JP6955895B2 - 切粉処理装置 - Google Patents

Description

本明細書では、加工に伴い線状切粉を生成する工作機械に設置される切粉処理装置を開示する。

ワークを工具で削って成形する切削加工、特に、旋削加工や孔あけ加工、ねじ切り加工では、切り屑が長く繋がった線状切粉が生成される場合がある。かかる線状切粉が、ワークや工具に巻き付くと、加工精度の悪化や、加工面の傷、工具の劣化、加工動作の停止等を招く。また、線状切粉が、一度、工具等に巻きついてしまうと、当該線状切粉を自動的に除去するのは難しく、加工動作を一時的に中断し、作業者が手動で線状切粉を除去する必要がある。かかる除去作業は、工作機械の稼働率を大幅に低下させる。

そこで、従来から線状切粉の巻き付きを防止する技術が提案されている。例えば、断続切削することで、線状切粉を短くしたり、高圧クーラントの噴射で線状切粉を吹き飛ばしたりすることが提案されている。しかし、断続切削では、工具刃物の寿命低下やリードタイムの増加という別の問題を招く。また、高圧クーラントを噴射した場合には、噴射されたクーラントが、テレスコカバーの内側に侵入し、摺動部に悪影響を与えることがある。

特開平１１−１３８３０６号公報 特開２０１２−５６０２０号公報 特開２０１６−１２４０５４号公報

特許文献１〜３には、切粉の巻き付きを防止するための別の技術が開示されている。特許文献１には、切屑を吸引したうえで裁断するカットブロアを設けることが開示されている。また、特許文献２には、切屑を所望の方向に案内する切屑誘導路を、工具に取り付けることが開示されている。また、特許文献３には、切屑を巻き取るスプールを設けることが開示されている。特許文献３では、スプールと工具との間の相対的な位置を一定に維持、あるいは、画像認識処理手法を用いて切屑の流出方向を解析し、当該解析結果に基づいてスプールの位置等を修正している。

しかしながら、特許文献１〜３では、一度キャッチした後の線状切粉を自動的に回収し続けることは可能であるが、生成された線状切粉を自動的にキャッチするのは非常に難しかった。例えば、特許文献１の場合、カットブロアの吸引口で、一度、キャッチした線状切粉を、自動的に回収し続けることは可能である。しかし、キャッチする前の線状切粉をカットブロアの吸引口で吸引してキャッチするためには、当該カットブロアの吸引口を、生成されてくる線状切粉の先端近傍に位置させなければならない。しかし、線状切粉の流出方向は、加工条件や周辺環境の変化によって大きく変化するため、正確に予測することは、非常に困難であった。結果として、カットブロアの吸引口を、線状切粉の先端近傍に配置することは難しく、線状切粉を自動的にキャッチすることは難しかった。特許文献２，３の技術でも同様であり、加工に伴い生成され出した線状切粉の先端位置を正確に予測しない限り、線状切粉を自動的にキャッチできなかった。しかし、線状切粉の先端位置の予測は、難しく、実際には、線状切粉を回収装置（カットブロア、切屑誘導路、スプール）で自動的にキャッチすることは困難であった。

そこで、本明細書では、線状切粉をより確実にキャッチして回収できる切粉処理装置を開示する。

本明細書で開示する切粉処理装置は、加工に伴い線状切粉を生成する工作機械に設置される切粉処理装置であって、前記線状切粉に接触した際に前記線状切粉を絡ませて、または、磁気吸着して保持する保持部を有し、加工点に対する前記保持部の位置が連続的に変動するように前記保持部を前記加工点の周辺で公転移動または往復移動させることで、前記保持部で前記線状切粉をキャッチする切粉キャッチ装置を備える。

保持部を遊動させることで、線状切粉の流出位置が正確に推測できなくても、保持部を容易に線状切粉に接触させることができ、ひいては、線状切粉をより確実にキャッチして回収できる。

この場合、さらに、前記線状切粉を、取り込んで廃棄する切粉廃棄装置を備えており、前記切粉キャッチ装置は、前記キャッチした線状切粉を、前記切粉廃棄装置に誘導して、投棄してもよい。

かかる構成とすることで、切粉キャッチ装置で、全ての線状切粉を回収する必要がなく、切粉キャッチ装置の構成を簡易化できる。

この場合、前記切粉キャッチ装置は、前記線状切粉をキャッチした前記保持部を、前記切粉廃棄装置側へ移動させることで、前記キャッチした線状切粉を、前記切粉廃棄装置に誘導しており、前記保持部の前記切粉廃棄装置側への移動速度は、前記線状切粉の成長速度より小さくてもよい。

