JP7428531B2

JP7428531B2 - Machine Tools

Info

Publication number: JP7428531B2
Application number: JP2020022937A
Authority: JP
Inventors: 一裕渡邉
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2020-02-14
Filing date: 2020-02-14
Publication date: 2024-02-06
Anticipated expiration: 2040-02-14
Also published as: JP2021126732A

Description

本開示は、工作機械に関するものである。 The present disclosure relates to machine tools.

空気圧源から供給される加圧空気に異常がある場合に機械本体を停止する工作機械が知られている（例えば、特許文献１参照。）。 2. Description of the Related Art A machine tool is known that stops its main body when there is an abnormality in pressurized air supplied from an air pressure source (for example, see Patent Document 1).

特開２０１０－９９７７６号公報Japanese Patent Application Publication No. 2010-99776

高温多湿の環境下に設置される工作機械においては、加圧空気に水分が多く含まれているため、そのまま工作機械に供給されると機構部に錆が発生する可能性がある。しかしながら、加圧空気の異常を検知して機械本体を停止させてしまったのでは、生産効率が著しく低下する。したがって、加圧空気に異常があっても、機械本体にダメージを与えず、かつ、生産効率の低下を抑制することが望ましい。 In machine tools installed in high temperature and humid environments, pressurized air contains a lot of moisture, so if it is supplied to the machine tool as is, there is a possibility that rust will occur in the mechanical parts. However, if an abnormality in the pressurized air is detected and the machine body is stopped, production efficiency will be significantly reduced. Therefore, even if there is an abnormality in the pressurized air, it is desirable to prevent damage to the machine body and to suppress a decrease in production efficiency.

本開示の一態様は、工作機械本体と、制御装置とを備え、前記工作機械本体が、空気圧源から供給される加圧空気により作動する１以上の空気圧機器と、前記加圧空気内の不純物の含有量に関する情報を検出するセンサとを備え、前記制御装置が、前記センサにより検出された前記含有量に関する情報に基づく前記含有量が所定の閾値よりも多い場合において、少なくとも１つの前記空気圧機器に供給する前記加圧空気の供給量を低下させ、かつ、前記加圧空気の供給量の低下に応じて、前記工作機械本体による加工条件を調整し、または前記空気圧機器の動作時間を増大させる工作機械である。
One aspect of the present disclosure includes a machine tool main body and a control device, wherein the machine tool main body includes one or more pneumatic devices operated by pressurized air supplied from a pneumatic source, and an impurity in the pressurized air. and a sensor that detects information regarding the content of at least one of the Reduce the supply amount of the pressurized air supplied to the pneumatic equipment , and adjust the machining conditions by the machine tool body according to the decrease in the supply amount of the pressurized air, or adjust the operation time of the pneumatic equipment. It is a machine tool that increases

本開示の一実施形態に係る工作機械を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a machine tool according to an embodiment of the present disclosure. 図１の工作機械を示すブロック図である。2 is a block diagram showing the machine tool of FIG. 1. FIG. 図１の工作機械の変形例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a modification of the machine tool shown in FIG. 1;

本開示の一実施形態に係る工作機械１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る工作機械１は、図１に示されるように、工作機械本体２と制御装置３とを備えている。 A machine tool 1 according to an embodiment of the present disclosure will be described below with reference to the drawings.
The machine tool 1 according to this embodiment includes a machine tool main body 2 and a control device 3, as shown in FIG.

工作機械本体２は、開閉可能な扉４を有するカバー５、カバー５の内側に配置され、加工対象となるワークＷを搭載するテーブル６およびカバー５の内側に配置されワークＷを加工するための工具７を装着する主軸８等の機構部９を備えている。
工作機械本体２の外部には、加圧空気を供給する空気圧源１０が配置されている。 The machine tool main body 2 includes a cover 5 having an openable/closable door 4, a table 6 placed inside the cover 5, on which a workpiece W to be machined is mounted, and a table 6 placed inside the cover 5 for processing the workpiece W. It is provided with a mechanical part 9 such as a main shaft 8 to which a tool 7 is mounted.
An air pressure source 10 that supplies pressurized air is arranged outside the machine tool body 2.

