (Yes in S3), the CPU 72 refers to the detection value of the liquid level sensor 36 and determines whether or not the coolant liquid in the storage tank 50 is equal to or larger than a predetermined amount (S4). ). When there is a predetermined amount or more of the coolant in the storage tank 50 (Yes in S4), the CPU 72 determines whether or not there is a tool change command (S5).
CPU72は、加工プログラム処理制御において、加工プログラムに従って各機構を制御する際、工具交換指令を実行する前にRAM74に工具交換指令であることと、工具交換指令により主軸6に装着する工具20の工具番号とを記憶する。それ故、CPU72は、RAM74を参照して工具交換指令が有るか否かを判定する。尚、前述した加工プログラム処理制御は、所定の周期で実行されるもので、加工プログラムの複数の動作ブロックを1ブロック毎解釈して、実行するものである。 When controlling each mechanism in accordance with the machining program in the machining program process control, the CPU 72 determines that the tool exchange command is in the RAM 74 before executing the tool exchange command, and that the tool 20 attached to the spindle 6 by the tool exchange command. Remember the number. Therefore, the CPU 72 refers to the RAM 74 to determine whether there is a tool change command. The machining program processing control described above is executed at a predetermined cycle, and is executed by interpreting a plurality of operation blocks of the machining program for each block.
工具交換指令が有る場合(S5でYes)、CPU72は、RAM74を参照して主軸6に装着する工具20が粗加工用工具であるか否かを判定する(S6)。RAM74は、予め工具20の種類(粗加工用、仕上げ加工用)と工具番号とを対応つけて記憶しているので、CPU72は、RAM74を参照して工具20の種類を判定する。 When there is a tool change command (Yes in S5), the CPU 72 refers to the RAM 74 and determines whether or not the tool 20 to be mounted on the spindle 6 is a roughing tool (S6). Since the RAM 74 stores the type of the tool 20 (for roughing and finishing) and the tool number in association with each other, the CPU 72 refers to the RAM 74 and determines the type of the tool 20.
主軸6に装着する工具20が粗加工用工具でない場合(S6でNo)、CPU72は、第1電磁弁43,第2電磁弁44,第3電磁弁45をオン操作する(S7)。第3電磁弁45をオン操作することにより、貯留タンク50内のクーラント液を加圧するため、噴射ノズル29は、加圧されたクーラント液を工具20に噴射する。第1電磁弁43,第2電磁弁44,第3電磁弁45をオン操作後、CPU72は、工具交換の開始を許可する(S8)。CPU72が工具交換の開始を許可することで、図示しない工具交換処理において工具交換が開始される。尚、工具交換処理は、ROM73に記憶されたプログラムであり、工具交換の開始を許可されるとCPU72は、前述した割り込み処理とは、別の割り込みで実行する。 When the tool 20 attached to the spindle 6 is not a rough machining tool (No in S6), the CPU 72 turns on the first electromagnetic valve 43, the second electromagnetic valve 44, and the third electromagnetic valve 45 (S7). The injection nozzle 29 injects the pressurized coolant liquid onto the tool 20 to pressurize the coolant liquid in the storage tank 50 by turning on the third electromagnetic valve 45. After turning on the first solenoid valve 43, the second solenoid valve 44, and the third solenoid valve 45, the CPU 72 permits the start of tool replacement (S8). When the CPU 72 permits the start of the tool change, the tool change is started in a tool change process (not shown). The tool change process is a program stored in the ROM 73. When the start of the tool change is permitted, the CPU 72 executes the interrupt process separately from the interrupt process described above.
主軸6に装着する工具20が粗加工用工具である場合(S6でYes)、CPU72は、第1電磁弁43,第2電磁弁44をオン操作し、第3電磁弁45をオフ操作する(S9)。第3電磁弁45をオフ操作することにより、加圧エアは、貯留タンク50内のクーラント液を加圧しない。それ故、噴射ノズル29は、第1ポンプ13のポンプ圧のみでクーラント液を工具20に噴射する。 When the tool 20 to be mounted on the spindle 6 is a roughing tool (Yes in S6), the CPU 72 turns on the first solenoid valve 43 and the second solenoid valve 44 and turns off the third solenoid valve 45 ( S9). By turning off the third electromagnetic valve 45, the pressurized air does not pressurize the coolant liquid in the storage tank 50. Therefore, the injection nozzle 29 injects the coolant liquid onto the tool 20 only with the pump pressure of the first pump 13.
