JP6821310B2 - 工作機械 - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも加工領域を外部と隔てるカバー体を備えた工作機械に関する。

前記工作機械のカバー体は、従来、一般的に、前記加工領域と外部とを連通させる開口部を有するとともに、該開口部を開閉する扉部を備えており、この扉部には、加工領域を外部から視認することができるように、透明又は半透明の材料から構成される窓部が設けられている。

そして、従来、このような窓部を備えたカバー体として、特開平３−１６６０３７号公報（特許文献１）に開示されたカバー体が知られている。この特許文献１に開示されたカバー体（具体的にはスライドドア）は板状のポリカーボネートから構成され、窓部となる部分の内側（加工領域側）にガラス板が装着された構造を備えている。

このカバー体によれば、これを構成するポリカーボネート板が極めて高い靭性、及び高い耐衝撃性を備えているため、例えば、操作ミスやプログラムの作成ミスによって、工具とワークとが衝突するといった不測の事故が発生したとしても、この衝突により工具やワークが外部に飛び出すのを確実に防止することができる。

一方、ポリカーボネート板は、上記のように高靭性及び高耐衝撃性を有する反面、硬度についてはさほど高くなく、即ち、耐摩耗性についてはそれほど高くなく、このため、例えば、切削などによって生じる切屑が表面に当ると、表面が切屑により削り取られて粗くなり、同部を介した透視性（視認性）が悪くなるという欠点を有している。

そこで、上記このカバー体では、切屑によってポリカーボネート板の表面が粗くなるのを防止し、その良好な視認性を維持するために、ポリカーボネート板の窓部となる部分の内側（加工領域側）に、耐摩耗性の高いガラス板を装着した構造を採用している。

斯くして、上記構成を備えた従来のカバー体によれば、加工領域側に配置したガラス板により、切屑に起因した視認性（外部からの良好な観察性）の悪化を防止することができるとともに、高靭性及び高耐衝撃性を有するポリカーボネート板により、工具やワークが外部に飛び出すのを確実に防止することができ、高い安全性を確保することができる。

ところで、近年、前記ポリカーボネート板は、耐摩耗性が低いという欠点の他に、クーラントに対する耐性が低く、長時間クーラントに接触すると、長所としての高靭性及び高耐衝撃性が低下するという欠点があることが判明している。

そこで、現在では、窓部以外のカバー体を板金から構成するとともに、窓部として、加工領域側にガラス板を配置する一方、外部側にポリカーボネート板を配置し、且つこれらを一定間隔をあけて気密状に接合した構成が採用されている。

このような構成の窓部によれば、ポリカーボネート板がクーラントと接触するのを防止することができ、クーラントによって当該ポリカーボネート板の靭性及び耐衝撃性が低下するのを防止することができる。

特開平３−１６６０３７号公報

ところが、この従来の窓部は、上述のように改良され、それに応じた効果を奏するものの、加工領域側に配置されるガラス板はその靱性及び耐衝撃性が低いため、ちょっとした衝撃を受けても破損し易く、その破損状態によっては、当該破損部分から、ガラス板とポリカーボネート板との間にクーラントや切屑が侵入し、侵入したクーラントの影響を受けてポリカーボネート板の靱性及び耐衝撃性が低下する虞がある。

したがって、ガラス板が破損した場合には、安全を優先して窓部を早めに新たな物に交換する必要があるが、上記従来の窓部は、これがポリカーボネート板という高価な材料を用いて製造され、更に、加工領域側にガラス板を配置し、外部側にポリカーボネート板を配置するとともに、これらを一定間隔をあけて気密状に接合するという手間の掛かる製造工程を要するため、それ自体の製造コストが高く、また、このような交換を行うためには工作機械を停止する必要があるため、運用上の総合的な見地からすると、この従来の窓部は、設備コストの上昇を招き易く、また、稼働率の低下による製造コストの上昇を招き易いという問題を有している。

また、ガラス板の破損部分からクーラントや切屑が侵入した場合、侵入したクーラントや切屑がガラス板やポリカーボネート板に付着してその視認性が低下するが、同部の清掃を行うことは殆ど不可能であるから、失った視認性を適正な状態に回復させることができないという問題もある。

本発明は以上の実情を鑑みなされたものであって、全体的に均一性のある強度を有するカバー体を備えた工作機械の提供を、その一の目的とし、カバー体が全体的に均一性のある強度を有しながらも、加工領域内の様子を外部から確認することが可能な工作機械の提供を、他の目的とする。

