JP2001322049A - 工作機械の切粉清掃装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工と平行して切粉の自動排出を行って作業
の安全と稼働効率向上が図れる切粉清掃装置を提供す
る。 【解決手段】 アームの先端に切粉吸引するノズルを設
けた清掃ロボットを工作機械のクロスレールや主軸頭等
の移動体に設け、工具がワークを加工する際の加工プロ
グラムで定まる時間内に、ノズルが領域移動して切粉を
吸引できる移動経路を設計し、加工中の工具と干渉する
領域を除いた非干渉領域の経路データのみを出力して清
掃ロボットを制御し切粉を吸引して排出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は工作機械のワーク周
辺に飛散した切粉を排除するための切粉清掃装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】テーブルに固定されたワークの周辺に
は、形状の大きなワークを複雑な形状の完成品に仕上げ
る場合や、長時間の連続加工を行う場合に集積する切粉
が、加工中のワークや工具の損傷の原因となる事や、テ
ーブルの位置決め精度を低下させワークの加工精度にも
影響する事は良く知られたところである。このため従来
より各種の切粉を排除する装置が採用されている。実開
昭６０−１１７３６号公報のものは、ホースを繋いだ切
粉吸引ノズルを定位置に固定した受け部に係留してお
き、機外の定位置に設置したロボットのアームを前記受
け部に移動させてロボットの把持爪が切粉吸引ノズルを
受け取って、ロボットアームがテーブル上の所定域を移
動して清掃するものである。

【０００３】本考案では、予め設定されたプログラムに
そってロボットが作動するので切粉処理が連続的にしか
も無人運転が可能であると記載されている。しかし、本
考案ではロボット爪が定位置に係留したホース付ノズル
を把持できるように、ロボット爪に対応した溝付の二つ
の割リングを係留位置から取り外したときを検出して吸
引を開始するようにしたものである。従って本考案にお
いては主軸とワークとの関係において切粉処理を連続的
にかつ無人運転で実施できる手段はなにも開示されてい
ない。

【０００４】また特開平３−１６６０３６号公報の切粉
清掃装置を備えた立形マシニングセンタ１０１を図８，
図９に示す。図において本装置はノズルホルダ１０３専
用のアーバ１０２、清掃装置本体１０４、ノズルホルダ
の移動手段１０５、ノズルホルダ１０３に内蔵される連
続手段１０６、主軸制御装置１１４とから構成されてい
る。

【０００５】主軸１０８を枢支する主軸台１０９はコラ
ム１１０に摺動自在に支持される。コラム１００には多
数の工具１１１を収納するマガジン１１２および工具１
１１を主軸１０８側を自動交換するための交換機能１１
３を有する自動工具交換装置１１７が取り付けられてい
る。また、コラム１１０には主軸制御装置１１４が固定
される。テーブル１１５はベース１１６上に支持され
る。なお、切削加工によた発生した切粉は主としてテー
ブル１１５上に飛散する。

【０００６】アーバ１０２はマガジン１１２内に収納さ
れる工具１１１のテーパシャンクと同一形状のテーパシ
ャンク１１７と、交換機能１１３の図示しないアームが
係止する把持部１１８およびその先端側に設けた段付状
の係止部１１９とを有するものからなる。アーバ１０２
は不使用時には工具１１１と同様にマガジン１１２内に
収納され、使用時には既設の交換機能１１３により主軸
１０８側と自動交換される。

【０００７】ノズルホルダ１０３は切粉（図略）を吸引
するためのノズル１２０を下方に突出させ、これと直交
する位置にフレキシブルホース１２１に連結される接続
管１２２を有する枠体１２３より形成され、枠体１２３
の上方にはアーバ１０２の係止部１１９に係止する片側
開きの係止部が形成されるとともに、その中間部には連
結手段１０６の一つであるコンパクトシリンダ１２５が
固体される。ノズル１２０と接続管１２２とは枠体１２
３内に形成される連通管１２６を介して互いに連通す
る。

【０００８】清掃装置本体１０４に連結するフレキシブ
ルホース１２１はノズルホルダ１０３の接続管１２２に
連結される。移動手段１０５はエアシリンダ１２７と、
そのピストンロッド１２８およびピストンロッド１２８
と共に移動するロッド１２９とから構成され、ロッド１
２９の先端側には片側開きの係止部１３０が形成され
る。なお、エアシリンダ１２７は機械の固定側のコラム
１１０に固定されて固持されると共に、図示しない既設
の空気源に連通する。 連結手段１０６はコンパクトシ
リンダ１２５からなり、そのピストン１３１に連結する
係止頭１３２はアーバ１０２の係止部１１９および移動
主軸１０５のロッドの係止部１３０にそれぞれ係合す
る。また、コンパクトシリンダ１２５も図示しない既設
の空気源に連通する。