その後、CPU72は、工具交換が完了するまで待つ(S10)。工具交換が完了したか否かは、主軸ヘッド6のZ軸方向の位置が工具交換完了位置に到達したか否かで判定する。主軸ヘッド6のZ軸方向の位置は、エンコーダ89aで検出する。工具交換が完了した場合(S10でYes)、CPU72は処理をS11に移行し、第1電磁弁43,第2電磁弁44,第3電磁弁45をオフ操作して処理をS12に移行する。 Thereafter, the CPU 72 waits until the tool change is completed (S10). Whether or not the tool change has been completed is determined by whether or not the position of the spindle head 6 in the Z-axis direction has reached the tool change completion position. The position of the spindle head 6 in the Z-axis direction is detected by the encoder 89a. When the tool change is completed (Yes in S10), the CPU 72 shifts the process to S11, turns off the first electromagnetic valve 43, the second electromagnetic valve 44, and the third electromagnetic valve 45, and shifts the process to S12.
S12において、CPU72は、タイマT2のカウントを開始し、カウント開始後5秒経過したか否かを判定する(S13)。尚、S11では、クーラント液の噴射を停止すると共に、貯留タンク50内の圧力を排気通路37から脱圧している。脱圧することで、クーラントタンク10内のクーラント液は、第1ポンプ13によって貯留タンク50に供給される。前述した5秒は、貯留タンク50にクーラント液を補充するのに要する時間である。 In S12, the CPU 72 starts counting of the timer T2, and determines whether or not 5 seconds have elapsed since the counting was started (S13). In S <b> 11, the injection of the coolant liquid is stopped and the pressure in the storage tank 50 is released from the exhaust passage 37. By releasing the pressure, the coolant liquid in the coolant tank 10 is supplied to the storage tank 50 by the first pump 13. The above-mentioned 5 seconds is the time required to replenish the storage tank 50 with the coolant liquid.
タイマT2カウント開始後、5秒経過した場合(S13でYes)、CPU72は、S14に移行し第2電磁弁44をオン操作して処理を終了する。S4において、貯留タンク50内のクーラント液が液面センサ36の位置よりも低い位置の場合(S4でNo)、CPU72は液面エラーと判定し(S15)、処理をS11に移行する。S2において、CPU72は、エア源39のエア圧が正常でないと判定した場合(S2でNo)、第1電磁弁43,第2電磁弁44,第3電磁弁45をオフ操作後(S16)、処理を終了する。尚、S6を実行する制御部51が工具検知手段に相当する。 When 5 seconds have elapsed after the timer T2 count is started (Yes in S13), the CPU 72 proceeds to S14, turns on the second electromagnetic valve 44, and ends the process. In S4, when the coolant in the storage tank 50 is at a position lower than the position of the liquid level sensor 36 (No in S4), the CPU 72 determines that there is a liquid level error (S15), and the process proceeds to S11. In S2, when the CPU 72 determines that the air pressure of the air source 39 is not normal (No in S2), after the first electromagnetic valve 43, the second electromagnetic valve 44, and the third electromagnetic valve 45 are turned off (S16), End the process. In addition, the control part 51 which performs S6 corresponds to a tool detection means.
以上説明したマシニングセンタ1の工具洗浄装置67の作用、効果について説明する。
貯留タンク50によって貯留タンク50から噴射ノズル29までの通路抵抗を低減できるため、クーラント液の供給安定性と応答性とを確保できる。しかも、貯留タンク50と第1切替バルブ35とによって、貯留タンク50を加圧エアの蓄圧容器に兼用でき、工具洗浄時、加圧エアで付勢されたクーラント液を工具20に噴射することができる。その結果、工具20に付着した切粉を確実に除去できる。更に、工場のエア源39を加圧エア形成に利用することで、別途エアコンプレッサ等を必要としない。
The operation and effect of the tool cleaning device 67 of the machining center 1 described above will be described.