保持部の移動速度を線状切粉の成長速度以下とすることで、引っ張りに起因する線状切粉の破断を効果的に防止できる。

また、前記保持部の少なくとも一部は、自転可能であってもよい。

保持部で自転可能とすることで、保持部で線状切粉をよりキャッチしやすくなる。また、保持部を自転可能とすることで、保持部で、線状切粉を巻き取って回収できる。

また、前記保持部は、突起部、屈曲部、凹凸部、湾曲部の少なくとも一つを含んでおり、前記線状切粉を係合させて保持してもよい。

かかる構成とすることで、保持部で、線状切粉をキャッチしやすくなる。

また、前記保持部は、磁石を含んでおり、磁力により強磁性体からなる線状切粉を保持してもよい。

かかる構成とすることで、強磁性体からなる線状切粉を、より確実にキャッチできる。

また、前記保持部は、前記線状切粉が絡まる絡まり部材を着脱自在に把持する把持部材を含んでおり、前記線状切粉を前記絡まり部材に絡ませて保持してもよい。

かかる構成とすることで、線状切粉を、より確実にキャッチできる。また、絡まり部材の把持を解除することで、線状切粉を切粉キャッチ装置から容易に離脱させることができる。また、この場合、線状切粉の特性に合わせて、絡まり部材の特性も変更してもよい。

また、前記保持部は、前記キャッチした線状切粉とともに前記切粉キャッチ装置から離脱可能な離脱部を含んでもよい。また、前記保持部は、本体部と、前記本体部に対して突没自在の突出部と、を有しており、前記突出部を前記本体部から突出させることで前記線状切粉を係合させて保持し、前記突出部を前記本体部内に埋没させることで前記線状切粉を当該保持部から離脱させてもよい。また、前記保持部は、電磁石を有しており、前記電磁石を通電した際に生じる磁力により前記線状切粉を保持し、前記電磁石の通電を遮断することで前記線状切粉を当該保持部から離脱させてもよい。

かかる構成とすることで、保持部で、線状切粉をキャッチしやすくなる一方で、保持した線状切粉を、切粉キャッチ装置から離脱させやすくなる。

本明細書で開示する切粉処理装置によれば、保持部を遊動させることで、線状切粉の流出位置が正確に推測できなくても、保持部を容易に線状切粉に接触させることができ、ひいては、線状切粉をより確実にキャッチして回収できる。

工作機械に組み込まれた切粉処理装置１０の動作の一例を示す図である。 工作機械に組み込まれた切粉処理装置１０の動作の一例を示す図である。 工作機械に組み込まれた切粉処理装置１０の動作の一例を示す図である。 工作機械に組み込まれた切粉処理装置１０の動作の一例を示す図である。 保持部の構成の一例を示す図である。 保持部の構成の一例を示す図である。 保持部の構成の一例を示す図である。 保持部の構成の一例を示す図である。 保持部の構成の一例を示す図である。 保持部の構成の一例を示す図である。

以下、工作機械に組み込まれる切粉処理装置１０の構成について図面を参照して説明する。図１〜図４は、工作機械に組み込まれた切粉処理装置１０の動作の一例を示す図である。切粉処理装置１０が組み込まれる工作機械は、加工に伴い切り屑が連続的に繋がった線状切粉１００が生成される加工を実施できる工作機械であれば、特に限定されない。線状切粉１００が生成される加工としては、切削加工、特に、旋削加工、孔あけ加工、ねじ切り加工等が該当する。したがって、工作機械としては、旋盤や、マシニングセンタ、旋盤およびマシニングセンタを組み合わせた複合加工機等が該当する。図１〜図４では、旋盤に組み込まれた切粉処理装置１０を例示している。

工作機械（旋盤）において、ワーク１１０は、主軸に取り付けられている。ワーク１１０を加工する際、主軸は、ワーク１１０を所定の回転軸Ｏを中心として自転させる。また、工作機械には、１以上の工具１１２を保持した刃物台（図示せず）が設けられている。刃物台は、工具１１２の先端でワーク１１０を旋削できるように、加工の進行状況に応じて、直進移動する。ここで、こうしたワーク１１０の加工に伴い、切り屑が長く連続的に繋がった線状切粉１００が発生する。線状切粉１００は、通常、強いカールがかかっており、他部材に絡まりやすくなっている。かかる線状切粉１００を、放置すると工具１１２やワーク１１０に絡まり、加工精度の悪化や、ワーク表面の傷を招く。