上記課題を解決するための本発明は、
少なくとも加工領域を外部と隔てるカバー体を備えるとともに、第１ディスプレイを有する操作盤を備えた工作機械であって、
前記カバー体は、前記加工領域と外部とを連通させる開口部を有するとともに、該開口部を開閉する扉部を備えて構成される工作機械において、
前記カバー体は、外部から前記加工領域を視認することができる窓部を備えていない工作機械に係る。

この工作機械のカバー体は、その全体が金属材料や、その他の所定の強度及び必要な場合にはクーラントに対する耐性を有する材料から構成され、外部から加工領域を視認することができる窓部が設けられていない。したがって、このカバー体には、仮に工具とワークとが衝突するといった不測の事故が発生したとしても、その衝突によって工具やワークが外部に飛び出すのを確実に防止することができる十分な強度を持たせることができる。このため、このような事故の発生によってカバー体を交換する必要が生じる頻度は、ガラス板及びポリカーボネート板から構成される窓部を備えた従来のカバー体に比べて、極めて低いものとなる。斯くして、本発明の係る工作機械によれば、前記窓部を備えた従来の工作機械のような、設備コストの上昇を招き、また、稼働率の低下による製造コストの上昇を招くという問題を生じない。

本発明に係る工作機械は、
前記カバー体によって仕切られた内側の空間に配設され、前記加工領域の画像を撮像するカメラと、
前記カバー体の外側に配設され、前記カメラによって撮像された画像を表示するディスプレイとを更に備えているのが好ましい。

上述のように、加工領域と外部とをカバー体によって隔てると、外部から加工領域内を確認することができないため、オペレータが加工領域内の状態に応じた適切な対応を採ることができない、或いは、当該対応が遅れるといった不都合を生じることがあるが、上記構成の工作機械によれば、カメラによって撮像された加工領域内の画像がディスプレイに表示されるため、オペレータはディスプレイに表示された画像を介して加工領域内の様子を確認することができ、仮に、加工領域の状態に応じて対応を採る必要がある場合には、適宜適切な対応を採ることができる。

尚、上述した衝突事故等によってカメラが損傷する可能性があるが、近年、当該カメラは廉価になってきており、仮に、これを交換する必要が生じたとしても、従来のように窓部を交換する場合に比べて、その費用を安く抑えることができる。また、カメラのレンズにクーラント等が付着することによって、画像が不鮮明になることが起こり得るが、その場合には、それらを除去することによって、鮮明な画像となるように回復させることができる。

また、前記カメラは前記扉部の内側に固設され、前記第２ディスプレイは前記扉部の外側に固設され、前記第１ディスプレイ及び第２ディスプレイは同じ高さ位置に配設されていても良い。この構成によれば、扉部から加工領域に向けた方向の画像が前記カメラによって撮像され、当該画像が扉部に設けられたディスプレイに表示される。したがって、オペレータは、このディスプレイに表示された画像を確認することで、あたかも、従来の工作機械と同様に、扉部に設けられた窓部から加工領域内を視認しているかのような感覚で、当該加工領域内の様子を確認することができる。また、前記扉部は、所定間隔を空けて並設される、外側の外部材と、内側の内部材とから構成することができる。そして、この内部材と外部材との間の空間内に、前記内部材に形成された開口部を、透明部材を介して閉塞するように筐体を配設するとともに、前記カメラを当該筐体内に配設し、前記外部材の外面に前記第２ディスプレイ配設しても良い。この場合、前記カメラは、前記筐体の開口部、透明部材及び内部材の開口部を介して、前記加工領域の画像を撮像するように構成される。

また、前記カメラは、カメラ本体及び該カメラ本体を支持する支持体から構成され、この支持体は、前記カメラ本体を左右方向及び上下方向に回動可能に支持するように構成されていても良い。この構成によれば、カメラ本体を左右方向及び上下方向に回動させることで、その撮像方向を調整することができ、このようにすることで、適宜必要な画像を前記ディスプレイに表示させることができる。

また、前記カメラは、前記カメラ本体を左右方向及び上下方向に回動させる回動機構を備え、工作機械は、更に、前記回動機構の動作を操作する操作装置を、前記カバー体の外側に備えていても良い。このようにすれば、カメラ本体の撮像方向を操作装置によって容易に操作することができる。