Since the passage resistance from the storage tank 50 to the injection nozzle 29 can be reduced by the storage tank 50, the supply stability and the responsiveness of the coolant can be ensured. In addition, the storage tank 50 and the first switching valve 35 allow the storage tank 50 to be used as a pressurized air accumulator, and when the tool is cleaned, the coolant liquid urged by the pressurized air can be injected onto the tool 20. it can. As a result, the chips adhering to the tool 20 can be reliably removed. Further, by using the factory air source 39 for forming pressurized air, no additional air compressor or the like is required.
工具洗浄時に第1切替バルブ35によって洗浄液通路28を開けた際、第3電磁弁45により貯留タンク50に供給する加圧エアの圧力を調整することができるので、切削加工の種類や被加工物の材質や不良率等を考慮して最適な洗浄力を設定することができる。最適な洗浄力に応じた加圧エアの圧力に調整することで過剰な加圧エアの供給を防止できるので、加圧エアの消費量を削減することができる。 When the cleaning fluid passage 28 is opened by the first switching valve 35 during tool cleaning, the pressure of the pressurized air supplied to the storage tank 50 by the third electromagnetic valve 45 can be adjusted. The optimum cleaning power can be set in consideration of the material and the defect rate. By adjusting the pressure of the pressurized air in accordance with the optimum cleaning power, it is possible to prevent excessive supply of pressurized air, so that the consumption of pressurized air can be reduced.
主軸6に装着する工具20が粗加工用工具であると検知されたとき、第6エア通路48を閉じるように第3電磁弁45を制御するので、高い精度が要求されない粗加工のときは第1ポンプ13のポンプ圧のみで供給される洗浄液で工具洗浄を行うことで、加圧エアの消費量を格段に削減することができる。 When it is detected that the tool 20 to be mounted on the spindle 6 is a roughing tool, the third solenoid valve 45 is controlled so as to close the sixth air passage 48. By performing the tool cleaning with the cleaning liquid supplied only with the pump pressure of one pump 13, the consumption of pressurized air can be significantly reduced.
次に、本発明の実施例2の工具洗浄装置67Aについて、図10、図11に基づいて説明する。但し、前記実施例と同一の構成には同一の符号を付し、異なる構成についてのみ説明する。この実施例2においては、第2のバルブ手段として第3エア通路42に比例電磁式圧力制御弁55(以降、圧力制御弁55と称す)を設けたものである。 Next, a tool cleaning device 67A according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. However, the same reference numerals are given to the same components as those in the above embodiment, and only different components will be described. In the second embodiment, a proportional electromagnetic pressure control valve 55 (hereinafter referred to as a pressure control valve 55) is provided in the third air passage 42 as the second valve means.
図10に示すように、第3エア通路42は、第2のバルブ手段としての圧力制御弁55と、貯留タンク50方向のエア供給のみを許容する逆止弁49とを配置している。圧力制御弁55は、貯留タンク50に供給する加圧エアの圧力を最小圧力(本実施例においては0MPa)から最大圧力までの任意の圧力になるよう比例的に調整するものである。 As shown in FIG. 10, the third air passage 42 includes a pressure control valve 55 as a second valve means and a check valve 49 that allows only air supply in the direction of the storage tank 50. The pressure control valve 55 proportionally adjusts the pressure of the pressurized air supplied to the storage tank 50 so as to be an arbitrary pressure from the minimum pressure (0 MPa in this embodiment) to the maximum pressure.
貯留タンク50に供給する加圧エアの圧力を0MPaに設定する場合、制御部51は圧力制御弁55を閉弁させて第3エア通路42を閉じるため、加圧エアは貯留タンク50内のクーラント液を加圧しない。一方、貯留タンク50に供給する加圧エアの圧力を0以外の任意の圧力に設定する場合、制御部51は、加圧エアの圧力の設定値に基づいて圧力制御弁55内を流れる加圧エアの流量を制御する。それ故、第3エア通路42を流れる加圧エアは、設定値に基づく加圧エアの流量だけ圧力制御弁55と逆止弁49とを通過して、貯留タンク50に貯留されるクーラント液を設定された圧力で加圧する。 When the pressure of the pressurized air supplied to the storage tank 50 is set to 0 MPa, the control unit 51 closes the pressure control valve 55 and closes the third air passage 42, so that the pressurized air is the coolant in the storage tank 50. Do not pressurize the liquid. On the other hand, when the pressure of the pressurized air supplied to the storage tank 50 is set to an arbitrary pressure other than 0, the control unit 51 pressurizes the pressure control valve 55 based on the set value of the pressure of the pressurized air. Control air flow. Therefore, the pressurized air flowing through the third air passage 42 passes through the pressure control valve 55 and the check valve 49 by the flow rate of the pressurized air based on the set value, and the coolant liquid stored in the storage tank 50 is removed. Pressurize at the set pressure.