そこで、工作機械には、この線状切粉１００を処理するための切粉処理装置１０が設けられている。切粉処理装置１０は、線状切粉１００をキャッチする切粉キャッチ装置１２と、線状切粉１００を搬送・排出する切粉廃棄装置１４と、を備える。切粉廃棄装置１４は、投入された線状切粉１００を、工作機械の外部まで搬送し、排出する。切粉廃棄装置１４は、ワーク１１０よりも下側、例えば、工作機械のベース面１１６の下側に設けられており、ベース面１１６には、当該切粉廃棄装置１４に連通する投入口１１７が形成されている。切粉廃棄装置１４は、投入された線状切粉１００を工作機械の外部まで搬送するチップコンベア１６を有している。チップコンベア１６の構成は、公知の種々の構成、例えば、ヒンジ式チップコンベア、スクレーパ式チップコンベア等を採用できる。また、切粉廃棄装置１４は、投入された線状切粉を裁断する破砕機構１８を有してもよい。破砕機構１８は、例えば、投入された線状切粉１００を、一対の円板状カッターで噛み込みながら切断するシュレッダー等でもよい。

切粉キャッチ装置１２は、新たに発生した線状切粉１００をキャッチし、切粉廃棄装置１４に誘導する。この切粉キャッチ装置１２は、線状切粉１００に接触した際に前記線状切粉１００を保持する保持部２０と、当該保持部２０を移動させる移動機構２２と、を備える。移動機構２２は、保持部２０を加工が行われている加工点の周辺で遊動させることができ、また、保持部２０を切粉廃棄装置１４の投入口１１７近傍まで移動させることができるのであれば、その構成は、特に限定されない。なお、ここで、「遊動」とは、加工点に対する位置が変化する動きであればよく、規則性なくフラフラと動くことは、もちろん、一定の規則性を持って動く往復運動や周回運動等も含む。図１〜図４では、移動機構２２として、複数の関節を有した多関節ロボットを例示している。ただし、移動機構２２は、他の構成、例えば、複数のスライドレールを組み合わせて成るＸＹＺテーブルや、複数のリンク部材を連結したパラレルリンク機構等でもよい。また、移動機構２２は、図１〜図４では、工作機械のベース面１１６に取り付けられているが、他の箇所、例えば、側面や天面に取り付けられてもよい。さらに、移動機構２２は、工作機械の外側に設置されていてもよい。

移動機構２２には、保持部２０が設けられている。保持部２０は、線状切粉１００に接触した際に当該線状切粉１００をキャッチして保持するような構成となっている。また、保持部２０は、必要に応じて、キャッチした線状切粉１００を、切粉キャッチ装置１２から離脱できる構成となっている。また、保持部２０は、加工の継続に伴い徐々に成長する線状切粉１００を巻き取れるように、自転する構成でもよい。

図１〜図４の例では、保持部２０は、移動機構２２の先端に取り付けられた本体部２４と、当該本体部２４から突き出した略丸棒状の離脱部２６とを有している。離脱部２６の表面は、繊維素材で覆われており、線状切粉１００が絡まりやすくなっている。また、この離脱部２６は、必要に応じて、本体部２４から離脱可能となっている。また、離脱部２６は、自転可能となっている。ただし、図１〜図４に示した保持部２０の構成は、一例であり、保持部２０は、他の構成でもよい。この保持部２０の構成のバリエーションについては、後述する。

さらに、切粉キャッチ装置１２は、保持部２０による線状切粉１００のキャッチ状態を検知するキャッチ状態検知機構を有していてもよい。キャッチ状態検知機構としては、種々、考えられるが、例えば、保持部２０の移動に対する抵抗力を検知し、当該負荷量に基づいてキャッチ状態を判断する機構でもよい。すなわち、保持部２０において線状切粉１００をキャッチしている場合、保持部２０を移動させる際の抵抗力が、キャッチしていない場合に比べて大きくなる。そこで、この保持部２０の移動の際の抵抗力を検知するトルクセンサを移動機構２２等に設けておき、当該抵抗力が一定以上の場合には、線状切粉１００をキャッチしていると判断してもよい。また、別の形態として、保持部２０を撮影するカメラを設けておき、当該カメラで撮像された画像データに基づいて、線状切粉１００のキャッチ状態を判断するようにしてもよい。

