JPH07108435A

JPH07108435A - 工作機械の切屑除去装置

Info

Publication number: JPH07108435A
Application number: JP5250582A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Kumamoto; 聰熊本; Yutaka Noda; 豊野田; Masayori Itou; 正頼伊東; Isamu Oguma; 勇小熊; Masabumi Araki; 正文荒木
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1993-10-06
Filing date: 1993-10-06
Publication date: 1995-04-25
Anticipated expiration: 2019-03-02
Also published as: JP3502422B2

Abstract

(57)【要約】【目的】簡単な構造で切屑除去の自動化が行えるとと
もに、確実な切屑除去を効率よく行える工作機械の切屑
除去装置を提供すること。【構成】ラインセンサ40でテーブル12およびワーク13
上の画像を取り込んで切屑26を検出、制御装置20で工作
機械10を制御し、工具19に代えて主軸先端に装着した集
塵アタッチメント30で切屑26を吸引除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工作機械の切屑除去装
置に関し、工作機械による切削加工の際にテーブル上あ
るいはワーク上に付着堆積する切屑を自動的に除去でき
る装置に関する。

【０００２】

【背景技術】工作機械による切削加工や孔あけ加工等の
際には、ワークから削り取られた切屑が多量に生じる。
発生した切屑は切削油とともに流され、その多くはテー
ブル側方の排出コンベア等に排出されるようになってい
る。しかし、切屑の一部はテーブル上あるいはワーク上
に付着ないし堆積して残留し、次の加工処理等に不都合
を生じる可能性もある。特に、プラノミラー等の大型工
作機械では、ワークおよびテーブルも大型化するため、
切屑の排出が不十分となり残留する可能性が高くなる。

【０００３】このような残留切屑については、従来よ
り、作業員が目視により検査し、手作業により取り除く
ことが行われていた。しかし、人手による作業では、除
去作業自体の効率が低いうえ、作業員が機械内に立ち入
る際の安全を確保するために工作機械の運転停止が必要
であり、操業効率までが低下する原因となる。特に、近
年では、工作機械の運転の完全自動化が進められてお
り、人手作業の解消が強く求められている。

【０００４】このために、工作機械の切屑除去を人手に
よらず自動的に行えるようにする切屑除去装置の開発が
要望されている。このような要望に対し、自動化可能な
切屑除去装置として、ワーク表面の画像取り込みないし
画像処理により切屑を識別し、スクレーパ等でワーク表
面を拭ったり掃き出す等により切屑を排出コンベア等へ
と自動的に排出する装置が検討されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、切屑除去装置
として、工作機械のテーブル周辺にスクレーパ移動機構
等の専用機構を増設すると、工作機械としての構造の複
雑化や設備コストの上昇等が避けられないという問題が
ある。また、切屑除去装置の増設により、テーブル周辺
の機構が密集し、本来の加工動作や作業に支障をきたす
という問題がある。さらに、ワーク上面の画像取り込み
にあたっては、ワーク形状が複雑な場合などカメラの自
動焦点調整が頻繁に行われて処理時間が長くなり、作業
効率が低下する等の問題がある。また、画像認識の際に
切屑の大きさを正確に識別できない場合には、不必要な
細かい切屑まで除去するために処理効率が低下したり、
除去すべき切屑を確実に除去できず人手による補助が必
要になる等、やはり作業効率が低下するという問題があ
る。本発明の目的は、簡単な構造で切屑除去の自動化が
行えるとともに、確実な切屑除去を効率よく行える工作
機械の切屑除去装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、画像取り込み
による自動化を図るとともに、工作機械の主軸に工具に
代えて着脱可能な集塵アタッチメントを用い、主軸の移
動により集塵アタッチメントを切屑位置まで移動させて
切屑除去を行うことで、専用機構を最小限に抑えられる
ようにしたものである。すなわち、ワークを載置するテ
ーブルに対して相対移動可能かつ工具を着脱自在な主軸
を有する工作機械の切屑除去装置であって、前記主軸の
工具取付部に装着可能かつ切屑を吸引可能なノズルを有
する集塵アタッチメントと、前記テーブルおよび前記ワ
ークを含む画像を取り込んで各々の表面の切屑位置を検
出する切屑検出手段と、前記工作機械を制御して前記主
軸に装着された集塵アタッチメントのノズルを前記切屑
検出手段で検出した切屑位置へ移動させる切屑除去指令
手段とを備えていることを特徴とする。