次に、図11のフローチャートに基づき、工具洗浄装置67の工具洗浄制御について説明する。尚、Si(i=21,22…)は各ステップを示す。尚、S21〜S25,S27,S28,S30〜S33については、前記実施例1のS1〜S5,S8,S10,S12〜S15と同様の処理であるので説明を省略する。 Next, the tool cleaning control of the tool cleaning device 67 will be described based on the flowchart of FIG. Si (i = 21, 22...) Indicates each step. Since S21 to S25, S27, S28, and S30 to S33 are the same processes as S1 to S5, S8, S10, and S12 to S15 of the first embodiment, description thereof is omitted.
CPU72は、工具交換指令が有るか否かを判定し(S25)、工具交換指令が有る場合(S25でYes)、CPU72は、第1電磁弁43,第2電磁弁44をオン操作すると共に、RAM74を参照して工具番号に基づいて圧力制御弁55を制御する(S26)。RAM74は、工具番号に対応つけて加圧エアの圧力の設定値を予め記憶している。例えば、粗加工用工具の設定値は0MPaである。それ故、CPU72は、主軸6に装着する工具20の種類に基づいて圧力制御弁55を制御する。 The CPU 72 determines whether or not there is a tool change command (S25). If there is a tool change command (Yes in S25), the CPU 72 turns on the first solenoid valve 43 and the second solenoid valve 44, and The pressure control valve 55 is controlled based on the tool number with reference to the RAM 74 (S26). The RAM 74 stores in advance a set value of the pressure of pressurized air in association with the tool number. For example, the set value of the rough machining tool is 0 MPa. Therefore, the CPU 72 controls the pressure control valve 55 based on the type of the tool 20 attached to the main shaft 6.
工具交換が完了した場合(S28でYes)、CPU72は処理をS29に移行し、第1電磁弁43,第2電磁弁44をオフ操作し、圧力制御弁55を閉弁して第3エア通路42を閉じた後(S29)、処理をS30に移行する。S22において、CPU72は、エア源39のエア圧が正常でないと判定した場合(S22でNo)、第1電磁弁43,第2電磁弁44をオフ操作し、圧力制御弁55を閉弁して第3エア通路42を閉じた後(S34)、処理を終了する。尚、S26を実行する制御部51が工具検知手段に相当する。 When the tool change is completed (Yes in S28), the CPU 72 proceeds to S29, turns off the first electromagnetic valve 43 and the second electromagnetic valve 44, closes the pressure control valve 55, and closes the third air passage. After closing 42 (S29), the process proceeds to S30. In S22, when the CPU 72 determines that the air pressure of the air source 39 is not normal (No in S22), the CPU 72 turns off the first electromagnetic valve 43 and the second electromagnetic valve 44, and closes the pressure control valve 55. After closing the third air passage 42 (S34), the process is terminated. In addition, the control part 51 which performs S26 is equivalent to a tool detection means.
このように、制御部51は、工具の種類に基づいて第2のバルブ手段を制御するので、高い精度が要求される切削加工を行う場合は、加圧エアの圧力を向上させて洗浄力を充分に高めることができる。一方、高い精度が要求されない切削加工を行う場合は、加圧エアの圧力を低下させて加圧エアの消費量を削減することができる。第2のバルブ手段を圧力制御弁55で構成したので、加圧エアの圧力をリニアに調整することができ、洗浄力を比例的に設定することができる。 Thus, since the control part 51 controls the 2nd valve means based on the kind of tool, when performing the cutting which requires high precision, the pressure of pressurized air is raised and cleaning power is improved. It can be raised sufficiently. On the other hand, when performing cutting that does not require high accuracy, the pressure of pressurized air can be reduced by reducing the pressure of the pressurized air. Since the second valve means is constituted by the pressure control valve 55, the pressure of the pressurized air can be adjusted linearly, and the cleaning power can be set proportionally.