制御装置１５は、工作機械の各部の駆動を制御するもので、例えば、各種演算を行うＣＰＵや、各種プログラムやパラメータを記憶する記憶部、ユーザからの指示を受け付けるユーザインターフェース、外部機器とデータを授受するため通信インターフェース等を備えている。この制御装置１５には、ユーザインターフェースあるいは通信インターフェースを介して、加工プログラム（ＮＣプログラム）が入力される。制御装置１５は、加工プログラムを解釈したうえで、加工プログラムに従った加工を実行するべく、主軸および刃物台の駆動を制御する。また、加工の実行に伴い、制御装置１５は、切粉処理装置１０の駆動も制御する。具体的には、制御装置１５は、加工プログラムの解釈結果に基づいて、線状切粉１００の生成開始・終了のタイミング、線状切粉１００の生成速度、線状切粉１００の全長等を演算し、これら線状切粉１００を適切にキャッチして廃棄できるように、切粉処理装置１０を駆動する。

次に、この切粉処理装置１０で線状切粉１００を処理する流れについて説明する。既述した通り、制御装置１５は、加工プログラムが入力されると、当該加工プログラムに従った、加工を実行するべく、主軸および刃物台を駆動させる。工具１１２によるワーク１１０の旋削が開始すると、加工点（工具１１２とワーク１１０との接触点）からは、切り屑が連続的に繋がった線状切粉１００が生成される。線状切粉１００は、加工の継続に伴い、徐々に成長していき、長くなる。このとき、制御装置１５は、移動機構２２を駆動して、保持部２０の加工点に対する位置が変動するように、当該保持部２０を加工点の周辺で遊動させる。図１の図示例では、保持部２０は、加工点の周辺で周回している。

このように保持部２０を、遊動させるのは、線状切粉１００を確実にキャッチするためである。これについて、従来技術と比較して説明する。従来から、線状切粉１００をキャッチして回収するために、線状切粉１００をブロアで吸引したり、切屑誘導路で所望の方向にガイドしたり、スプールに巻き付けたりすることが提案されている。しかし、こうした従来の技術は、いずれも、加工点に対する切粉の回収部（吸引口、切屑誘導路、スプール）の位置がほぼ一定であった。すなわち、従来技術では、加工点に連動して回収部を動かすものの、加工点に対する回収部の位置は、ほぼ一定であった。そのため、従来技術で適切に線状切粉１００を回収するためには、回収部（吸引口、切屑誘導路、スプール）を、線状切粉１００の先端位置近傍に正確に配置する必要があった。しかし、線状切粉１００の流出方向は、加工条件によって、あるいは、加工条件とは無関係にランダムに変化する。そのため、線状切粉１００の先端位置を正確に予測するのは難しく、従来技術では、線状切粉１００を適切に回収するのは難しかった。

一方、本明細書で開示する切粉処理装置１０では、保持部２０の加工点に対する位置が変動するように、当該保持部２０を加工点の周辺で遊動させている。そのため、線状切粉１００の先端位置が正確に推測できない場合でも、保持部２０を線状切粉１００に接触させることが可能となり、線状切粉１００を保持部２０で確実にキャッチできる。

なお、この遊動の形態は、上述した通り、特に限定されず、周回運動でもよいし、直進運動でもよい。また、遊動の範囲は、加工点の近傍であれば特に限定されない。ただし、線状切粉１００の流出方向が大まかに予測できるのであれば、その予測範囲において遊動させることが望ましい。例えば、線状切粉１００が加工点の斜め下方向に流出することが予測できるのであれば、保持部２０は、当該斜め下方向において遊動させることが望ましい。また、線状切粉１００の流出方向が、全く予測できない場合には、加工点を取り囲むような軌跡で、保持部２０を周回させることが望ましい。

制御装置１５は、保持部２０により線状切粉１００がキャッチできたと判断できれば、保持部２０の遊動を停止する。ここで、線状切粉１００のキャッチ状態は、例えば、上述したキャッチ状態検知機構を用いてキャッチ状態を検知し、判断してもよい。また、別の形態として、キャッチ状態検知機構を設けず、保持部２０の遊動を一定時間継続した場合に、線状切粉１００がキャッチできたと判断してもよい。図２は、保持部２０で線状切粉１００をキャッチした状態を示している。

保持部２０で線状切粉１００がキャッチできれば、制御装置１５は、続いて、図３に示すように、移動機構２２を駆動して、当該保持部２０を投入口１１７の近傍へと移動させる。このとき、線状切粉１００が引っ張られて途中で切断することを防止するため、この保持部２０の移動速度は、線状切粉１００の生成速度より小さくする。線状切粉１００の生成速度は、主軸の回転速度やワーク１１０の外径等から算出することができ、主軸回転速度、ワーク外径等は、加工プログラムを解析することで取得できる。また、当然ながら、制御装置１５は、保持部２０および移動機構２２が、他部材（ワーク１１０や工具１１２等）と干渉しないように、これらの移動軌跡を算出する。