【０００７】また、前記集塵アタッチメントは、前記主
軸で回転駆動されて前記ノズルから切屑を吸引するブロ
ワと、このブロワで吸入された切屑を回収する回収部と
を備えていることを特徴とする。さらに、前記主軸を支
持する主軸頭ないしコラムに設置されて前記集塵アタッ
チメントを前記主軸の工具取付部に装着した際に当該集
塵アタッチメントと接続可能な排出装置を有し、前記排
出装置は、前記ノズルに連通される吸引管路と、この吸
引管路を介して前記ノズルから切屑を吸引するブロワ
と、このブロワで吸入された切屑を前記工作機械の切屑
排出部分へ排出する排出管路とを備えていることを特徴
とする。

【０００８】そして、前記切屑検出手段は、前記工作機
械の制御装置からの加工データに基づいて前記ワークの
上面高さ毎に検出エリアを設定するエリア設定部と、前
記画像取り込み処理の際に前記エリア毎のワーク上面高
さに基づいて焦点設定を行う焦点設定部と、前記切屑位
置の検出処理の際に前記エリア毎のワーク上面高さに基
づいて切屑の寸法補正を行う高さ補正部とを有すること
を特徴とする。さらに、前記切屑除去指令手段は、前記
集塵アタッチメントの装着および前記ノズルを切屑位置
へ移動する指令を前記工作機械の制御装置に読み込み可
能な加工データ形式で出力することを特徴とする。

【０００９】

【作用】このような本発明においては、主軸に工具を
装着した状態でワークの加工を行った後、適宜な時点で
切屑検出手段でワーク等の画像を取り込んで各々の表面
の切屑位置を検出し、切屑除去指令手段で工作機械を制
御し、工具に代えて集塵アタッチメントを装着し、主軸
をテーブルに対して相対移動させてノズルが先に検出し
た切屑位置に来るように移動させることで、切屑の吸引
ないし除去が確実かつ効率よく行われる。

【００１０】ここで、集塵アタッチメント内にブロワお
よび回収部を設ける場合には、主軸の駆動力を利用して
切屑吸引が行われ、適宜切屑が溜まった時点で排出コン
ベア等の上方へ移動し、溜まった切屑をまとめて排出す
る。このようにすれば、ノズル、ブロワおよび回収部が
一括して集塵アタッチメント内に設けられるため、工作
機械自体に専用装置等を増設する必要がなく、集塵アタ
ッチメントは通常の工具と同様に取り扱うことができ、
自動化のための構造の簡略化およびコスト低減等を図る
ことが可能である。

【００１１】また、主軸頭からコラムに到る排出装置を
設ける場合には、集塵アタッチメントを主軸に装着する
ことで排出管路が接続されてノズルからの吸引が行える
ようになる。これにより、吸引した切屑はそのまま排出
コンベア等に排出されるため、連続的な吸引ないし排出
により作業効率が一層向上される。そして、ノズル部分
を主軸に装着してワークの任意部分へ移動させるととも
に、ブロワ等を主軸頭ないしコラム等に設置したため、
強力なブロワ等を用いても集塵アタッチメントが大型化
する等の不都合を回避できる。

【００１２】一方、切屑検出手段においては、加工デー
タに基づいてワークの上面高さを求め、この高さに応じ
て焦点調整を行うことで、画像取り込み処理を効率よく
行えるようになり、この高さに基づいて切屑の寸法等を
補正することで切屑検出の精度等を向上できるようにな
る。さらに、切屑除去指令手段においては、集塵アタッ
チメントの装着およびノズルを切屑位置へ移動する指令
を工作機械の制御装置に読み込み可能な加工データ形式
で出力することで、工作機械や制御装置に専用装置や専
用プログラム等を追加設定する必要がなく、一層の簡略
化およびコスト低減が図れることになる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１ないし図５には、本発明の第一実施例が示さ
れている。本実施例は、主軸に着脱可能な集塵アタッチ
メントにノズルおよびブロアを一括して装備したもので
ある。

【００１４】図１において、工作機械10は、一方向に延
びるベッド11上を移動可能なテーブル12を有し、このテ
ーブル12上にはワーク13が載置されている。ベッド11に
沿って両側には切屑排出用のコンベア14が設置され、こ
のコンベア14はテーブル12やワーク13上から落下された
切屑を受け、長手方向何れかの側へ送り、当該側端部に
設けられた切屑箱等 (図示省略) に切屑を排出するよう
になっている。ベッド11およびテーブル12を跨ぐように
門型のコラム15が設置されている。コラム15上部の水平
なクロスレール16には、その長手方向へ移動自在に主軸
頭17が支持されている。主軸頭17には上下方向に貫通し
かつ上下方向へ移動自在なラム18が設けられ、ラム18に
は内部のモータで回転駆動される主軸 (図示省略) が支
持されている。