次に、本発明の実施例3の工具洗浄装置67Bについて、図12に基づいて説明する。但し、前記実施例と同一の構成には同一の符号を付し、異なる構成についてのみ説明する。
この実施例3においては、第2のバルブ手段として第3エア通路42に第3切替バルブ58を設けたものである。
Next, a tool cleaning device 67B of Example 3 of the present invention will be described with reference to FIG. However, the same reference numerals are given to the same components as those in the above embodiment, and only different components will be described.
In the third embodiment, a third switching valve 58 is provided in the third air passage 42 as the second valve means.
図12に示すように、第1エア通路40の他端近傍部は、第1電磁弁43と第4電磁弁56に接続している。第4電磁弁56は、第4電磁弁56の下流方向のエア供給を禁止すると共に第4電磁弁56下流の圧力をサイレンサ56aを介して大気解放する第1位置と、第4電磁弁56下流方向のエア供給が可能な第2位置とが電気的に切替え可能となっている。 As shown in FIG. 12, the vicinity of the other end of the first air passage 40 is connected to the first electromagnetic valve 43 and the fourth electromagnetic valve 56. The fourth solenoid valve 56 prohibits air supply in the downstream direction of the fourth solenoid valve 56 and releases the pressure downstream of the fourth solenoid valve 56 to the atmosphere via the silencer 56a, and downstream of the fourth solenoid valve 56. The second position where the air supply in the direction can be electrically switched is possible.
第4電磁弁56は、付勢手段(バネ部材)によりオフ状態で第1位置へ切替わり、制御部51によるオン操作により第2位置へ切替わる。第4電磁弁56下流には、第3切替バルブ58にエア源39からの加圧エアを供給可能な第6エア通路57が接続している。
第3エア通路42は、第2のバルブ手段としての第3切替バルブ58と、貯留タンク50方向のエア供給のみを許容する逆止弁49とを配置している。第3切替バルブ58は、付勢手段(バネ部材)により閉弁位置へ切替わり、後述する加圧エアにより開弁位置へ切替わる。
The fourth solenoid valve 56 is switched to the first position in the OFF state by the biasing means (spring member), and is switched to the second position by the ON operation by the control unit 51. A sixth air passage 57 capable of supplying pressurized air from the air source 39 to the third switching valve 58 is connected downstream of the fourth electromagnetic valve 56.
The third air passage 42 includes a third switching valve 58 as a second valve means and a check valve 49 that allows only air supply in the direction of the storage tank 50. The third switching valve 58 is switched to a valve closing position by an urging means (spring member), and is switched to a valve opening position by pressurized air described later.
制御部51は、第4電磁弁56を第1位置と第2位置とに切替制御する。制御部51は、第4電磁弁56をオン操作、所謂第2位置に作動した場合、エア源39の加圧エアは、第4電磁弁56を通過して第6エア通路57に流れる。第6エア通路57に流れた加圧エアは、第3切替バルブ58の付勢手段を圧縮し、第3切替バルブ58を開弁位置に切替える。これにより、第3エア通路42を流れる加圧エアは、第3切替バルブ58と逆止弁49とを通過して貯留タンク50に貯留されるクーラント液を加圧する。 The control unit 51 switches and controls the fourth electromagnetic valve 56 between the first position and the second position. When the control unit 51 operates the fourth electromagnetic valve 56 to be turned on, that is, the so-called second position, the pressurized air of the air source 39 passes through the fourth electromagnetic valve 56 and flows into the sixth air passage 57. The pressurized air that has flowed into the sixth air passage 57 compresses the urging means of the third switching valve 58 and switches the third switching valve 58 to the valve open position. Thereby, the pressurized air flowing through the third air passage 42 pressurizes the coolant liquid that passes through the third switching valve 58 and the check valve 49 and is stored in the storage tank 50.