保持部２０が、投入口１１７の近傍かつ上方に到達すれば、制御装置１５は、キャッチした線状切粉１００を、切粉キャッチ装置１２から離脱させ、切粉廃棄装置１４の投入口１１７に投入させる。線状切粉１００の離脱方法としては、種々考えられるが、図４の例では、離脱部２６ごと、キャッチした線状切粉１００を保持部２０の本体部２４から離脱させる。離脱した離脱部２６および線状切粉１００は、重力により、投入口１１７へと落下する。切粉廃棄装置１４に投入された線状切粉１００は、その途中で破断しない限り、連続的に、切粉廃棄装置１４で回収され、搬送されていく。この切粉廃棄装置１４で線状切粉１００を回収している期間中、制御装置１５は、切粉キャッチ装置１２を、当該線状切粉１００の回収を阻害しない位置に退避させておく。

なお、線状切粉１００の切粉廃棄装置１４への誘導・投入に先だって、保持部２０において、線状切粉１００の一部または全部を巻き取ってもよい。すなわち、図２に示すように、保持部２０において、線状切粉１００をキャッチできれば、その状態で、保持部２０を自転させ、成長し続ける線状切粉１００を巻き取ってもよい。この保持部２０の自転速度は、線状切粉１００の成長速度より小さくする。

ところで、ワーク１１０の加工が一時的に中断される場合、例えば、加工方向の転換や、工具交換、加工位置の変更等が行われる場合には、線状切粉１００の成長は停止し、線状切粉１００が途切れることになる。そして、加工を再開すれば、再度、新たな線状切粉１００が生成され、成長し始めることになる。そのため、制御装置１５は、新たな線状切粉１００が生成されたと判断した場合には、保持部２０を加工点の近傍に移動させ、当該加工点の近傍で遊動させる。なお、制御装置１５は、加工の進行状況（加工の一時中断、加工再開の有無等）に基づいて、新たな線状切粉１００が生成されたか否かを判断してもよいし、カメラ等のセンサで検知された結果に基づいて新たな線状切粉１００が生成されたか否かを判断してもよい。いずれにしても、新たな線状切粉１００が生成されれば、その都度、保持部２０を遊動させ、当該新たな線状切粉１００を保持部２０でキャッチする。そして、線状切粉１００をキャッチした後は、図２〜図４を参照したように、線状切粉１００を、切粉廃棄装置１４へと誘導し、投入する。

以上の説明から明らかな通り、本明細書で開示する切粉処理装置１０によれば、線状切粉１００が生成され出したタイミングにおいて、保持部２０の加工点に対する位置が変動するように、保持部２０を加工点の周辺で遊動させている。そのため、線状切粉１００の流出位置が正確に推定できなくても、確実に保持部２０を線状切粉１００に接触させることができ、線状切粉１００を保持部２０でキャッチできる。そして、保持部２０で線状切粉１００をキャッチした後は、当該保持部２０を移動させて、線状切粉１００を切粉廃棄装置１４に誘導する。その結果、線状切粉１００が、加工点の周辺で暴れて、ワーク１１０や工具１１２に絡みつくことを効果的に防止できる。

次に、保持部２０の構成のバリエーションについて説明する。保持部２０は、既述した通り、線状切粉１００に接触した際に、当該線状切粉１００を保持できるのであれば、その構成は、限定されない。ただし、保持部２０は、キャッチした線状切粉１００を必要に応じて、移動機構２２から離脱できることが望ましい。また、保持部２０は、徐々に成長する線状切粉を巻き取り回収できるように、自転できることも望ましい。また、線状切粉の離脱を阻害しないために、保持部２０の根元や移動機構２２は、線状切粉が巻きつきにくいことが望ましい。

具体的に説明すると、保持部２０は、図５に示すように、本体部２４と、１以上の突起部２８と、を有してもよい。この場合、本体部２４は、移動機構２２の先端部に取り付けられる。本体部２４は、移動機構２２に対して自転可能であることが望ましいが、移動機構２２に対して固定でもよい。本体部２４の内部には、電磁シリンダや油圧シリンダ等のアクチュエータが内蔵されており、突起部２８を、本体部２４の先端面から突出させたり、本体部２４内に埋没させたりする。本体部２４の周面は、線状切粉１００を絡まりにくくするために、滑らかなテーパー面となっている。突起部２８は、１以上（図示例では２つ）設けられており、本体部２４に対して突没自在となっている。