【００１５】コラム15の側方には、制御装置20およびそ
の操作を行うための操作盤21が設置されている。制御装
置20は、既存のＮＣ装置を含み、操作盤21からの外部操
作およびロードされたＮＣデータに基づいて工作機械10
の動作を制御するものである。すなわち、テーブル12を
ベッド11に沿って移動させることでテーブル12と主軸と
のＸ軸方向の相対移動が行われ、主軸頭17をクロスレー
ル16に沿って移動させることでＹ軸移動が行われ、ラム
18を主軸頭17に対して昇降させることでＺ軸移動が行わ
れる。従って、主軸先端 (図１では後述する集塵アタッ
チメント30が装着) に所望の工具19等を装着し、テーブ
ル12に対して主軸をＸ，Ｙ，Ｚの各軸方向へ相対移動さ
せることでワーク13の立体加工が行われる。

【００１６】主軸先端の工具交換を行うために、ベッド
11側方のコラム15の近傍には多数の工具19等を収めた工
具マガジン23や、工具マガジン23内の工具と主軸上の工
具とを交換する回転アーム式のツールチェンジャ27が設
置されている。また、コラム15の対向位置にはアタッチ
メントストッカ29が設置されている。アタッチメントは
アタッチメントスタンド28上に置かれていて、アタッチ
メントストッカ29から所定の位置まで移動して、ラム18
下面に取付けられたアタッメントの交換を行うようにな
っている。これらの動作も制御装置20のＮＣ装置により
制御される。

【００１７】本実施例においては、テーブル12およびワ
ーク13に付着または堆積した切屑26を除去するために、
主軸先端に装着可能な集塵アタッチメント30（図２参
照）が装備されるとともに、コラム15のクロスレール16
にはラインセンサ40（図３参照）が設置されている。ま
た、制御装置20には、工作機械10を動作制御するＮＣ装
置22とともに、集塵アタッチメント30による切屑26の除
去動作を制御する切屑検出手段50および切屑除去指令手
段60が構成されている（図４参照）。

【００１８】集塵アタッチメント30は、図２に示すよう
に、既存の工具と同様なテーパシャンク31を有し、主軸
先端の工具取付け用のコレットチャックなどに装着可能
である。テーパシャンク31はベース32に回転自在に支持
され、このベース32は主軸先端装着時に凹凸式の係合部
等でラム18に回り止めされる。また、ベース32には、箱
状の回収部34、排気用のブロワ35、回収部34に連通する
ノズル36および扉37が設けられている。ブロワ35はベル
ト35A およびプーリ35B,35C を介して主軸と一体に回転
するテーパシャンク31で駆動され、これにより回収部34
内が減圧されることでノズル36の先端から切屑26等を吸
引可能である。ノズル36の先端は主軸中心軸線の延長上
に設定される。回収部34は、エアシリンダ37A で扉37を
開閉することで吸い込んだ切屑26等を排出可能である。

【００１９】ラインセンサ40は、図３に示すように、コ
ラム15のクロスレール16の背面に下向きに傾斜して設置
され、下方のテーブル12およびワーク13に対してＹ軸方
向の直線的な走査 (図５参照; 走査幅L0) を繰り返しな
がらＸ軸方向に送られ、これにより二次元ラスタイメー
ジとして各々の画像を撮影可能な CCDカメラ41を備えて
いる。CCD カメラ41は、移動部材42および固定部材43を
介してクロスレール16の背面側に支持されている。移動
部材42は固定部材43に沿って移動可能であり、移動部材
42と固定部材43とは送りねじ機構44で連結されている。
送りねじ機構44はモータ45で駆動され、移動部材42を固
定部材43に対して移動させる。これにより、CCD カメラ
41がテーブル12やワーク13に対して近接離隔され、これ
によりCCD カメラ41の焦点調節が行われるようになって
いる。なお、CCD カメラ41の出力は制御装置20に接続さ
れ、ラインセンサ40は画像入力手段51の一部として切屑
検出手段50を構成するものとなっている。

【００２０】切屑検出手段50は、図４に示すように、画
像入力手段51、エリア設定手段52、画像識別手段53を備
えている。画像入力手段51は、前述したラインセンサ40
を含むとともに、画像データ処理部54、焦点制御部55、
走査制御部56を備えている。画像データ処理部54は、ラ
インセンサ40からの走査信号を処理する信号増幅アンプ
やＡ／Ｄ変換器を含み、ラインセンサ40からの信号に基
づいてテーブル12およびワーク13上面の画像データを作
成して画像データメモリ51A に記録する。画像データメ
モリ51A は、テーブル12のＸ−Ｙ座標系に対応されてお
り、その画像中の位置はテーブル12上の位置に一対一で
対応している。