制御部51は、第4電磁弁56をオフ操作、所謂第1位置に作動した場合、エア源39の加圧エアは第6エア通路57に流れない。それ故、第3切替バルブ58は閉弁位置に切替わり、第3エア通路42を流れる加圧エアは、貯留タンク50に貯留されるクーラント液を加圧しない。尚、実施例3の工具洗浄制御は、図9に示す実施例1の工具洗浄制御のS7,S9,S11,S16において、第3電磁弁45を第4電磁弁56に変更したものとなる。この場合、前記実施例1と同様の効果を奏する。 When the control unit 51 operates the fourth electromagnetic valve 56 to turn off, that is, the so-called first position, the pressurized air from the air source 39 does not flow into the sixth air passage 57. Therefore, the third switching valve 58 is switched to the closed position, and the pressurized air flowing through the third air passage 42 does not pressurize the coolant liquid stored in the storage tank 50. The tool cleaning control of the third embodiment is obtained by changing the third electromagnetic valve 45 to the fourth electromagnetic valve 56 in S7, S9, S11, and S16 of the tool cleaning control of the first embodiment shown in FIG. In this case, the same effects as those of the first embodiment are obtained.
次に、前記実施例を部分的に変更した変更例について説明する。
1]前記実施例において、加圧エアの圧力調整用Mコード(指令コード)を加工プログラム中に設定しておき、制御部51は、圧力調整用Mコードに基づいて第2のバルブ手段を制御してもよい。尚、本変更例の工具洗浄制御は、図9に示す実施例1の工具洗浄制御において、S6を圧力調整用Mコードが有るか否かを判定することに変更することで実現できる。CPU72は、加工プログラム処理制御において、圧力調整用Mコードを読み込んだ際、RAM74に圧力調整指令であることを記憶するため、RAM74を参照して判定する。
Next, a modified example in which the above embodiment is partially modified will be described.
1] In the above embodiment, the pressure adjustment M code (command code) for pressurized air is set in the machining program, and the control unit 51 controls the second valve means based on the pressure adjustment M code. May be. Note that the tool cleaning control of this modified example can be realized by changing S6 to determining whether or not there is an M code for pressure adjustment in the tool cleaning control of the first embodiment shown in FIG. In the machining program processing control, the CPU 72 refers to the RAM 74 to determine that the pressure adjustment command is stored in the RAM 74 when the M code for pressure adjustment is read.
また、図11に示す実施例2の工具洗浄制御において、S26の圧力制御弁55に関する個所を圧力調整用Mコードに対応つけた設定値に基づき圧力制御弁55を制御することに変更することでも実現できる。RAM74は、圧力調整用Mコードに対応つけて加圧エアの圧力の設定値を予め記憶している。それ故、CPU72はRAM74を参照して、読み込まれた圧力調整用Mコードに対応する設定値に基づいて圧力制御弁55を制御する。これらの場合、作業者が加工プログラム中に圧力調整用Mコードを設定することで所望の洗浄力を設定できる。 Further, in the tool cleaning control of the second embodiment shown in FIG. 11, the location related to the pressure control valve 55 in S <b> 26 may be changed to control the pressure control valve 55 based on the set value associated with the pressure adjustment M code. realizable. The RAM 74 stores in advance a set value of the pressure of pressurized air in association with the pressure adjustment M code. Therefore, the CPU 72 refers to the RAM 74 and controls the pressure control valve 55 based on the set value corresponding to the read M code for pressure adjustment. In these cases, the operator can set a desired cleaning power by setting the pressure adjusting M code in the machining program.
2]前記実施例において、メーカー又は作業者が加圧エアの圧力の設定値をRAM74に予め設定しておき、予め設定された設定値に基づいて第2のバルブ手段を制御してもよい。 2] In the above embodiment, a manufacturer or an operator may set a preset value of the pressure of pressurized air in the RAM 74 in advance, and control the second valve means based on the preset value.