線状切粉１００をキャッチする際には、当該突起部２８を本体部２４から突出させておき、当該突起部２８に、線状切粉１００を絡みつける。このとき、本体部２４を移動機構２２に対して自転させれば、線状切粉１００は、より絡みやすくなる。キャッチした線状切粉１００を離脱させる際には、図５（ｂ）に示すように、突起部２８を、本体部２４側に後退させ、当該本体部２４の内部に埋没させればよい。

また、別の形態として、保持部２０は、図６に示すように、略円筒状の本体部２４と、当該本体部２４の周面から突出する複数の突起部２８と、を有してもよい。本体部２４は、移動機構２２の先端に取り付けられている。また、本体部２４は、移動機構２２に対して自転可能であることが望ましいが、移動機構２２に対して固定でもよい。本体部２４の内部には、電磁シリンダや油圧シリンダ等のアクチュエータが内蔵されており、突起部２８を、本体部２４の周面から突出させたり、本体部２４内に埋没させたりする。突起部２８は、１以上（図示例では４つ）設けられており、本体部２４に対して突没自在となっている。

線状切粉１００をキャッチする際には、当該突起部２８を本体部２４から突出させておき、当該突起部２８に、線状切粉１００を絡みつける。このとき、本体部２４を移動機構２２に対して自転させれば、線状切粉１００は、より絡みやすくなる。キャッチした線状切粉１００を離脱させる際には、図６（ｂ）に示すように、突起部２８を、本体部２４側に後退させ、当該本体部２４の内部に埋没させればよい。

また、別の形態として、保持部２０は、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、本体部２４と、当該本体部２４から延びる離脱部２６と、を有してもよい。本体部２４は、移動機構２２の先端に取り付けられている。また、本体部２４は、移動機構２２に対して自転可能であることが望ましいが、移動機構２２に対して固定でもよい。離脱部２６は、本体部２４から離脱可能な部位である。この離脱部２６は、切粉廃棄装置１４での処理が可能な材質で構成されている。例えば、切粉廃棄装置１４が、線状切粉１００の破砕を行う破砕機構１８を有している場合には、離脱部２６は、当該破砕機構１８で破砕可能な材質で構成されている。また、離脱部２６は、いずれも、線状切粉１００が絡まりやすい形状を有している。したがって、離脱部２６は、例えば、図７（ａ）に示すように、略コ字状に屈曲した屈曲形状でもよい。また、離脱部２６は、図７（ｂ）に示す湾曲面が螺旋状に連なった略コイル状でもよい。また、離脱部２６は、図７（ｃ）に示すように、外周面に複数の凹凸部を有してもよい。凹凸部としては、図７（ｃ）に示すような周方向に延びる溝で形成されるものでもよいし、ローレット加工面のように格子状の溝で形成されるものでもよい。また、離脱部２６の表面に溝を形成するのではなく、離脱部２６の外周面を繊維シート等、微小凹凸を有するシートで覆うことで、凹凸部を形成してもよい。

線状切粉１００をキャッチする際には、離脱部２６を本体部２４から突出させておき、当該離脱部２６に、線状切粉１００を絡みつける。このとき、本体部２４を移動機構２２に対して自転させれば、線状切粉１００は、より絡みやすくなる。キャッチした線状切粉１００を離脱させる際には、離脱部２６を、本体部２４から離脱させればよい。

また、別の形態として、磁力を利用して、線状切粉１００をキャッチ・離脱してもよい。例えば、図８に示すように、保持部２０に、本体部２４と、電磁石３０と、当該電磁石３０を覆う磁性カバー３２と、を設けてもよい。この場合、保持部２０は、移動機構２２の先端に取り付けられている。また、本体部２４は、移動機構２２に対して自転可能であることが望ましいが、移動機構２２に対して固定でもよい。電磁石３０は、図示しない電源に接続されており、電流を印加することで磁力が生じ、電流を印加解除することで磁力が消失する。電磁石３０の周囲は、強磁性材料からなる磁性カバー３２で覆われている。この磁性カバー３２は、電磁石３０のコアに接しており、電磁石３０が磁化した場合には、当該磁性カバーも磁化するようになっている。かかる保持部２０は、強磁性体（鉄等）からなる線状切粉１００のキャッチに用いることができる。

線状切粉１００をキャッチする際には、電磁石３０に電流を印加させておき、磁性カバー３２を磁化させておく。強磁性体からなる線状切粉１００は、磁力により当該磁性カバー３２に付着する。また、キャッチした線状切粉１００を離脱させる際には、電磁石３０への電流の印加を解除すればよい。