【００２１】焦点制御部55は、ラインセンサ40のモータ
45を駆動して画像取り込みの焦点調節を行うものであ
り、既存のオートフォーカス (AF) 機構を備えている。
なお、焦点制御部55は外部から指定される焦点距離 (Ｚ
軸位置）等に応じて調整動作可能である。走査制御部56
は、ラインセンサ40の CCDカメラ41が走査 (Ｙ軸方向）
を行うタイミングを与えるタイミングパルスを発生する
とともに、ＮＣ装置22に移動指令（Ｘ軸方向）を出し、
走査位置を順次送りすることで二次元画像取り込みを実
現するものである。なお、走査制御部56はラインセンサ
40が所定の範囲内を走査するように制御するが、この範
囲は外部から指定可能である。

【００２２】エリア設定手段52は、工作機械10でワーク
13を加工するためにＮＣ装置22に与えられるＮＣデータ
22A を読み込んで解析し、ワーク13の表面高さ毎に範囲
(エリア) を設定し、各々の範囲を高さの値とともにエ
リアリストメモリ52A に記録する。前述した画像入力手
段51は、エリアリストメモリ52A に記録された各エリア
毎に画像入力を行うようになっており、焦点制御部55は
対象エリアの高さに基づいて焦点調整を行い、走査制御
部56は対象エリアを走査範囲とするようになっている。

【００２３】図５において、ワーク13が上面が高さT1,T
2 の二つの部分を有し、各々のＸ軸方向の幅は W1,W2(=
W1) 、Ｙ軸方向の長さは L1,L2となっているとする。エ
リア設定手段52は、ＮＣデータ22A から前述した各値か
ら高さT1となるW1×L1のエリアS1と、高さT2となるW2×
L2のエリアS2との二つを設定し、各々の基準位置P1,P2
とともにエリアリストメモリ52A に記録する。

【００２４】ここで、画像入力手段51は、先ずエリアS1
の画像を入力するべく、エリアリストメモリ52A からエ
リアS1の範囲および高さを読み出す。そして、焦点制御
部55は、高さT1に基づいて、焦点がテーブル12表面に合
う高さh0からT1を差し引いたh1を焦点距離としてライン
センサ40を調整する。さらに、走査制御部56は、基準位
置P1からW2×L2の広がりを有する範囲 (エリアS1) が走
査範囲内に含まれるようにラインセンサ40および工作機
械10を制御する。これにより、ラインセンサ40および画
像データ処理部54により、高さT1のエリアS1に相当する
画像データが画像データメモリ51A に記録される。

【００２５】同様な手順で、高さT2のエリアS2に相当す
る画像データが取り込まれる。さらに、各エリアの外側
のテーブル12については、高さ0 つまり焦点距離h0で走
査することで画像入力が行われる。このように、ワーク
13およびテーブル12の上面の画像は、高さ別のエリア毎
に取り込まれ、各エリアの画像が全て画像データメモリ
51A に記録されることで全体の画像として合成される。

【００２６】画像識別手段53は、画像入力手段51により
画像データメモリ51A に記録されたテーブル12およびワ
ーク13の画像を解析して切屑に相当する画像部分を検出
し、その位置および大きさを切屑リストメモリ53A に記
録してゆく。この際、画像識別手段53には高さ補正機能
が含まれており、画像識別手段53はエリアリストメモリ
52A を参照し、切屑が検出されたエリアの高さと、ライ
ンセンサ40の走査幅 (高さにより拡がりが変化する) と
から、当該切屑の画像データメモリ51A 上での大きさを
補正して大きさを確定するようになっている。なお、画
像識別手段53の基本的な画像認識手法としては、例えば
幾何学的な加工面に対して非幾何学的な形状を切屑とし
て認識する等の手法、あるいは他の既存の画像識別手法
が適宜利用できる。

【００２７】切屑除去指令手段60は、前述した切屑検出
手段50で作成された切屑リストメモリ53A に基づいて、
切屑除去動作に必要な手順を含む切屑除去ＮＣデータ60
A を作成するものである。切屑除去ＮＣデータ60A は、
ＮＣ装置22で解析されて工作機械10により実行されるも
のであり、集塵アタッチメント30を装着させる指令、切
屑リストメモリ53A に記録された各切屑位置へ順次移動
する指令、各位置において集塵アタッチメント30のノズ
ル36で切屑26等を吸引する指令、所定量の切屑を吸い込
んだらコンベア14まで移動して切屑を排出する指令を含
み、各行程が最短かつ効率よく行われるように最適化
される。このような切屑除去ＮＣデータ60A を作成する
切屑除去指令手段60としては、既存のＮＣデータ自動作
成手段を適宜採用することができる。

