JP5667251B2 - クーラント装置を備えた工作機械 - Google Patents
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Description
本発明はクーラント装置を備えた工作機械に関する。
工作機械においては、加工中に発生した切粉は加工物周辺や、加工領域を覆うカバーの内部のさまざまな箇所に付着して堆積することがある。このように切粉が蓄積すると、加工精度が悪くなったり、工作機械が正常に動作しなくなったりすることがあるため、切粉を除去して機械の外部に排出する必要がある。工作機械の内部に蓄積される切粉を除去する方法としては、加工領域を覆っているカバー内部の各所にクーラントを供給するノズル等を設けて、クーラントを使用して切粉を洗い流すことが一般的である。
クーラントの供給方法としては、装置内にクーラント供給用の配管を行ったり、外部のノズルから工作機械にクーラントを吐出させるといった方法がある。
また、特許文献１には、工作機械の装置内に配管を設置することなく、工作機械の壁部に開口部を設けて、開口部を通じて工作機械の内壁自体から壁面に沿ってクーラントを吐出させる技術が開示されている。
また、特許文献１には、工作機械の装置内に配管を設置することなく、工作機械の壁部に開口部を設けて、開口部を通じて工作機械の内壁自体から壁面に沿ってクーラントを吐出させる技術が開示されている。
また、クーラントの吐出や停止に関しては、加工プログラム中に指令されたＭコード等の指令や、操作盤等からの入力により行われる。そして、加工中はクーラントを吐出して切粉を除去し、加工が終了するとクーラントの吐出を停止することが一般的に行われている。
特許文献１に開示されている技術は、機械内部に設置する配管からではなく、壁部に設けた開口部を通すことによって内壁自体から壁面に沿ってクーラント（切削液）等の流体を吐出させている。これにより、機械内部の側壁や底面に付着・蓄積する切粉を効果的に排出することが可能となる。しかしながら、クーラントなどの流体を吐出または停止する手段については開示されていないため、どのようにクーラントの吐出または停止を行うかは不明である。
また、クーラントの吐出や停止を加工プログラム中に指令されたＭコード等の指令や操作盤等からの入力により行い、加工が終了するとクーラントの吐出を停止する場合は、加工終了時に切粉が除去しきれておらず、切粉が完全に除去されることなく、機内に残ってしまう場合がある。
一方、切粉の除去のために常時クーラントを吐出しておくままにしておくなど、加工終了後もクーラントの吐出を継続すると、不必要に電力を消費したり、カバーに設けられた扉を開けた際にクーラントが機械外部に飛び散ってしまうおそれがある。また、これによってクーラントが床に飛び散ったりすると、床が滑りやすくなってしまい危険が生じるというおそれもある。
一方、切粉の除去のために常時クーラントを吐出しておくままにしておくなど、加工終了後もクーラントの吐出を継続すると、不必要に電力を消費したり、カバーに設けられた扉を開けた際にクーラントが機械外部に飛び散ってしまうおそれがある。また、これによってクーラントが床に飛び散ったりすると、床が滑りやすくなってしまい危険が生じるというおそれもある。
そこで本発明は、切粉を除去するために効率よくかつ安全にクーラントを吐出または停止することが可能な工作機械を提供することを目的とする。