カバー５に備えられた扉４は、図示しないエアシリンダにより駆動される。
テーブル６に備えられワークＷをテーブル６に固定または固定解除するクランプ１１は加圧空気により駆動される。 The door 4 provided on the cover 5 is driven by an air cylinder (not shown).
A clamp 11, which is provided on the table 6 and fixes or releases the workpiece W from the table 6, is driven by pressurized air.

また、機構部９は、内部に加圧空気が供給され、潤滑液あるいはそのミストが内部に留まることを抑制するためにエアパージが行われる。
したがって、扉４のエアシリンダ、クランプ１１および機構部９は、加圧空気が供給されることにより作動する空気圧機器１９を構成している。 Further, pressurized air is supplied to the inside of the mechanism section 9, and air purging is performed to prevent lubricating fluid or its mist from remaining inside.
Therefore, the air cylinder of the door 4, the clamp 11, and the mechanism part 9 constitute a pneumatic device 19 that operates by being supplied with pressurized air.

工作機械本体２と空気圧源１０との間には空気圧回路１３がエアチューブ１２により接続されている。
空気圧回路１３は、図２に示されるように、空気圧源１０から供給されてくる加圧空気から不純物を分離するフィルタ１４およびフィルタ１４により分離された不純物を排出するドレン排出器１５を備えている。ここで、不純物は、例えば、加圧空気中に含有される水分である。 A pneumatic circuit 13 is connected between the machine tool body 2 and the pneumatic source 10 by an air tube 12.
As shown in FIG. 2, the pneumatic circuit 13 includes a filter 14 that separates impurities from the pressurized air supplied from the pneumatic source 10, and a drain discharger 15 that discharges the impurities separated by the filter 14. . Here, the impurity is, for example, moisture contained in pressurized air.

ドレン排出器１５は、不純物の堆積量（液位：不純物の含有量に関連する情報）を検出するセンサ１６を備え、センサ１６により所定量の不純物が検出された場合に、不純物を外部に排出し、排出した旨の信号を外部に出力する。
また、空気圧回路１３は、フィルタ１４を通過した加圧空気の流量を調節するレギュレータ１７および加圧空気の供給または停止を切り替えるバルブ１８を備えている。図では空気圧機器１９および機構部９に対して単一のレギュレータ１７およびバルブ１８を図示しているが、実際には、各空気圧機器１９および機構部９に個別にレギュレータ１７およびバルブ１８が接続されている。 The drain discharger 15 includes a sensor 16 that detects the accumulated amount of impurities (liquid level: information related to the content of impurities), and discharges the impurities to the outside when a predetermined amount of impurities is detected by the sensor 16. and outputs a signal to the outside indicating that it has been discharged.
The pneumatic circuit 13 also includes a regulator 17 that adjusts the flow rate of the pressurized air that has passed through the filter 14, and a valve 18 that switches between supplying or stopping the pressurized air. Although the figure shows a single regulator 17 and valve 18 for each pneumatic device 19 and mechanism section 9, in reality, the regulator 17 and valve 18 are individually connected to each pneumatic device 19 and mechanism section 9. ing.

制御装置３は、ドレン排出器１５から送信されてくる不純物の排出履歴を時刻とともに記憶するメモリ２０を備えている。また、制御装置３は、メモリ２０に記憶された排出履歴に基づいて、不純物の堆積速度を算出する堆積速度算出部２１を備えている。 The control device 3 includes a memory 20 that stores the impurity discharge history transmitted from the drain discharger 15 along with the time. The control device 3 also includes a deposition rate calculation unit 21 that calculates the deposition rate of impurities based on the discharge history stored in the memory 20.

さらに、制御装置３は、堆積速度が所定の閾値を超えているか否かを判定する判定部２２と、判定の結果、堆積速度が所定の閾値を超えている場合に、レギュレータ１７を制御して加圧空気の供給量を低下させる処理部２３とを備えている。
堆積速度算出部２１、判定部２２および処理部２３は、ハードウェアを含む１つ以上のプロセッサを備えている。 Furthermore, the control device 3 includes a determination unit 22 that determines whether the deposition rate exceeds a predetermined threshold value, and a determination unit 22 that controls the regulator 17 when the deposition rate exceeds the predetermined threshold value as a result of the determination. A processing section 23 that reduces the supply amount of pressurized air is provided.
The deposition rate calculation section 21, the determination section 22, and the processing section 23 include one or more processors including hardware.