【００２８】なお、前述した切屑検出手段50および切屑
除去指令手段60の動作、およびＮＣ装置22による工作機
械10および集塵アタッチメント30の切屑除去動作は、操
作盤21からの切屑除去要求、あるいはワーク13を加工す
るＮＣデータ22A からの切屑除去要求により実行され
る。

【００２９】このような本実施例においては、ＮＣデー
タ22A に基づいてＮＣ装置22が工作機械10を制御するこ
とで、工作機械10は適宜な工具19等を主軸先端に装着し
てテーブル12上のワーク13を加工する。加工が済んだ
ら、操作盤21からの切屑除去要求、あるいはワーク13を
加工するＮＣデータ22A からの切屑除去要求により、切
屑検出手段50による画像取り込みおよび解析が行われ
る。そして、切屑除去指令手段60により切屑除去ＮＣデ
ータ60A が作成され、この切屑除去ＮＣデータ60A に基
づいてＮＣ装置22が工作機械10に切屑26等の除去動作を
実行させる。

【００３０】すなわち、工作機械10は工具19等に代えて
集塵アタッチメント30を主軸先端に装着し、集塵アタッ
チメント30をワーク13の上方に保持するとともに、主軸
を回転させてでブロワ35を駆動し、ノズル36から吸引を
行う状態とする。この状態で、切屑26の位置へ移動し、
ラム18を下降させて集塵アタッチメント30のノズル36を
ワーク13の表面 (あるいはテーブル12の表面) に近接さ
せ、ノズル36から切屑26を吸入する。この動作を順次繰
り返すことで、ワーク13表面およびテーブル12表面の切
屑を吸い込んでゆく。

【００３１】切屑除去ＮＣデータ60A に指定された全て
の切屑が処理できたら、工作機械10は集塵アタッチメン
ト30をコンベア14の上方へ移動させ、扉37を開いて回収
部34内に吸入された切屑をコンベア14上に排出する。な
お、切屑吸入の処理中であっても、回収部34内のセンサ
等で切屑が満杯に近いことが検出された際には、割り込
み処理により切屑排出が行われる。

【００３２】このような本実施例によれば、工作機械10
の主軸先端に集塵アタッチメント30を装着し、これを切
屑26等の位置に移動させて先端のノズル36から吸引回収
することで、ワーク13およびテーブル12上の切屑を確実
かつ効率よく除去することができる。特に、集塵アタッ
チメント30内にブロワ35を設け、このブロワ35を主軸で
駆動するようにしたため、別途駆動源を装備する必要が
なく、構造の簡略化および製造コストの低減を図ること
ができる。

【００３３】また、集塵アタッチメント30内に回収部34
を設け、切屑26等を溜めておいて後でコンベア14に排出
するようにしたため、切屑を別の部分へ移送する配管等
が必要なく、主軸周辺の構造を複雑化させる可能性を解
消することができる。そして、ノズル36、ブロワ35およ
び回収部34を一括して集塵アタッチメント30として構成
したため、集塵アタッチメント30を通常の工具と同様に
取り扱うことができる。このため、工作機械10には改造
等が必要なく、既存の工作機械10への適用が容易である
うえ、自動化にあたってのコストを低減することができ
る。

【００３４】一方、本実施例によれば、集塵アタッチメ
ント30による切屑除去にあたって、切屑検出手段50でワ
ーク13およびテーブル12の画像を取り込んで各々の表面
の切屑26等の位置を検出し、切屑除去指令手段60からの
切屑除去ＮＣデータ60A に基づいて工作機械10を制御す
ることで、切屑除去に関する動作を全て自動化すること
ができる。

【００３５】特に、切屑検出手段50においては、加工用
のＮＣデータ22A に基づいてワーク13およびテーブル12
の上面高さ毎にエリアを設定し、各エリア毎に画像取り
込みを行うようにしたため、各エリア毎にラインセンサ
40の焦点調整を行えばよくなり、焦点調整動作を軽減簡
略化することができ、画像取り込み処理を効率よく行え
るようになる。そして、エリア設定手段52で各エリアの
範囲および高さをエリアリストメモリ52A に記録してお
くため、画像入力手段51による各エリアの画像取り込み
の際に各エリアのデータを参照することができ、処理を
効率よく行うことができる。