以上のように、本発明に係る工作機械によれば、そのカバー体全体を金属材料や、その他の所定の強度及び必要な場合にはクーラントに対する耐性を有する材料から構成するとともに、従来のような窓部が設けられていないので、当該カバー体に十分な強度を持たせることができる。したがって、この工作機械によれば、前記衝突事故などによって、カバー体を交換する必要が生じる頻度を従来のカバー体に比べて極めて低いものとすることができ、従来の工作機械のような、設備コストの上昇を招き、また、稼働率の低下による製造コストの上昇を招くといった問題を生じない。

また、カバー体によって仕切られた内側の空間にカメラを配設して、このカメラによって加工領域の画像を撮像し、撮像した画像をカバー体の外側に配設したディスプレイに表示するようにすれば、オペレータはディスプレイに表示された画像を介して加工領域内の様子を確認することができ、仮に、加工領域の状態に応じて対応を採る必要がある場合には、適宜適切な対応を採ることができる。

また、カメラを扉部の内側に固設し、ディスプレイを扉部の外側に固設するようにすれば、扉部から加工領域に向けた方向の画像をディスプレイに表示することができ、オペレータは、このディスプレイに表示された画像を確認することで、あたかも、扉部に設けられた窓部から加工領域内を視認しているかのような感覚で、当該加工領域内の様子を確認することができる。

また、前記カメラをカメラ本体及びこのカメラ本体を支持する支持体から構成するとともに、このカメラ本体を左右方向及び上下方向に回動可能に構成すれば、カメラ本体の撮像方向を調整することができ、このようにすることで、適宜必要な画像をディスプレイに表示させることができる。また、カメラ本体を左右方向及び上下方向に回動させる回動機構を設けるとともに、カバー体の外側に設けた操作装置によって、前記回動機構の動作を操作するように構成すれば、カメラ本体の撮像方向を容易に操作することができる。

本発明の一実施形態に係る工作機械を示した斜視図である。 図１に示した扉部の矢視Ａ−Ａ方向における断面図である。 本発明の他の実施形態に係る工作機械を示した斜視図である。

以下、本発明の具体的な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る工作機械を示した斜視図であり、図２は、図１に示した扉部の矢視Ａ−Ａ方向における断面図である。

図１に示すように、本例の工作機械１は具体的にはＮＣ旋盤であり、図示していないベッド、主軸台や刃物台等の構造物が、カバー体２によって覆われた構成を有する。カバー体２は、主に左側の領域を覆う左側固定カバー３、主に右側の領域を覆う右側固定カバー４、主に後部側面及び後部天面を覆う後部固定カバー５、並びに左側固定カバー３と右側固定カバー４との間の開口部を覆うドアカバー６から構成される。

これら左側固定カバー３、右側固定カバー４、後部固定カバー５及びドアカバー６はそれぞれ金属板から形成され、いずれにも上述した従来の窓部は設けられていない。

前記ドアカバー６は矢示方向、即ち、左右方向にスライド可能に設けられており、本例では、左側にスライドすることによって、左側固定カバー３と右側固定カバー４との間の開口が開かれて加工領域と外部が連通され、逆に、右側にスライドすることによって、左側固定カバー３と右側固定カバー４との間の開口が閉じられて加工領域が外部から遮断される。尚、符号７はドアカバー６をスライドさせるための取手である。

また、このドアカバー６は、図２に示すように、適宜間隔を空けて並設される外側の板材（外部材）６ａ及び内側の板材（内部材）６ｂから構成され、前記外部材６ａの正面部分に当たる外面にディスプレイ１０が固設され、その反対側の内部材６ｂにカメラ１５が固設されている。尚、ディスプレイ１０には、一般的な液晶ディスプレイを適用することができるが、これに限定されるものではなく、画像を表示することができればどのようなものでも良い。

同図２に示すように、前記内部材６ｂの前記カメラ１５が設けられる部分には、開口部６ｃが形成されており、この開口部６ｃは、前記外部材６ａ側から、透明な部材（透明部材）８を介して、同じく開口部６ｃ側が開口する筐体９によって閉塞されている。そして、この筐体９内に前記カメラ１５が配設されている。尚、透明部材８は、ある程度強度を有する透明な部材であれば何ら制限はないが、その一例を挙げればガラス板や透明な樹脂板を例示することができる。