また、処理部２３は、加圧空気の供給量を低下させた場合には、対応する空気圧機器１９の動作時間を増大させる。
具体的には、扉４を開閉するエアシリンダに供給する加圧空気の供給量を低下させると、扉４の開閉速度が低下するので、処理部２３が開検出および閉検出を確認するための待機時間を含めた動作時間を増大させる。 Further, when the supply amount of pressurized air is reduced, the processing unit 23 increases the operating time of the corresponding pneumatic equipment 19.
Specifically, if the supply amount of pressurized air supplied to the air cylinder that opens and closes the door 4 is reduced, the opening/closing speed of the door 4 decreases, so the processing unit 23 Increase operating time including standby time.

また、ワークＷをテーブル６に固定または固定解除するクランプ１１に供給する加圧空気の供給量を低下させると、クランプ１１の動作速度が低下するので、処理部２３が、クランプまたはアンクランプが完了したことを確認するための待機時間を含む動作時間を増大させる。
また、機構部９をエアパージする場合に、機構部９に供給する加圧空気の供給量を低下させると、機構部９から除去される水分量が低下するので、処理部２３が加圧空気の供給時間を増大させる。 Furthermore, if the supply amount of pressurized air supplied to the clamp 11 that fixes or unfixes the workpiece W to the table 6 is reduced, the operating speed of the clamp 11 decreases, so that the processing unit 23 completes clamping or unclamping. increase the operating time, including waiting time to confirm that the
In addition, when air purging the mechanism section 9, if the amount of pressurized air supplied to the mechanism section 9 is reduced, the amount of moisture removed from the mechanism section 9 will decrease, so the processing section 23 Increase feeding time.

また、制御装置３は、予め教示されたプログラムに従ってワークＷに対する加工を行う。この場合に、クランプ１１に供給する加圧空気の供給量を低下させると、クランプ１１の固定力が低下するので、処理部２３が、加工条件を調整する。例えば、テーブル６に水平な方向に工具７を移動させながらワークＷを加工する場合には、工具７の送り速度を低下させてワークＷに作用する力を軽減する。 Further, the control device 3 processes the workpiece W according to a program taught in advance. In this case, if the amount of pressurized air supplied to the clamp 11 is reduced, the fixing force of the clamp 11 will be reduced, so the processing section 23 adjusts the processing conditions. For example, when processing the workpiece W while moving the tool 7 in a direction horizontal to the table 6, the force acting on the workpiece W is reduced by lowering the feed rate of the tool 7.

このように構成された本実施形態に係る工作機械１の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る工作機械１によれば、空気圧源１０から加圧空気が供給されると、ワークＷがクランプによってテーブル６に固定され、扉４が閉じられることにより、機構部９によるワークＷの加工が行われる。 The operation of the machine tool 1 according to this embodiment configured as described above will be described below.
According to the machine tool 1 according to the present embodiment, when pressurized air is supplied from the air pressure source 10, the workpiece W is fixed to the table 6 by the clamp, and the door 4 is closed, so that the workpiece processing is performed.

空気圧源１０から供給されてきた加圧空気は、工作機械本体２に備えられた空気圧回路１３に供給され、フィルタ１４を通過することにより、不純物が除去された状態で、レギュレータ１７あるいはバルブ１８を通過して空気圧機器１９に供給される。 The pressurized air supplied from the pneumatic source 10 is supplied to the pneumatic circuit 13 provided in the machine tool main body 2, and passes through the filter 14 to remove impurities and then operates the regulator 17 or valve 18. It passes through and is supplied to the pneumatic equipment 19.

フィルタ１４によって除去された不純物はドレン排出器１５に堆積し、不純物の堆積量が所定の閾値を超えた時点でドレン排出器１５により外部に排出される。ドレン排出器１５により排出が行われる都度にドレン排出器１５から制御装置３に対し、排出した旨の信号が送られ、制御装置３において排出履歴として信号の受信時刻とともにメモリ２０に記憶される。 The impurities removed by the filter 14 are deposited in the drain discharger 15, and are discharged to the outside by the drain discharger 15 when the amount of accumulated impurities exceeds a predetermined threshold. Each time the drain discharger 15 discharges, a signal indicating that the drain has been discharged is sent from the drain discharger 15 to the control device 3, and the control device 3 stores the discharge history in the memory 20 together with the reception time of the signal.