【００３６】すなわち、焦点制御部55では、ラインセン
サ40の焦点をエリアリストメモリ52A に記録された高さ
に予め設定するため、焦点調整のための作業を迅速容易
に行うことができる。また、走査制御部56では、エリア
リストメモリ52A に記録されたエリアの座標位置に基づ
いてラインセンサ40のＹ軸走査および工作機械10のＸ軸
移動を制御することで、確実かつ無駄のない動作を行う
ことができる。さらに、画像識別手段53においては、エ
リアリストメモリ52A に記録された高さに基づいてワー
ク13の上面高さ等による切屑画像の大きさの変化を補正
することができ、切屑検出の精度等を向上できるように
なる。

【００３７】また、切屑除去指令手段60においては、集
塵アタッチメント30の装着およびノズル36を切屑位置へ
移動する指令を、工作機械10を制御するＮＣ装置22に読
み込み可能な加工データ形式の切屑除去ＮＣデータ60A
として作成することで、工作機械10やＮＣ装置22には専
用装置の追加や専用プログラムの設定等が必要がなく、
一層の簡略化およびコスト低減が図れることになる。

【００３８】以上のような第一実施例に対し、図６ない
し図８には、本発明の第二実施例が示されている。図６
に示すように、本実施例は、主軸先端に取付けられる集
塵アタッチメント70が前記第一実施例と異なるととも
に、この集塵アタッチメント70からの切屑を排出する排
出装置71がコラム15に追加設置されている点で前記第一
実施例と異なる。ただし、工作機械10の他の部分および
制御装置20は全て前記第一実施例と同様であり、簡略化
のため同じ部分については同じ符号を付して説明を省略
し、以下には異なる部分である集塵アタッチメント70お
よび排出装置71についてのみ説明を行う。

【００３９】集塵アタッチメント70は、図７のように、
前記第一実施例の集塵アタッチメント30と同様なテーパ
ーシャンク31、ベース32、ノズル36を備えている。ただ
し、テーパーシャンク31は必ずしもベース32に対して回
転自在ではない。ノズル36は、ベース32から下方へ延び
るとともに、側方へ伸びかつ上端に屈曲された略Ｌ字型
の接続管36A に連通されている。

【００４０】排出装置71は、図８にも示すように、コラ
ム15の背面に設置されたブロア75を有し、ブロア75の吸
気側には吸引管路72が接続され、排気側には排気管路73
が接続されている。ブロア75は内蔵のモータ (図示省
略) により駆動されるとともに、ブロア75内には吸引管
路72から吸引した空気を濾過して切屑を回収するフィル
タ (図示省略) が設けられ、ここで回収された切屑は排
出管路74を通してベッド11側方のコンベア14へと排出さ
れるようになっている。

【００４１】吸引管路72は、ラム18の先端に設置された
ノズル接続部72A (図６参照) 、この接続部72A からク
ロスレール16上面に到る中間パイプ72B 、クロスレール
16上面に設置されたスライド接続部72C により構成され
ている。ノズル接続部72A は、主軸先端に集塵アタッチ
メント70を装着した際に、その接続管36A が接続され、
ノズル36にまで連通されるようになっている。中間パイ
プ72B は、途中が二重管または蛇腹状とされて上下長さ
が伸縮自在になっており、ラム18の昇降に伴って集塵ア
タッチメント70が上下に移動した際にも、ノズル接続部
72A とスライド接続部72C との連通が確保できるように
なっている。

【００４２】スライド接続部72C は、背面側がブロワ75
に接続されているとともに、前面側にはクロスレール16
に沿って延びる長い開口を有し、中間パイプ72B の上端
はこの開口に長手方向へ移動自在に接続されている。開
口の中間パイプ72B 接続部分の周辺は伸縮自在な蛇腹式
またはスライドシャッタ式のシール部材72D で気密シー
ル状態で覆われている。従って、主軸頭17がクロスレー
ル16に沿って移動した際にも、中間パイプ72Bとスライ
ド接続部72C ないしブロワ75との接続が確保され、これ
らによりノズル36からブロワ75に到る吸引管路72が構成
されている。

【００４３】このような本実施例においては、前記第一
実施例と同様な動作により、同実施例と同様な効果を得
ることができる。特に、本実施例では、集塵アタッチメ
ント70がブロワや回収部を持たないため、一層コンパク
ト化することができ、他の工具19等と同様な取扱い性を
一層高めることができる。

【００４４】また、集塵アタッチメント70から吸い込ん
だ切屑は排出装置71を通して直にコンベア14へと排出さ
れるため、前記第一実施例のように切屑が溜まったらコ
ンベア14部分まで移動して排出動作を行う等の必要がな
く、切屑吸引動作を連続して行うことができ、作業効率
を一層高めることができる。さらに、排出装置71では、
吸引管路72をラム18およびクロスレール16方向へ移動自
在に構成したため、各々の移動があった際でも吸引動作
を確実に行うことができる。