また、別の形態として、保持部２０は、永久磁石を有する構成でもよい。図９は、永久磁石３４を有する保持部２０の一例を示す図である。この保持部２０は、軸方向に進退可能なシャフト３６と、シャフト３６の外周囲に固着された複数のリング状の永久磁石３４と、永久磁石３４の周囲を囲むカバー３３と、を備えている。シャフト３６は、非磁性体からなり、電磁シリンダやモータ（いずれも図示せず）により軸方向に進退する。永久磁石３４は、シャフト３６の外周囲に固着された略リング状であり、厚み方向に磁化されている。この永久磁石３４は、軸方向に、一定の間隔を開けて複数（図示例では３つ）、配設されている。このとき、軸方向に隣接する永久磁石３４の磁化の向きが逆向きになるようにしている。例えば、一つの永久磁石３４の下端面がＳ極の場合、隣接する永久磁石３４の上端面はＮ極になるように、複数の永久磁石３４を配置している。

カバー３３は、シャフト３６および永久磁石３４と同心に配された略円筒形部材である。このカバー３３には、強磁性体からなる磁性体部３３ａと、非磁性体からなる非磁性体部３３ｂが、軸方向に交互に並んでいる。この非磁性体部３３ｂの軸方向長さは、永久磁石３４の軸方向長さとほぼ等しく、非磁性体部３３ｂの軸方向配置ピッチは、永久磁石３４の軸方向配置ピッチとほぼ等しい。そして、シャフト３６が進退することで、永久磁石３４の外周面が、非磁性体部３３ｂの内周面に近接対向するキャッチ状態（図９（ａ）の状態）と、永久磁石３４の外周面が、磁性体部３３ａの内周面に近接対向する離脱状態（図９（ｂ）の状態）と、に切り替わる。

この場合、強磁性体から成る線状切粉１００をキャッチする際には、図９（ａ）に示すように、永久磁石３４の外周面が、非磁性体部３３ｂの内周面に近接対向するキャッチ状態にする。この場合、磁力線は、永久磁石３４のＮ極から磁性体部３３ａに流れた後、隣接する非磁性体部３３ｂを飛び越えて、さらに隣接する磁性体部３３ａ、Ｓ極へと流れる。換言すれば、磁界がカバー３３の外部に出る。その結果、強磁性体からなる線状切粉１００を、カバー３３で磁気吸着することができる。

一方、キャッチした線状切粉１００を離脱させる際には、図９（ｂ）に示すように、永久磁石３４の外周面が、磁性体部３３ａの内周面に近接対向する離脱状態にする。この場合、磁力線は、永久磁石３４のＮ極から、近接対向する磁性体部３３ａに流れた後、外に飛び出すことなく、Ｓ極へと流れる。換言すれば、磁界は、外部に出ず、保持部２０内でループする。この場合、線状切粉１００を磁気吸引することができないため、線状切粉１００が保持部から容易に離脱する。

また、別の形態として、保持部２０は、線状切粉１００が絡みやすい絡み部材を把持する把持部材４０を有してもよい。例えば、図１０に示すように、保持部２０は、接離自在の一対のアームを有した把持部材４０を有してもよい。線状切粉１００をキャッチする際、把持部材４０は、絡み部材４２を把持しておく。ここで、絡み部材４２は、他の線状切粉１００や、スチールウール、ブラシ等であり、いずれも、切粉廃棄装置１４に投入可能な部材である。キャッチした線状切粉１００を離脱させる際には、一対のアームを離反させ、絡み部材４２の把持を解除すればよい。

また、別の形態として、保持部２０は、接触した線状切粉１００を吸引保持する吸引機構を有してもよい。この場合、キャッチした線状切粉１００を離脱させる際には、吸引動作を停止すればよい。また、別の形態として、保持部２０は、接触した線状切粉１００を接着保持する接着剤塗布部を有してもよい。キャッチした線状切粉１００を離脱させる際には、接着塗布部を、切粉キャッチ装置１２から離脱させればよい。また、上述した形態に限らず、接触した線状切粉を保持できるのであれば、保持部２０は、他の構成でもよい。

また、保持部２０は、これまで説明した構成に加えて、または、これまで説明した構成の一部と替えて、キャッチした線状切粉１００の離脱を促進する離脱促進機構を有してもよい。離脱促進機構としては、例えば、線状切粉１００をキャッチした保持部２０に振動を付与する加振機構でもよい。また、離脱促進機構は、保持部２０にキャッチされた線状切粉１００に離脱方向の力を付与するエアブローや、クーラント吐出機構等でもよい。また、離脱促進機構は、保持部２０にキャッチされた線状切粉１００を、裁断する裁断機構でもよい。