制御装置３は、堆積速度算出部２１により、メモリ２０に記憶されている排出履歴に基づいて、不純物の堆積速度を算出する。そして、判定部２２において、不純物の堆積速度が所定の閾値を超えたか否かが判定され、超えている場合には、処理部２３によりレギュレータ１７が調整され、空気圧機器１９に送られる加圧空気の供給量が低下させられる。 The control device 3 uses the deposition rate calculation unit 21 to calculate the deposition rate of impurities based on the discharge history stored in the memory 20 . Then, the determination unit 22 determines whether or not the impurity deposition rate exceeds a predetermined threshold. If it exceeds the predetermined threshold, the processing unit 23 adjusts the regulator 17 and sends pressurized air to the pneumatic equipment 19. supply is reduced.

また、制御装置３は、処理部２３により加圧空気の供給量が低下させられたときには、動作プログラムによって動作している機構部９による加工条件を調整する。また、制御装置３は、クランプ１１の動作確認のための待機時間および扉４の開閉動作確認のための待機時間を増大させ、機構部９のエアパージにおける加圧空気の供給時間を増大させる。 Further, when the supply amount of pressurized air is reduced by the processing section 23, the control device 3 adjusts the processing conditions by the mechanism section 9 operating according to the operation program. Further, the control device 3 increases the waiting time for checking the operation of the clamp 11 and the waiting time for checking the opening/closing operation of the door 4, and increases the supply time of pressurized air in the air purge of the mechanism section 9.

このように、本実施形態に係る工作機械１によれば、不純物の堆積速度が高くなってきた場合には、空気圧機器１９に供給する加圧空気の供給量を低下させて、フィルタ１４の目詰まりを抑制することができる。そして、供給量が下げられた加圧空気により空気圧機器１９の動作速度が低下した状態であっても、待機時間あるいは供給時間の増大により、工作機械１を停止させることなく動作させ続けることができる。 As described above, according to the machine tool 1 according to the present embodiment, when the rate of accumulation of impurities becomes high, the amount of pressurized air supplied to the pneumatic equipment 19 is reduced to reduce the amount of pressurized air supplied to the filter 14. Clogging can be suppressed. Even if the operating speed of the pneumatic equipment 19 is reduced due to the reduced supply amount of pressurized air, the machine tool 1 can continue to operate without stopping by increasing the standby time or supply time. .

また、クランプ１１による固定力が低下した状態であっても、機構部９によるワークＷの加工条件を調整することにより、加工時に工具７からワークＷに作用する力を低減して、ワークＷのずれを防止しつつ加工し続けることができるという利点がある。 Furthermore, even if the fixing force by the clamp 11 is reduced, by adjusting the machining conditions of the workpiece W by the mechanism section 9, the force acting on the workpiece W from the tool 7 during machining can be reduced, and the force applied to the workpiece W can be reduced. This has the advantage that machining can be continued while preventing misalignment.

なお、本実施形態においては、不純物の含有量に関する情報として、不純物の堆積量をセンサ１６により検出したが、これに代えて、フィルタ１４の前後の差圧を検出してもよい。これにより、フィルタ１４の目詰まりの度合いを検出することができる。 In the present embodiment, the amount of accumulated impurities is detected by the sensor 16 as information regarding the content of impurities, but instead of this, the differential pressure before and after the filter 14 may be detected. Thereby, the degree of clogging of the filter 14 can be detected.

また、ドレン排出器１５に堆積している不純物の量をカメラによって撮影し取得された画像から求めてもよい。カメラはドレン排出器１５に固定されていてもよいし、ワークＷを搬送するロボットに取り付けられていてもよい。 Alternatively, the amount of impurities deposited in the drain discharger 15 may be determined from an image taken by a camera. The camera may be fixed to the drain discharger 15 or may be attached to a robot that transports the workpiece W.

