JP6411960B2 - 除電装置を備えた加工機 - Google Patents

Description

本発明は、除電装置を備えた加工機に関する。

加工機で加工される被加工物の中には、被加工物自体または加工によって生じた加工屑が帯電する、または帯電し易いものがある。そのような被加工物の加工においては、帯電したことで発生する吸引力により加工機の内部、または外部に、加工屑が付着し、機械外観を損なうだけではなく、機内の監視の妨げや、機械へのダメージ、加工品質の異常など、さまざまな悪影響を与えることがある。

そのため、従来は、加工機の内部や外部に付着した加工屑を清掃する、または、図８に示すように、加工機１の機内または機外における加工屑の付着の多い場所や重要な場所に限定して静電気を除去する除電装置１３を設置して、加工屑の付着を低減、防止することが行われてきた。なお、特許文献１〜３には、生産工程において除電装置を利用する装置が開示されている。

特開２０００−３４０９２５号公報 特開２００４−２１９５７２号公報 特許第４３９３７８０号公報

しかし、加工屑の清掃には、人手が必要で、また清掃の間、機械を停止させる必要がある。また、特定箇所への除電装置の設置では、除電装置は固定されているため、除電する効果は限定的で、効果が及ばない場所では、加工屑の付着が解消されない。また、広い範囲を除電するためには、図９に示すように、加工機１の機内または機外に複数の除電装置１３が必要となることもある。

そこで本発明の目的は、少数の除電装置で、効率良く広範囲の除電が可能な除電装置を備えた加工機を提供することである。

本発明では、加工機に、帯電した被加工物または加工屑から除電するための除電装置を移動可能に設置することで、上記問題を解決する。

そして、本願の請求項１に係る発明は、帯電した被加工物または加工屑から除電するための除電装置と、帯電した被加工物または加工屑の状況を撮像する撮像装置と、前記撮像装置により撮像した情報から除電が必要な個所を判定する判定手段と、前記除電装置および前記撮像装置を移動させるロボットと、を有し、前記ロボットは前記判定手段により除電が必要と判断された個所へ前記除電装置を移動させる、ことを特徴とする加工機である。

本発明により、少数の除電装置で、効率良く、広範囲の除電が可能となる。また、撮像装置の併用により、確実で効率の良い除電が可能となる。

本発明の第１の実施形態における除電装置を備えた加工機の図である。 本発明の第１の実施形態における除電装置の移動を説明する図である。 本発明の第１の実施形態における除電装置の退避状態を示す図である。 本発明の第２の実施形態における撮像装置を備えた加工機の図である。 本発明の第２の実施形態における移動可能な撮像装置を備えた加工機の図である。 本発明の第３の実施形態におけるロボットにより除電装置を移動させる加工機の図である。 本発明の第３の実施形態におけるロボットにより除電装置および撮像装置を移動させる加工機の図である。 従来技術における除電装置を備えた加工機の図である。 先行技術における複数の除電装置を備えた加工機の図である。

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。なお、従来技術と同一または類似する構成は同じ符号を用いて説明する。

＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について説明する。本実施形態の加工機は、従来技術において固定されていた除電装置を移動可能に設置し、該除電装置を除電が必要となる場所に移動させることにより、少数の除電装置で広範囲の加工屑を除去できるようにしている。なお、本発明における加工機とは、工作機械、産業機械、３Ｄプリンタなどの機械を含む。

図１は、本実施形態における除電装置を備えた加工機の概略構成図を示している。本実施形態の加工機１は、ベッド１１と、ベッド１１の後方の上部から立設する柱状のコラム３を備えている。コラム３は上部前方に主軸ヘッド２を備えている。主軸ヘッド２の前方に主軸７が取り付けられており、主軸７には工具交換装置４によって交換可能な各種工具８が装着され、主軸７と共に様々な回転速度で回転するようになっている。