本願の請求項１に係る発明では、クーラントを蓄えるクーラントタンクと、前記クーラントタンクからクーラントを送出するクーラントポンプと、前記クーラントポンプを駆動または停止するクーラントポンプ制御手段と、前記クーラントポンプから供給されたクーラントを吐出するための吐出部とを有する工作機械において、前記クーラントポンプを駆動または停止する条件を設定するクーラントポンプ駆動停止条件設定手段と、前記工作機械に備えられた扉の開閉状態を検出する扉開閉状態検出手段と、前記扉開閉状態検出手段からの検出信号により扉開状態であると判断してクーラントポンプを停止する信号を出力したことを記録するクーラントポンプ自動停止記録手段と、をさらに有し、前記クーラントポンプ制御手段は、前記クーラントポンプ駆動停止条件設定手段により設定された内容、及び前記扉開閉状態検出手段からの検出信号に基づいてクーラントポンプを駆動または停止し、前記扉開閉状態検出手段からの検出信号により扉開であると判断したら前記クーラントポンプを停止する信号を出力し、前記クーラントポンプ自動停止記録手段による記録があり、かつ前記扉開閉状態検出手段からの検出信号により扉閉であると判断したら前記クーラントポンプを駆動する信号を出力することを特徴とするクーラント装置を備えた工作機械が提供される。
請求項１に係る発明では、クーラントポンプ駆動停止条件設定手段により設定された内容に基づいてクーラントポンプを駆動または停止するように制御しているため、加工プログラム中の指令や操作盤からの操作による制御だけではなく、クーラントポンプ駆動停止条件によって設定された内容によって、適切なタイミングでクーラントの吐出や停止を行うことが可能となる。そのため、消費電力を抑えつつ、効果的に切粉を除去することが可能となる。
また、工作機械に設けられた扉の開閉状態を、クーラントポンプ駆動停止条件に含めて制御することにより、扉の開閉とクーラントポンプの駆動及び停止を関連付けることができ、扉を開けた時の外部へのクーラントの飛散を防止するといったこと、扉開状態であると判断したときにクーラントポンプを停止するようにすることで、扉を開けた際にクーラントポンプの駆動が継続して、クーラントが機械外部に飛び散って床が滑りやすくなるなどの危険を回避することが可能となる。
さらに、扉開状態であることを判断してクーラントポンプを停止したときに、そのことをクーラントポンプ自動停止記録手段に記録するようにしているため、その後、扉が閉められたときなどに、自動停止記録手段に記録された記録に基づいて、その後の制御を行うこと、クーラントポンプ自動停止記録手段に停止の記録がされている場合、その後扉閉状態であると判断したときに、クーラントポンプを駆動する信号を出力するようにしているため、クーラントポンプが駆動中に扉が開かれることによってクーラントポンプが停止させられた場合、その後扉が閉められたときに再度クーラントポンプの駆動を再開することが可能となる。
また、工作機械に設けられた扉の開閉状態を、クーラントポンプ駆動停止条件に含めて制御することにより、扉の開閉とクーラントポンプの駆動及び停止を関連付けることができ、扉を開けた時の外部へのクーラントの飛散を防止するといったこと、扉開状態であると判断したときにクーラントポンプを停止するようにすることで、扉を開けた際にクーラントポンプの駆動が継続して、クーラントが機械外部に飛び散って床が滑りやすくなるなどの危険を回避することが可能となる。
さらに、扉開状態であることを判断してクーラントポンプを停止したときに、そのことをクーラントポンプ自動停止記録手段に記録するようにしているため、その後、扉が閉められたときなどに、自動停止記録手段に記録された記録に基づいて、その後の制御を行うこと、クーラントポンプ自動停止記録手段に停止の記録がされている場合、その後扉閉状態であると判断したときに、クーラントポンプを駆動する信号を出力するようにしているため、クーラントポンプが駆動中に扉が開かれることによってクーラントポンプが停止させられた場合、その後扉が閉められたときに再度クーラントポンプの駆動を再開することが可能となる。
本発明により、切粉を除去するために効率よくかつ安全にクーラントを吐出または停止することが可能な工作機械を提供することが可能となる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