また、本実施形態においては、単一のフィルタ１４により除去する不純物の量を検出したが、これに代えて、図３に示されるように、異なる不純物を分離可能な複数種のフィルタ（第１フィルタおよび第２フィルタ）２４，２５を直列に配置し、不純物毎に量を検出してもよい。例えば、加圧空気内に水分と油分が含有されている場合には、水分を除去する第１フィルタ２４と油分を除去する第２フィルタ２５とを直列に配置し、第１フィルタ２４および第２フィルタ２５にそれぞれ設けられたドレン排出器１５に貯留される水および油の量を個別に検出してもよい。具体的には、制御装置３が、センサ１６によって各ドレン排出器１５から排出される不純物の堆積量を検出し、検出された不純物の堆積量を別個の閾値により判定する。 Further, in this embodiment, the amount of impurities to be removed is detected using a single filter 14, but instead of this, as shown in FIG. The filter and the second filter) 24 and 25 may be arranged in series to detect the amount of each impurity. For example, when pressurized air contains moisture and oil, a first filter 24 for removing moisture and a second filter 25 for removing oil are arranged in series, and the first filter 24 and the second filter 25 are arranged in series. The amounts of water and oil stored in the drain dischargers 15 provided in the filters 25 may be individually detected. Specifically, the control device 3 detects the accumulated amount of impurities discharged from each drain discharger 15 using the sensor 16, and determines the detected accumulated amount of impurities based on a separate threshold value.

また、加圧空気に含有される不純物が多い場合に、加圧空気の供給量を低下させる空気圧機器１９として、扉４のエアシリンダ、クランプ１１および機構部９を例示した。これらすべての空気圧機器１９の加圧空気の供給量を低下させてもよいし、少なくとも１つについて低下させてもよい。 Moreover, the air cylinder of the door 4, the clamp 11, and the mechanism part 9 are illustrated as the pneumatic equipment 19 that reduces the supply amount of pressurized air when there are many impurities contained in the pressurized air. The supply amount of pressurized air from all of these pneumatic devices 19 may be reduced, or at least one may be reduced.

また、これに加えて、テーブル６の角度変更あるいは鉛直軸線回りの回転を行う付加軸を備え、付加軸にエアブレーキが使用されている場合には、エアブレーキを空気圧機器１９としてもよい。この場合にも、加圧空気の供給量が低下すると、付加軸を制動状態あるいは制動解除状態にするための動作時間が長くなるので、動作確認のための待機時間を増大させることが好ましい。 Further, in addition to this, an additional axis for changing the angle of the table 6 or rotating it around the vertical axis is provided, and if an air brake is used for the additional axis, the air brake may be used as the pneumatic device 19. In this case as well, if the supply amount of pressurized air decreases, the operation time for bringing the additional shaft into the braking state or the braking release state becomes longer, so it is preferable to increase the waiting time for checking the operation.

１工作機械
２工作機械本体
３制御装置
９機構部（空気圧機器）
１０空気圧源
１１クランプ（空気圧機器）
１４フィルタ
１５ドレン排出器
１６センサ
１９空気圧機器
２４第１フィルタ（フィルタ）
２５第２フィルタ（フィルタ） 1 Machine tool 2 Machine tool body 3 Control device 9 Mechanism section (pneumatic equipment)
10 Air pressure source 11 Clamp (pneumatic equipment)
14 Filter 15 Drain discharger 16 Sensor 19 Pneumatic equipment 24 First filter (filter)
25 Second filter (filter)

Claims

Equipped with a machine tool body and a control device,
The machine tool main body includes one or more pneumatic devices operated by pressurized air supplied from a pneumatic source, and a sensor that detects information regarding the content of impurities in the pressurized air,
The control device controls the supply amount of the pressurized air to be supplied to at least one pneumatic device when the content based on information regarding the content detected by the sensor is greater than a predetermined threshold. and adjusting machining conditions by the machine tool main body or increasing the operating time of the pneumatic equipment in accordance with the decrease in the supply amount of the pressurized air .

The machine tool of claim 1, further comprising a filter disposed between the pneumatic source and the pneumatic equipment to separate the impurities in the pressurized air.

The machine tool according to claim 2, wherein the sensor detects a pressure difference before and after the filter.

The filter is provided with a drain discharger for discharging the impurities separated by the filter,
A machine tool according to claim 3, wherein the sensor detects the amount of the impurity discharged by the drain ejector.

A plurality of the filters capable of separating different impurities are arranged in series,
each filter is provided with the drain ejector;
Machine tool according to claim 4, wherein the control device determines information regarding the content by a separate threshold for each drain ejector.