また、切粉キャッチ装置１２は、これまで説明した構成に加えて、または、これまで説明した構成の一部と替えて、所定の箇所以外に線状切粉１００が絡みつかないような絡み防止機構を有してもよい。絡み防止機構は、例えば、保持部２０の本体部２４や、移動機構２２の先端部等に、線状切粉１００の滑りを誘発するコーティング（例えばフッ素コーティング）でもよい。また、絡み防止機構は、保持部２０の本体部２４や、移動機構２２の先端部等に、線状切粉１００の滑りを誘発する流体、例えば、油や空気を吹き付ける機構でもよい。また、保持部２０の本体部２４や、移動機構２２の先端部等は、線状切粉１００が絡まないように、先端先細りのテーパ面にしたり、凹凸のない滑面にしたりしてもよい。

また、これまで説明した構成は、いずれも一例であり、少なくとも、保持部２０を、加工点に対する位置が変動するように、加工点の周辺において遊動させて、線状切粉１００をキャッチさせる切粉キャッチ装置１２を有するのであれば、その他の構成は、変更されてもよい。

１０ 切粉処理装置、１２ 切粉キャッチ装置、１４ 切粉廃棄装置、１５ 制御装置、１６ チップコンベア、１８ 破砕機構、２０ 保持部、２２ 移動機構、２４ 本体部、２６ 離脱部、２８ 突起部、３０ 電磁石、３２ 磁性カバー、３３ カバー、３４ 永久磁石、３６ シャフト、４０ 把持部材、４２ 絡み部材、１００ 線状切粉、１１０ ワーク、１１２ 工具、１１６ ベース面、１１７ 投入口。

Claims (10)

1. 加工に伴い線状切粉を生成する工作機械に設置される切粉処理装置であって、
   前記線状切粉に接触した際に前記線状切粉を絡ませて、または、磁気吸着して保持する保持部を有し、加工点に対する前記保持部の位置が連続的に変動するように前記保持部を前記加工点の周辺で公転移動または往復移動させることで、前記保持部で前記線状切粉をキャッチする切粉キャッチ装置を備える、
   ことを特徴とする切粉処理装置。
2. 請求項１に記載の切粉処理装置であって、さらに、
   前記線状切粉を、取り込んで廃棄する切粉廃棄装置を備えており、
   前記切粉キャッチ装置は、前記キャッチした線状切粉を、前記切粉廃棄装置に誘導して、投棄する、
   ことを特徴とする切粉処理装置。
3. 請求項２に記載の切粉処理装置であって、
   前記切粉キャッチ装置は、前記線状切粉をキャッチした前記保持部を、前記切粉廃棄装置側へ移動させることで、前記キャッチした線状切粉を、前記切粉廃棄装置に誘導しており、
   前記保持部の前記切粉廃棄装置側への移動速度は、前記線状切粉の成長速度より小さい、
   ことを特徴とする切粉処理装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の切粉処理装置であって、
   前記保持部の少なくとも一部は、自転可能である、ことを特徴とする切粉処理装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の切粉処理装置であって、
   前記保持部は、突起部、屈曲部、凹凸部、湾曲部の少なくとも一つを含んでおり、前記線状切粉を係合させて保持する、ことを特徴とする切粉処理装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の切粉処理装置であって、
   前記保持部は、磁石を含んでおり、磁力により強磁性体からなる線状切粉を保持する、ことを特徴とする切粉処理装置。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載の切粉処理装置であって、
   前記保持部は、前記線状切粉が絡まる絡まり部材を着脱自在に把持する把持部材を含んでおり、前記線状切粉を前記絡まり部材に絡ませて保持する、ことを特徴とする切粉処理装置。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の切粉処理装置であって、
   前記保持部は、前記キャッチした線状切粉とともに前記切粉キャッチ装置から離脱可能な離脱部を含む、ことを特徴とする切粉処理装置。
9. 請求項１から７のいずれか１項に記載の切粉処理装置であって、
   前記保持部は、本体部と、前記本体部に対して突没自在の突出部と、を有しており、前記突出部を前記本体部から突出させることで前記線状切粉を係合させて保持し、前記突出部を前記本体部内に埋没させることで前記線状切粉を当該保持部から離脱させる、ことを特徴とする切粉処理装置。
10. 請求項１から７のいずれか１項に記載の切粉処理装置であって、
    前記保持部は、電磁石を有しており、前記電磁石を通電した際に生じる磁力により前記線状切粉を保持し、前記電磁石の通電を遮断することで前記線状切粉を当該保持部から離脱させる、ことを特徴とする切粉処理装置。

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