従来からの一般的な構成であるため図示は省略するが、工作機械は装置カバーなどで筐体が構成されており、その外部や内部に配管やダクトを設け、それにクーラントを供給することで、工作機械の外部や内部の切粉を除去するように構成されている。
図１は、本実施形態のクーラントポンプと、クーラントポンプ制御手段等の関係を示すブロック図である。クーラントタンク１０にクーラントが蓄えられており、クーラントポンプ１２により、クーラントタンク１０に蓄えられているクーラントを吸い上げて供給する。クーラントポンプ１２によって吸い上げられたクーラントは、吐出部１４により各所に吐出される。図１においては、ブロック図のためひとつしか記載されていないが、クーラントポンプ１２や吐出部１４は必要に応じて複数備えられていることもある。一例として、工具と加工物の潤滑や冷却、加工により発生した加工物付近の切粉除去を目的とするもの、加工領域を覆うカバー内部の側壁部に付着した切粉を洗い流す目的のものなどが挙げられる。
従来からの一般的な構成であるため図示は省略するが、工作機械は装置カバーなどで筐体が構成されており、その外部や内部に配管やダクトを設け、それにクーラントを供給することで、工作機械の外部や内部の切粉を除去するように構成されている。
図１は、本実施形態のクーラントポンプと、クーラントポンプ制御手段等の関係を示すブロック図である。クーラントタンク１０にクーラントが蓄えられており、クーラントポンプ１２により、クーラントタンク１０に蓄えられているクーラントを吸い上げて供給する。クーラントポンプ１２によって吸い上げられたクーラントは、吐出部１４により各所に吐出される。図１においては、ブロック図のためひとつしか記載されていないが、クーラントポンプ１２や吐出部１４は必要に応じて複数備えられていることもある。一例として、工具と加工物の潤滑や冷却、加工により発生した加工物付近の切粉除去を目的とするもの、加工領域を覆うカバー内部の側壁部に付着した切粉を洗い流す目的のものなどが挙げられる。
また、クーラントポンプ１２には、クーラントポンプ制御手段１６が接続されており、クーラントポンプ１２の駆動と停止を制御している。また、クーラントポンプ制御手段１６には、クーラントポンプ自動停止記録手段１８、クーラントポンプ駆動停止条件設定手段２０、扉開閉状態検出手段２２が接続されている。
クーラントポンプ制御手段１６は、加工プログラム中に指令されたＭコード等の指令や、操作盤からの入力など、クーラントを吐出するための条件を満たした場合に、クーラントポンプ１２を駆動する信号を出力する。これにより、クーラントポンプ１２が駆動され、吐出部１４からクーラントが吐出される。また、同様に加工プログラム中に指令されたＭコード等の指令や、操作盤からの入力など、クーラントを停止するための条件を満たした場合に、クーラントポンプ１２を停止する信号を出力し、クーラントポンプ１２を停止させてクーラントの吐出を停止する。
クーラントポンプ制御手段１６は、加工プログラム中に指令されたＭコード等の指令や、操作盤からの入力など、クーラントを吐出するための条件を満たした場合に、クーラントポンプ１２を駆動する信号を出力する。これにより、クーラントポンプ１２が駆動され、吐出部１４からクーラントが吐出される。また、同様に加工プログラム中に指令されたＭコード等の指令や、操作盤からの入力など、クーラントを停止するための条件を満たした場合に、クーラントポンプ１２を停止する信号を出力し、クーラントポンプ１２を停止させてクーラントの吐出を停止する。
本実施形態においては、上記の加工プログラム中に指令されたＭコード等の指令や操作盤からの入力だけではなく、それに加えてクーラントポンプ駆動停止条件設定手段２０において、クーラントポンプを駆動または停止する条件を設定して、それに基づいてクーラントポンプの駆動または停止を制御する。また、扉開閉状態検出手段２２において、工作機械の扉の開閉状態を検出し、その検出結果をクーラントポンプ駆動停止条件設定手段２０におけるクーラントポンプの駆動または停止する条件として用いている。