前記カメラ１５は、前記開口部６ｃ及び透明部材８を介して加工領域Ｍ内の画像を撮像するカメラ本体１６と、このカメラ本体１６を支持する支持体１７とから構成され、この支持体１７には、カメラ本体１６を左右方向に回動、即ち、鉛直軸回りに回動させる左右回動機構１８と、カメラ本体１６を上下方向に回動、即ち水平軸（紙面に対して垂直な軸）回りに回動させる上下回動機構１９とを備えている。

この左右回動機構１８及び上下回動機構１９は、工作機械１を操作する操作盤２０に設けられた操作レバー２１によって操作されるようになっており、オペレータがこの操作レバー２１を操作することで、これに応じて前記左右回動機構１８及び上下回動機構１９が動作して前記カメラ本体１６が左右方向及び上下方向に回動し、当該カメラ本体１６の撮像方向が変向される。尚、この操作レバー２１には、所謂、ジョイスティックを用いることができる。

また、前記カメラ１５はズーム機構を備えており、同じく前記操作盤２０に設けられた操作キー２２によって操作され、対応する操作キー２２を操作することで、撮像画像を拡大したり、縮小したりすることができる。

また、カメラ１５によって撮像された加工領域Ｍ内の画像は、図示しない適宜処理装置を経て前記ディスプレイ１０に送信され、この処理装置（図示せず）によって処理された画像が当該ディスプレイ１０に表示されるようになっている。

尚、このカメラ１５は動画を撮像することができる物であれば、どのようなものでも良く、一般的なウェブカメラや監視カメラ等を適用することができる。

以上の構成を備えた本例の工作機械１によれば、前記カメラ１５によって撮像された前記加工領域Ｍ内の画像が、前記ドアカバー６に設けられた前記ディスプレイ１０に表示される。この工作機械１では、ドアカバー６に従来のような窓部を設けていないので、オペレータは窓部から加工領域Ｍ内の様子を確認することはできないが、その代わりに、前記ディスプレイ１０に表示された画像を確認することで、あたかも、従来の工作機械と同様に、ドアカバー６に設けられた窓部から加工領域Ｍ内を視認しているかのような感覚で、当該加工領域Ｍ内の様子を確認することができる。

そして、オペレータはこのようにして加工領域Ｍ内の様子を確認することで、仮に、加工領域の状態に応じて対応を採る必要がある場合には、適宜適切な対応を採ることができる。

また、前記操作盤２０に設けた操作レバー２１を操作することで、前記カメラ１５の撮像方向を容易に操作することができ、また、操作キー２２を操作することで画像の拡大や縮小を容易に行うことができるので、オペレータは、自身が確認したい画像をディスプレイ１０に的確に写し出して、これを確認することができる。

また、本例の工作機械１では、カバー体２はその全体が金属材料から構成され、外部から加工領域を視認することができる透明な窓部が設けられていないので、このカバー体２に十分な強度を持たせることで、仮に工具とワークとが衝突するといった不測の事故が発生したとしても、その衝突によって工具やワークが外部に飛び出すのを確実に防止することができる。また、工作機械１では、このような事故の発生によってカバー体２を交換する必要が生じる頻度は、ガラス板及びポリカーボネート板から構成される窓部を備えた従来のカバー体に比べて、極めて低いものであり、したがって、従来のような、設備コストの上昇を招き、また、稼働率の低下による製造コストの上昇を招くという問題を生じない。

尚、上述した衝突事故等によってカメラ１５や透明部材８が損傷する可能性があるが、近年、当該カメラ１５は廉価になってきており、また、透明部材８に廉価なものを用いれば、仮に、これ等を交換する必要が生じたとしても、従来のように窓部を交換する場合に比べて、その費用を安く抑えることができる。また、前記透明部材８にクーラント等が付着することによって、画像が不鮮明になることが起こり得るが、その場合には、それらを除去することによって、鮮明な画像となるように回復させることができる。

以上、本発明の具体的な実施の形態について説明したが、本発明が採り得る具体的な態様は何らこれに限定されるものではない。

例えば、上例では、ドアカバー６にディスプレイ１０を設けたが、これに限られるものではなく、図３に示すように、このようなディスプレイ１０を設けない構成としても良い。この場合、カメラ１５によって撮像された画像を、操作盤２０のディスプレイ２３に表示させるようにすることができる。このような構成によっても、オペレータは、ディスプレイ２３に表示された画像を通して、加工領域Ｍ内の様子を確認することができる。