【００４５】図９ないし図10には、本発明の第三実施例
が示されている。図９に示すように、本実施例は、前記
第二実施例と同様な集塵アタッチメント70を用い、この
集塵アタッチメント70からの切屑を排出する排出装置71
を用いるが、図10に示すように、ブロワ75がコラム15背
面のコンベア14上に設置されている点、吸引管路76を用
いる点が異なる。ただし、他の部分は前記第二実施例と
同様であり、簡略化のため同じ部分については同じ符号
を付して説明を省略し、以下には異なる部分であるブロ
ワ75および吸引管路76についてのみ説明を行う。

【００４６】ブロワ75は、吸引管路76を介して集塵アタ
ッチメント70から空気および切屑を吸い込む点、濾過し
た空気を排気管路73から排出する点は前記第二実施例と
同様であるが、コラム15背面のコンベア14上に設置され
ており、極く短いスロープ状の排出管路74を通して濾し
取った切屑を直接排出できるようになっている。

【００４７】吸引管路76は、ノズル接続部72からクロス
レール16上面を経てコラム15背面下部に到る管路であ
る。ここで、ノズル接続部72近傍部分にラム18の昇降に
応じて伸縮する部分を備えている点は前記第二実施例と
同様であるが、本実施例の吸引管路76は、クロスレール
16上面部分にも伸縮自在な二重管部分76A を有し、かつ
クロスレール16の正面および背面の垂直な管路部分には
回転自在なジョイント76B,76C を備えている。このた
め、主軸頭17がクロスレール16に沿って移動した際に
は、ジョイント76B,76C が回動するとともに、二重管部
分76A が伸縮することで、吸引管路76としての連通が維
持されるようになっている。

【００４８】このような本実施例においては、前記第二
実施例と同様な動作により、同実施例と同様な効果を得
ることができる。特に、本実施例では、ブロワ75がコラ
ム15背面のコンベア14上に設置されているとともに、二
重管部分76A およびジョイント76B,76C により主軸頭17
の移動に対応するようにしたため、クロスレール16上面
の設備を一層簡略化することができる。

【００４９】なお、本発明は前記各実施例に限定される
ものではなく、以下に示すような変形等も本発明に含ま
れるものである。すなわち、前記第二実施例および第三
実施例において、ブロワ75はコラム15あるいは近傍のコ
ンベア14に配置し、工作機械10毎に設けるようにした
が、工作機械10とは別の部分に設置してもよく、他の工
作機械10の排出装置71と共用するブロワを用いてもよ
い。また、吸引管路72、76をラム18および主軸頭17の移
動に対応させるための構造は前述したスライド、伸縮、
回転等に限らず、柔軟なチューブ等を用いるとしてもよ
く、実施にあたって適宜選択すればよい。

【００５０】さらに、前記第一実施例において、ブロワ
35の駆動は主軸の回転によるものではなく、モータ等で
駆動するようにしてもよい。そして、回収部34の扉37の
開閉もエアシリンダ36に限らず、ソレノイドやモータ等
を用いるとしてもよい。また、扉37の開閉は回動式に限
らず、スライド式等であってもよい。

【００５１】一方、前記各実施例において、切屑の吸引
除去に先立つ画像取り込みにあたって、ラインセンサ40
による直線的な走査を繰り返してラスタスキャンを行っ
たが、CCD 等を二次元的に配列したカメラを用いて直接
二次元画像を取り込み、電気的に処理してラスタデータ
としてもよく、画像取り込みにあたっての具体的な処理
は既存の手法を適宜採用すればよい。

【００５２】また、切屑検出手段50において、エリア毎
の画像取り込み、取り込みにあたってのエリア毎の焦点
設定などは本発明に必須ではなく、ワーク13およびテー
ブル12上の全体画像を一括して取り込んでもよい。そし
て、画像識別の際のエリア毎の高さ補正についても同様
である。ただし、前記各実施例のように、エリア毎の調
整等を行うことで、切屑検出の精度を向上することがで
きる。

【００５３】さらに、切屑除去指令手段60により、切屑
検出手段50で作成した切屑リストに基づいて切屑除去Ｎ
Ｃデータ60A を作成し、ＮＣ装置22によって工作機械10
に切屑除去動作を行わせるようにしたが、切屑検出手段
50で作成した切屑リストに基づいて直接工作機械10を制
御するハードウェア等を用いてもよい。そして、切屑検
出手段50および切屑除去指令手段60は、適宜なコンピュ
ータシステムとソフトウェアプログラムにより実現すれ
ばよく、コンピュータシステムとして工作機械10に既設
の制御装置20あるいはそのＮＣ装置22を利用し、追加ソ
フトウェアにより切屑検出手段50および切屑除去指令手
段60を構成するようにしてもよい。