図２は、クーラントポンプ駆動停止条件設定手段２０に設定されるクーラントポンプの駆動及び停止条件の設定の例を示した図である。図２に示されているように、クーラントポンプ駆動停止条件設定手段２０において、加工プログラム中に指令されたＭコード等の指令や操作盤からの入力以外の制御条件の設定が行われている。
この例では、クーラントポンプＡはサイクルスタートにより駆動され、扉を開けた時または加工が終了した時に停止する。扉閉時の再駆動はしない設定とされているため、扉を開けて停止した後に扉を閉めても、クーラントポンプは再駆動されず、次回のサイクルスタート時に再駆動される。
この例では、クーラントポンプＡはサイクルスタートにより駆動され、扉を開けた時または加工が終了した時に停止する。扉閉時の再駆動はしない設定とされているため、扉を開けて停止した後に扉を閉めても、クーラントポンプは再駆動されず、次回のサイクルスタート時に再駆動される。
クーラントポンプＢは、サイクルスタートにより駆動され、扉を開けた時に停止する。扉閉時の再駆動をする設定とされているため、扉を開けて停止した後に扉を閉めると、クーラントポンプが再駆動される。
クーラントポンプＣは、電源投入時に駆動され、加工プログラム中に指令されたＭコード等の指令や操作盤からの入力以外では停止することはない。また、扉を開けても停止しないので、扉を閉めた時の設定はされていない。
この例においては、３つのクーラントポンプＡ，Ｂ，Ｃにそれぞれ異なる駆動条件、停止条件を設定しているが、より多いクーラントポンプに対してさらに別の駆動、停止条件を設定することも可能であるし、逆に複数のクーラントポンプに対して、同一の駆動、停止条件を設定することもできる。
クーラントポンプＣは、電源投入時に駆動され、加工プログラム中に指令されたＭコード等の指令や操作盤からの入力以外では停止することはない。また、扉を開けても停止しないので、扉を閉めた時の設定はされていない。
この例においては、３つのクーラントポンプＡ，Ｂ，Ｃにそれぞれ異なる駆動条件、停止条件を設定しているが、より多いクーラントポンプに対してさらに別の駆動、停止条件を設定することも可能であるし、逆に複数のクーラントポンプに対して、同一の駆動、停止条件を設定することもできる。
次に、クーラントポンプ制御手段１６における、クーラントポンプ駆動停止条件設定手段２０に設定された条件を用いてクーラントポンプ１２を駆動または停止する処理を図３のフローチャートを用いてステップ毎に説明する。
・（ステップＳＡ１）クーラントポンプ駆動停止条件設定手段に格納されているクーラントポンプの駆動条件を取得する。
・（ステップＳＡ２）クーラントポンプの駆動条件を満たすかどうかを判定する。満たす場合（ＹＥＳ）はステップＳＡ３に進み、満たさない場合（ＮＯ）はステップＳＡ１に戻る。
・（ステップＳＡ３）クーラントポンプを駆動する信号を出力して、クーラントポンプを駆動する。
・（ステップＳＡ１）クーラントポンプ駆動停止条件設定手段に格納されているクーラントポンプの駆動条件を取得する。
・（ステップＳＡ２）クーラントポンプの駆動条件を満たすかどうかを判定する。満たす場合（ＹＥＳ）はステップＳＡ３に進み、満たさない場合（ＮＯ）はステップＳＡ１に戻る。
・（ステップＳＡ３）クーラントポンプを駆動する信号を出力して、クーラントポンプを駆動する。
・（ステップＳＡ４）クーラントポンプ駆動停止条件設定手段に格納されているクーラントポンプの停止条件を取得する。
・（ステップＳＡ５）クーラントポンプの停止条件を満たすかどうかを判定する。満たす場合（ＹＥＳ）はステップＳＡ６に進み、満たさない場合（ＮＯ）はステップＳＡ４に戻る。