主軸７の軸線と直交し、かつ互いに直交する２方向へ移動可能にサドル１０によって支持されたテーブル５には被加工物６が治具９により取り付けられ、該被加工物６に対して工具８が加工の種類に応じた様々な相対的移動を行って被加工物６に加工を行う。図１において符号１２は固定カバーであり、工具８と被加工物６の加工部の空間は、固定カバー１２で囲われている。

上述した構成は従来の加工機の構成と変わりはない。この実施形態の特徴は加工機１に対して除電装置１３を移動可能に取り付けた点にある。
除電装置１３は、帯電している物体上の電荷を中和する装置である。除電装置１３には、コロナ放電式や電離放射線式などさまざまなタイプがあるが、本発明においてはいずれの方式のものを除電装置１３として採用してもよい。本実施形態では、除電装置１３は、加工機１に取付けられた移動手段１４上に設置されている。

移動手段１４は、加工機１の構成部材に支持された梁とその梁に設置された図示しない駆動源からなっており、該駆動源を制御装置２０により自動または操作盤を介して手動で操作することにより、移動手段１４を動作させることで除電装置１３を除電が必要となる場所へと移動させることができる。駆動源としては、モータとボールネジ、またはモータとプーリとベルト、またはモータとギアとチェーン、または油圧シリンダやエアシリンダ、モータとアームなどが考えられる。

図２は、加工機１における移動手段１４の配置例を示している。加工機１の固定カバー１２内は、加工中に発生した加工屑が堆積・付着しやすい箇所が複数存在しており、その位置も加工機１の構成や加工の内容に応じてさまざまである。そのため、図２（ａ）の加工機を上から見た図に示すように、例えば移動手段１４の梁を交差するように配置して除電装置１３が水平方向に移動ができるようにすると共に、図２（ｂ）に示すように、移動手段１４の駆動部にアームなどを設けて除電装置１３を垂直方向に移動可能とし、加工機１の除電が必要となる位置に除電装置１３が３次元的に移動できるようにすることで、本発明のより大きな効果を得ることができるようになる。

なお、移動手段１４は、除電装置１３が除電を行う場所に移動できるように、適切な位置に設置するようにすれば良い。例えば、図２に示したように加工機１の機内を移動するように設置しても良いし、加工機１の機外から機内へ跨って設置しても良く、その場合、除電装置１３もまた（固定カバーに設けられたドアなどを通って）加工機１の機外、機内を移動させることができるようになる。また、除電装置１３や移動手段１４は、複数設置しても良く、例えば、加工機１の機外の除電が必要な場合には別の除電装置１３や移動手段１４を機外へ設置するようにしても良い。

また、被加工物６の交換作業や加工機１の保守の際など、設置された除電装置１３が作業の邪魔になる場合もあるが、本実施形態のように除電装置１３を可動式とした場合、除電装置１３を作業の邪魔にならない場所に、移動させることも可能である。また、除電装置１３自体を、加工屑が付着しない場所への退避も可能である。

図３は、本実施形態の加工機１において除電装置１３が退避位置へと退避した状態を示す図である。このように、除電装置１３の退避ができるようにすることで、被加工物の設置時などにおいて除電装置１３を邪魔にならないようにすることも可能となる。なお、移動手段１４は加工機１の機外から機内へ跨って設置し、除電装置１３の退避位置を加工機１の機外としても良い。

本実施形態の加工機に設けられた構成により、少数の除電装置で、効率良く、広範囲の除電が可能となる。また、撮像装置の併用により、確実で効率の良い除電が可能となる。

＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態の加工機は、移動可能な除電装置に加えて、更に撮像装置などを備え、移動可能な除電装置と撮像装置とを併用することにより、加工屑の付着の多い場所や被加工物を固定する治具などの重要な場所を監視して、重点的に除電できるようにする。

図４は、本実施形態における除電装置を備えた加工機の概略構成図を示している。本実施形態の加工機１は、第１の実施形態で説明した構成に加えて、更に撮像装置１５を備えている。撮像装置１５は、図４に示すように加工屑の付着の多い場所や被加工物を固定する治具などの重要な場所を撮像できる位置に固定的に設けてもよく、また、監視が必要な場所が複数ある場合には、複数の撮像装置１５を設置しても良い。更に、撮像装置１５は、加工機１の機外に設置しても良い。