1 マシニングセンタ
6 主軸
10 クーラントタンク
13 第1ポンプ
20 工具
28 クーラントホース
29 噴射ノズル
35 第1切替バルブ
37 排気通路
39 エア源
42 第3エア通路
45 第3電磁弁
50 貯留タンク
51 制御部
55 比例電磁式圧力制御弁
58 第3切替バルブ
67,67A,67B 工具洗浄装置
1 Machining Center 6 Spindle 10 Coolant Tank 13 First Pump 20 Tool 28 Coolant Hose 29 Injection Nozzle 35 First Switching Valve 37 Exhaust Passage 39 Air Source 42 Third Air Passage 45 Third Electromagnetic Valve 50 Storage Tank 51 Control Unit 55 Proportional Electromagnetic Type Pressure control valve 58 Third switching valve 67, 67A, 67B Tool cleaning device
Claims (5)
前記タンクと前記ノズル手段との間に配置し、前記洗浄液供給手段から供給された洗浄液を貯留し且つ貯留した洗浄液を前記ノズル手段に供給可能な洗浄液貯留容器と、
前記ノズル手段と前記洗浄液貯留容器とを接続する洗浄液通路及びこの洗浄液通路を開閉可能な第1のバルブ手段と、
前記洗浄液貯留容器に貯留された洗浄液を加圧する加圧手段であって、加圧エアを発生するエア供給手段と、該エア供給手段から前記洗浄液貯留容器に加圧エアを供給するエア供給通路とを備えた加圧手段と、
前記第1のバルブ手段によって前記洗浄液通路を開けた際、前記洗浄液貯留容器に供給する加圧エアの圧力を調整可能に前記エア供給通路に設けられた第2のバルブ手段とを備え、
前記第1のバルブ手段は、バネ部材の付勢力で閉弁位置に切換えられ且つ加圧エアにより開弁位置に切換えられ、前記第1のバルブ手段はエア通路を介して第1電磁弁に接続され、第1電磁弁から前記エア通路を介して前記第1のバルブ手段に加圧エアを供給することにより前記第1のバルブ手段を開弁位置に切換え可能に構成したことを特徴とする工作機械の工具洗浄装置。 A tank for storing a cleaning liquid for cleaning a tool mounted on the spindle, nozzle means capable of spraying the cleaning liquid stored in the tank to the tool, and a cleaning liquid supply means capable of supplying the cleaning liquid from the tank to the nozzle means. In a tool cleaning device for a machine tool having
A cleaning liquid storage container disposed between the tank and the nozzle means, storing the cleaning liquid supplied from the cleaning liquid supply means, and capable of supplying the stored cleaning liquid to the nozzle means;
A cleaning liquid passage connecting the nozzle means and the cleaning liquid storage container, and a first valve means capable of opening and closing the cleaning liquid passage;
Pressurizing means for pressurizing the cleaning liquid stored in the cleaning liquid storage container, an air supply means for generating pressurized air, and an air supply passage for supplying pressurized air from the air supply means to the cleaning liquid storage container Pressurizing means comprising:
A second valve means provided in the air supply passage so that the pressure of the pressurized air supplied to the cleaning liquid storage container can be adjusted when the cleaning liquid passage is opened by the first valve means ;
The first valve means is switched to a valve closing position by an urging force of a spring member, and is switched to a valve opening position by pressurized air, and the first valve means is connected to the first electromagnetic valve via an air passage. The machine is characterized in that the first valve means can be switched to the valve open position by supplying pressurized air from the first electromagnetic valve to the first valve means via the air passage. Machine tool cleaning equipment.
前記主軸に装着する工具の種類を検知する工具検知手段とを備え、
前記制御手段は、前記工具検知手段により検知された工具の種類に基づいて、前記第2のバルブ手段を制御することを特徴とする請求項1に記載の工作機械の工具洗浄装置。 Control means for controlling the second valve means;
Tool detecting means for detecting the type of tool to be mounted on the spindle,
2. The tool cleaning device for a machine tool according to claim 1, wherein the control means controls the second valve means based on the type of tool detected by the tool detection means.
前記制御手段は、前記加圧エアの圧力調整を指令する指令コードに基づいて、前記第2のバルブ手段を制御することを特徴とする請求項1に記載の工作機械の工具洗浄装置。 Control means for controlling the second valve means;
2. The tool cleaning device for a machine tool according to claim 1, wherein the control means controls the second valve means based on a command code for instructing pressure adjustment of the pressurized air.
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