・（ステップＳＡ６）クーラントポンプを停止する信号を出力して、クーラントポンプを停止する。
・（ステップＳＡ５）クーラントポンプの停止条件を満たすかどうかを判定する。満たす場合（ＹＥＳ）はステップＳＡ６に進み、満たさない場合（ＮＯ）はステップＳＡ４に戻る。
・（ステップＳＡ６）クーラントポンプを停止する信号を出力して、クーラントポンプを停止する。
次に、扉開閉状態によるクーラントポンプの駆動または停止について説明する。
図４は、クーラントポンプ駆動中（クーラント吐出中）に扉を開けた場合のフローチャートである。以下、ステップ毎に説明する。
・（ステップＳＢ１）扉開閉状態検出手段から扉開閉状態を取得する。
・（ステップＳＢ２）扉が開状態であるかどうかを判定する。開状態である場合（ＹＥＳ）はステップＳＢ３に進み、閉状態である場合（ＮＯ）はステップＳＢ１に戻る。
・（ステップＳＢ３）クーラントポンプ駆動停止条件設定手段に格納されているクーラントポンプの停止条件を取得する。
図４は、クーラントポンプ駆動中（クーラント吐出中）に扉を開けた場合のフローチャートである。以下、ステップ毎に説明する。
・（ステップＳＢ１）扉開閉状態検出手段から扉開閉状態を取得する。
・（ステップＳＢ２）扉が開状態であるかどうかを判定する。開状態である場合（ＹＥＳ）はステップＳＢ３に進み、閉状態である場合（ＮＯ）はステップＳＢ１に戻る。
・（ステップＳＢ３）クーラントポンプ駆動停止条件設定手段に格納されているクーラントポンプの停止条件を取得する。
・（ステップＳＢ４）クーラントポンプの停止条件として、「扉開」が含まれているかどうかを判定する。含まれている場合（ＹＥＳ）はステップＳＢ５に進み、含まれていない場合（ＮＯ）は終了する。
・（ステップＳＢ５）クーラントポンプを停止する信号を出力して、クーラントポンプを停止する。
・（ステップＳＢ６）クーラントポンプ自動停止記録手段に、扉開によってクーラントポンプを停止したことを記録する。
なお、ＳＢ６においてクーラントポンプ自動停止記録手段にクーラントポンプを停止する信号を出力したことを記録するのは、扉を開けたことによりクーラントポンプを停止した場合のみ、以下に述べる扉閉時のクーラントポンプの再駆動を実行するためである。
・（ステップＳＢ５）クーラントポンプを停止する信号を出力して、クーラントポンプを停止する。
・（ステップＳＢ６）クーラントポンプ自動停止記録手段に、扉開によってクーラントポンプを停止したことを記録する。
なお、ＳＢ６においてクーラントポンプ自動停止記録手段にクーラントポンプを停止する信号を出力したことを記録するのは、扉を開けたことによりクーラントポンプを停止した場合のみ、以下に述べる扉閉時のクーラントポンプの再駆動を実行するためである。
次に、図５のフローチャートを用いて、扉を閉じた場合のクーラントポンプ制御についてステップ毎に説明する。
・（ステップＳＣ１）扉開閉状態検出手段から扉開閉状態を取得する。
・（ステップＳＣ２）扉が閉状態であるかどうかを判定する。閉状態である場合（ＹＥＳ）はステップＳＣ３に進み、開状態である場合（ＮＯ）はステップＳＣ１に戻る。
・（ステップＳＣ３）クーラントポンプ駆動停止条件設定手段に格納されている、扉閉時のクーラントポンプ再駆動条件を取得する。
・（ステップＳＣ４）扉閉時にクーラントポンプを再駆動する設定かどうかを判定する。再駆動する設定の場合（ＹＥＳ）はステップＳＣ５に進み、再駆動する設定ではない場合（ＮＯ）は終了する。
・（ステップＳＣ１）扉開閉状態検出手段から扉開閉状態を取得する。
・（ステップＳＣ２）扉が閉状態であるかどうかを判定する。閉状態である場合（ＹＥＳ）はステップＳＣ３に進み、開状態である場合（ＮＯ）はステップＳＣ１に戻る。
・（ステップＳＣ３）クーラントポンプ駆動停止条件設定手段に格納されている、扉閉時のクーラントポンプ再駆動条件を取得する。