本実施形態のように移動可能な除電装置１３と撮像装置１５を併用する場合、例えば、撮像装置１５が撮影する場所の色などの変化により加工屑の付着状況を制御装置２０の判定手段２１により判定し、加工屑が付着していると判定したら制御装置２０が自動的に撮像装置１５が撮影している場所へと除電装置１３を移動させて除電するようにしてもよいし、また、制御装置２０のメモリにあらかじめ撮像装置１５が撮影する場所の加工屑が付着していない状態の通常画像を記憶しておき、該通常画像と撮像装置１５が撮影している画像に対する画像処理により差分画像を作成して該差分画像に基づいて加工屑の付着状況を判定手段２１が判定するようにしてもよい。更に、撮像装置１５が撮影している画像を作業者がモニタ上で確認し、手動で操作盤等を操作して除電装置１３を除電する場所に移動させて除電するようにしてもよい。

なお、撮像装置１５は、図５に示すように移動手段１４上に移動可能に設置するようにしてもよく、このようにすることで、少ない撮像装置１５で広い範囲の監視をすることができるようになる。また、撮像装置１５は、除電装置１３が設置されている移動手段１４とは異なる移動手段に移動可能に設置するようにしてもよい。更に、第１の実施例で説明したように、除電装置１３、撮像装置１５を３次元的に移動できるように構成することもできる。

本実施形態の加工機に設けられた構成において、除電装置と撮像装置とを併用することにより、確実で効率の良い除電が可能となる。

＜第３の実施形態＞
本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態の加工機は、除電装置を移動可能とする移動手段としてロボットを採用する。

図６は、本実施形態における除電装置を備えた加工機の概略構成図を示している。本実施形態の加工機１は、第２の実施形態で説明した構成における移動手段１４に替えてロボット１６を備えている。ロボット１６上には、図６に示すように除電装置１３が搭載されており、ロボット１６を駆動することにより加工機１の除電が必要となる場所へ除電装置１３を移動させることができる。制御装置２０の判定手段２１は撮像装置１５が撮影した画像などに基づいて加工機１の除電が必要な場所を判定し、その判定結果に基づいて制御装置２０がロボット１６を制御して除電装置１３を除電が必要な場所へと移動させることができる。

なお、移動手段としてのロボット１６は、加工機１の機内に設置してもよいし、加工機１の機外に設置しても良い。
また、図７に示すように、ロボット１６に除電装置１３と共に撮像装置１５を搭載するようにしてもよい。更に、除電装置１３と撮像装置１５とをそれぞれ異なるロボットに搭載するようにしてもよい。

このように、ロボット１６を用いることにより、第１，第２の実施形態のように移動手段１４の配置を考えなくとも除電装置１３、撮像装置１５の３次元的な移動が可能となる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態の例のみに限定されることなく、適宜の変更を加えることにより様々な態様で実施することができる。

例えば、上記で説明した各実施形態の図において制御装置２０は加工機１の外部に記載しているが、制御装置２０は加工機１に内蔵するようにしてもよい。

１ 加工機
２ 主軸ヘッド
３ コラム
４ 工具交換装置
５ テーブル
６ 被加工物
７ 主軸
８ 工具
９ 治具
１０ サドル
１１ ベッド
１２ 固定カバー
１３ 除電装置
１４ 移動手段
１５ 撮像装置
１６ ロボット
２０ 制御装置
２１ 判定手段

Claims (1)

1. 帯電した被加工物または加工屑から除電するための除電装置と、
   帯電した被加工物または加工屑の状況を撮像する撮像装置と、
   前記撮像装置により撮像した情報から除電が必要な個所を判定する判定手段と、
   前記除電装置および前記撮像装置を移動させるロボットと、
   を有し、
   前記ロボットは前記判定手段により除電が必要と判断された個所へ前記除電装置を移動させる、
   ことを特徴とする加工機。