一方、ディスプレイ１０を設けない場合に、前記加工領域Ｍ内の様子を外部から全く確認することができなくなるというデメリットはあるが、前記カメラ１５を設けない構成とすることもできる。

また、上述した例では、前記カメラ１５をドアカバー６の内部材６ｂに設けたが、これに限られるものではなく、カメラ１５を前記加工領域Ｍ内の適宜位置に配置した構成としても良い。このようにしても、オペレータは前記ディスプレイ１０、又はディスプレイ２３に表示された画像から加工領域Ｍ内の様子を確認することができる。

また、上例では、前記左右回動機構１８及び上下回動機構１９を操作レバー２１及び操作キー２２によって操作可能に構成したが、これに限られるものではなく、使い勝手は悪くなるものの、左右回動機構１８及び上下回動機構１９を直接手動で操作する構成としても良く、或いはこれら左右回動機構１８及び上下回動機構１９を設けない構成としても良い。

また、窓部を設けない対象のカバー体は、加工領域を外部と隔てるカバー体であり、他のカバー体には窓部が設けられていても良い。

また、前記左側固定カバー３、右側固定カバー４、後部固定カバー５及びドアカバー６を構成する材料は、金属材料に限られるものではなく、所定の強度及び必要な場合にはクーラントに対する耐性を有する材料であればどのような材料でも良く、例えば、一例としては、ＣＦＲＰなどを例示することができる。また、これらは、それぞれ別の材料から構成されていても良い。

また、前記カメラ１５によって撮像された加工領域Ｍ内の画像を、前記処理装置（図示せず）を介して、当該工作機械１から離れた位置に設けられる装置、例えば、事務所内のコンピュータや携帯情報端末に送信して、そのディスプレイに表示させるようにしても良い。このようにすれば、遠隔地から当該工作機械１の加工領域Ｍ内の様子を確認することができ、メンテナンス等の利便性を高めることができる。

１ 工作機械
２ カバー体
３ 左側固定カバー
４ 右側固定カバー
５ 後部固定カバー
６ ドアカバー
６ａ 外部材
６ｂ 内部材
８ 透明部材
１０ ディスプレイ
１５ カメラ
１６ カメラ本体
１７ 支持体
１８ 左右回動機構
１９ 上下回動機構
２０ 操作盤
２１ 操作レバー
２２ 操作キー
２３ ディスプレイ

Claims (1)

1. 少なくとも加工領域を外部と隔てるカバー体を備えるとともに、第１ディスプレイを有する操作盤を備えた工作機械であって、
   前記カバー体と前記操作盤とは別々に設けられ、
   前記カバー体は、前記加工領域と外部とを連通させる開口部を有するとともに、該開口部を開閉する扉部を備えて構成される工作機械において、
   前記カバー体は、外部から前記加工領域を視認することができる窓部を備えておらず、
   前記扉部は、所定間隔を空けて並設される、外側の外部材と、内側の内部材とから構成され、
   前記工作機械は更に、
   前記内部材と外部材との間に配設され、前記内部材に形成された開口部を前記外部材側から閉塞する透明部材と、
   前記内部材と外部材との間の空間内に配設される筐体であって、前記内部材側が開口され、この開口部が前記透明部材に当接し、且つ前記透明部材を挟むように、この透明部材を介して前記内部材に固設された筐体と、
   前記筐体内に配設され、前記筐体の開口部、前記透明部材及び前記内部材の開口部を介して、前記加工領域の画像を撮像するカメラと、
   前記外部材の外面に配設され、前記カメラによって撮像された画像を表示する第２ディスプレイとを備え、
   前記筐体内に配設される前記カメラは、カメラ本体と、該カメラ本体を左右方向及び上下方向に回動可能に支持する支持体と、外部からの手動操作により前記カメラ本体を左右方向及び上下方向に回動させる回動機構とを備え、
   更に、前記回動機構の動作を手動操作する操作装置を、前記操作盤に備え、
   前記第１ディスプレイ及び第２ディスプレイは同じ高さ位置に配設され、
   前記内部材の開口部及び前記筐体の開口部は同じ大きさに設定されるとともに、前記カメラ本体が、左右方向及び上下方向に回動することにより調整された撮像方向の画像を撮像可能な大きさに設定されていることを特徴とする工作機械。
   

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