【００５４】この他、工作機械10、制御装置20等の構成
や形式なども前記各実施例に限定されるものではなく、
本発明は多様な工作機械に適用することができ、適用に
より前述したような優れた効果を得ることができる。

【００５５】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、切屑の除去にあたって画像取り込みを行うととも
に、主軸に工具と代替装着される集塵アタッチメントで
切屑を吸引するようにしたため、切屑除去作業を全自動
化することができ、確実な切屑除去を効率よく行うこと
ができるとともに、専用機構を抑えて構造を簡略化しか
つ製造コストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例の全体構成を示す斜視図。

【図２】前記第一実施例の集塵アタッチメントを示す斜
視図。

【図３】前記第一実施例のラインセンサを示す斜視図。

【図４】前記第一実施例の制御装置を示すブロック図。

【図５】前記第一実施例の画像取り込みを示す斜視図。

【図６】本発明の第二実施例の全体構成を示す斜視図。

【図７】前記第二実施例の集塵アタッチメントを示す斜
視図。

【図８】前記第二実施例の排出装置を示す斜視図。

【図９】本発明の第三実施例の全体構成を示す斜視図。

【図10】前記第三実施例の排出装置を示す斜視図。

【符号の説明】

10 工作機械 12 テーブル 13 ワーク 14 切屑排出用のコンベア 20 制御装置 22 ＮＣ装置 22A 加工用のＮＣデータ 30 集塵アタッチメント 34 回収部 35 ブロワ 36 ノズル 40 ラインセンサ 50 切屑検出手段 52 エリア設定部 53 高さ補正部を含む画像識別手段 55 焦点設定部 60 切屑除去指令手段 60A 切屑除去ＮＣデータ 70 集塵アタッチメント 71 排出装置 72,76 吸引管路 74 排出管路 75 ブロワ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小熊勇静岡県沼津市大岡2068の３東芝機械株式会社沼津事業所内 (72)発明者荒木正文静岡県沼津市大岡2068の３東芝機械株式会社沼津事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ワークを載置するテーブルに対して相対
移動可能かつ工具を着脱自在な主軸を有する工作機械の
切屑除去装置であって、前記主軸の工具取付部に装着可能かつ切屑を吸引可能な
ノズルを有する集塵アタッチメントと、前記テーブルお
よびワークを含む画像を取り込んで各々の表面の切屑位
置を検出する切屑検出手段と、前記工作機械を制御して
前記主軸に装着された集塵アタッチメントのノズルを前
記切屑検出手段で検出した切屑位置へ移動させる切屑除
去指令手段とを備えていることを特徴とする工作機械の
切屑除去装置。
【請求項２】請求項１に記載した工作機械の切屑除去
装置であって、前記集塵アタッチメントは、前記主軸で回転駆動されて
前記ノズルから切屑を吸引するブロワと、このブロワで
吸入された切屑を回収する回収部とを備えていることを
特徴とする工作機械の切屑除去装置。
【請求項３】請求項１に記載した工作機械の切屑除去
装置であって、前記主軸を支持する主軸頭ないしコラムに設置されて前
記集塵アタッチメントを前記主軸の工具取付部に装着し
た際に当該集塵アタッチメントと接続可能な排出装置を
有し、前記排出装置は、前記ノズルに連通される吸引管路と、
この吸引管路を介して前記ノズルから切屑を吸引するブ
ロワと、このブロワで吸入された切屑を前記工作機械の
切屑排出部分へ排出する排出管路とを備えていることを
特徴とする工作機械の切屑除去装置。
【請求項４】請求項１から請求項３までの何れかに記
載した工作機械の切屑除去装置であって、前記切屑検出手段は、前記工作機械の制御装置からの加
工データに基づいて前記ワークの上面高さ毎に検出エリ
アを設定するエリア設定部と、前記画像取り込み処理の
際に前記エリア毎のワーク上面高さに基づいて焦点設定
を行う焦点設定部と、前記切屑位置の検出処理の際に前
記エリア毎のワーク上面高さに基づいて切屑の寸法補正
を行う高さ補正部とを有することを特徴とする工作機械
の切屑除去装置。
【請求項５】請求項１から請求項４までの何れかに記
載した工作機械の切屑除去装置であって、前記切屑除去指令手段は、前記集塵アタッチメントの装
着および前記ノズルを切屑位置へ移動する指令を前記工
作機械の制御装置に読み込み可能な加工データ形式で出
力することを特徴とする工作機械の切屑除去装置。