・（ステップＳＣ４）扉閉時にクーラントポンプを再駆動する設定かどうかを判定する。再駆動する設定の場合（ＹＥＳ）はステップＳＣ５に進み、再駆動する設定ではない場合（ＮＯ）は終了する。
・（ステップＳＣ５）クーラントポンプ自動停止記録手段から、扉開によってクーラントポンプを停止した記録を取得する。
・（ステップＳＣ６）ステップＳＣ５において、クーラントポンプ自動停止記録手段に扉開によってクーラントポンプを停止した記録があるかどうかを判定する。記録がある場合（ＹＥＳ）はステップＳＣ７に進み、記録がない場合（ＮＯ）は終了する。
・（ステップＳＣ７）クーラントポンプを駆動する信号を出力して、クーラントポンプを駆動する。
・（ステップＳＣ８）クーラントポンプ自動停止記録手段に記録されていた、扉開によってクーラントポンプを停止した記録を消去する。
・（ステップＳＣ６）ステップＳＣ５において、クーラントポンプ自動停止記録手段に扉開によってクーラントポンプを停止した記録があるかどうかを判定する。記録がある場合（ＹＥＳ）はステップＳＣ７に進み、記録がない場合（ＮＯ）は終了する。
・（ステップＳＣ７）クーラントポンプを駆動する信号を出力して、クーラントポンプを駆動する。
・（ステップＳＣ８）クーラントポンプ自動停止記録手段に記録されていた、扉開によってクーラントポンプを停止した記録を消去する。
本実施形態においては、扉の開閉状態を検出して、開閉状態に応じてクーラントポンプの駆動又は停止を制御する例で説明しているが、これに限ったものではなく、その他の操作者の操作等に応じてクーラントポンプの駆動又は停止を制御するようにすることも可能である。また、本実施形態においては、扉閉時の再駆動設定によって、扉開によってクーラントポンプの駆動が停止された場合に、扉閉によって再駆動が行われる例で説明しているが、扉閉時の再駆動設定項目なしに、扉閉時において再駆動を行わないようにしたり、逆に扉開によってクーラントポンプの駆動が停止された場合には、必ず扉閉時に再駆動を行うような設定とすることもできる。
１０ クーラントタンク
１２ クーラントポンプ
１４ 吐出部
１６ クーラントポンプ制御手段
１８ クーラントポンプ自動停止記録手段
２０ クーラントポンプ駆動停止条件設定手段
２２ 扉開閉状態検出手段
１２ クーラントポンプ
１４ 吐出部
１６ クーラントポンプ制御手段
１８ クーラントポンプ自動停止記録手段
２０ クーラントポンプ駆動停止条件設定手段
２２ 扉開閉状態検出手段
Claims (1)
- クーラントを蓄えるクーラントタンクと、
前記クーラントタンクからクーラントを送出するクーラントポンプと、
前記クーラントポンプを駆動または停止するクーラントポンプ制御手段と、
前記クーラントポンプから供給されたクーラントを吐出するための吐出部とを有する工作機械において、
前記クーラントポンプを駆動または停止する条件を設定するクーラントポンプ駆動停止条件設定手段と、
前記工作機械に備えられた扉の開閉状態を検出する扉開閉状態検出手段と、
前記扉開閉状態検出手段からの検出信号により扉開状態であると判断してクーラントポンプを停止する信号を出力したことを記録するクーラントポンプ自動停止記録手段と、をさらに有し、
前記クーラントポンプ制御手段は、前記クーラントポンプ駆動停止条件設定手段により設定された内容、及び前記扉開閉状態検出手段からの検出信号に基づいてクーラントポンプを駆動または停止し、前記扉開閉状態検出手段からの検出信号により扉開であると判断したら前記クーラントポンプを停止する信号を出力し、前記クーラントポンプ自動停止記録手段による記録があり、かつ前記扉開閉状態検出手段からの検出信号により扉閉であると判断したら前記クーラントポンプを駆動する信号を出力することを特徴とするクーラント装置を備えた工作機械。
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