【０００９】上述した特開平３−１６６０３６号公報に
おいては、予めコラム１１０の定位置に切粉吸引用のノ
ズル１２０を待機させておき加工のみを続行する。加工
完了後工具をマガジン１１２に収納しノズルホルダ１０
３を主軸１０８に装着し、該ノズルホルダにノズル１２
０を直進移動させ待機するノズルホルダ１０３に換着し
係止部１３０が定位置へ復帰する。主軸１０８に装着さ
れ一体となったノズル１２０は所定の軌跡移動を主軸制
御装置１１４で制御される。ワーク周辺の切粉の吸引完
了後加工が再開される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】切粉の機外への排出を
加工の前後に行うのは安全上好ましいが加工機の作業効
率が低下する。また長時間の加工で作業が夜半に及んだ
り、２４時間操業の場合には切粉を適宜継続的に排出す
る必要が生ずる。特に加工機が大形になりワークテーブ
ル上に複数のワークを載せて加工する場合は排出すべき
切粉も特に増加する。

【００１１】従って切粉が発生して、あまり時間が経過
しないうちに切粉を機外へ搬出することも必要となる。
加工中に切粉吸引ができず工具の停止時にのみ切粉を清
掃する場合は、大形工作機械においては長時間の可動停
止となり加工能率の著しい低下による加工コストの上昇
をもたらすものである。

【００１２】本発明は従来技術の有するこのような問題
に鑑みなされたものであり、その目的とするところは加
工作業と平行して、切粉を機外へ排出するために、本機
移動体に切粉清掃ロボットを設け、テーブル上のワーク
や治具と工具の動きと干渉することがない切粉吸引ノズ
ルの清掃経路を移動して切粉を早期に排除すると共に加
工能率の低下を防ぐ切粉清掃装置を提供するものであ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに請求項１に記載された本発明は、数値制御工作機械
の切粉清掃装置であって、位置決め可能な移動体と、前
記移動体に設けられ切粉を吸引するノズルを先端に有す
る清掃ロボットと、一端が前記ノズルと他端が切粉吸引
源に接続され前記切粉を搬送する可撓管と、前記ノズル
の清掃動作情報を記憶する清掃動作情報記憶部と、該清
掃動作情報記憶部の清掃動作情報に基づいて前記工作機
械の動作に対応して前記清掃ロボットを制御する清掃ロ
ボット制御部とを含んでなり、ワーク加工中に切粉を吸
引して排出するものである。

【００１４】請求項１の発明によれば、工作機械の主な
構成要素であって移動位置決め可能な移動体に清掃用ロ
ボットを設け主な機能部分の動きを妨げず且つ生ずる切
粉を最も効率よく吸引して機外へ機械稼働中に継続して
機外へ搬出しようとするものであって、機内に清掃ロボ
ットを設けるので機外に据え付け場所が不要であり清掃
ロボットによる作業であるため２４時間の操業が可能で
切粉の機外へ排出を人手によらないで行うので作業者の
安全が確保できる。

【００１５】また、請求項２に記載された本発明は、前
記移動体は加工工具の移動位置決めに関与する工作機械
の本体構造物としたものである。請求項２の発明によれ
ば、切粉清掃装置は清掃ロボットがワークのテーブルへ
の脱着や工具交換に支障がない位置にあり、且つ工具の
移動位置決めに関与する工作機械の本体構造物に取着さ
れるので、切粉吸引装置のためのスペースが小さくて済
むほか、ロボットの動作範囲も小さくて済み、簡素且つ
低コストで実現可能となる。例えば門形工作機械の場合
に、クロスレールの正面，背面，主軸頭のいずれかの位
置に取着可能であり、切粉の生成場所、切粉の吸引場
所、テーブルの形式（回転・往復）、切粉清掃の頻度等
を考慮してその取着位置が決定される。

【００１６】また、請求項３に記載された本発明は、前
記清掃動作情報記憶部が、前記清掃動作情報を加工プロ
グラムのブロックごとに清掃できる区分を記憶する清掃
経路区分データ記憶部であり、前記清掃ロボット制御部
が前記清掃ロボットの動作データとして前記清掃経路区
分データ記憶部から加工中に前記ノズルが加工中の工具
と干渉を生じない非干渉領域の清掃経路区分データのみ
を出力する判断回路を構成に含む清掃ロボット制御部で
あり、加工プログラムの指令に基づいて出力される清掃
動作情報に基づいて清掃ロボットを制御するものであ
る。

【００１７】請求項３の発明によれば、切粉清掃装置は
切粉の吸引を加工プログラムで命令されるブロックごと
の作業内容と、その作業に要する時間を考慮に入れたも
ので加工プログラム上の特定ブロックの指令に従い加工
中の工具の位置から、工具と干渉しない区分の集まりと
して非干渉領域のみを出力してノズルに切粉を吸引させ
るものである。

【００１８】加工プログラム上では加工が既に完了して
おり清掃可能な清掃区分であっても、主軸が加工プログ
ラム上次のブロックの工具指令で前述の清掃区分近くに
存在するときは工具とノズルの干渉がありえる。従って
加工中の主軸の現在位置からノズルが接近してはならな
い領域が存在することがわかる。例えば、工具交換作業
時間や主軸が穴加工や面加工する時間等テーブルの移動
しない時間を有効に活用して清掃経路を設計する。ここ
でブロッチとは数値制御装置へ入力する命令単位をい
う。このようなノズル移動経路の制御により加工と平行
した能率的な切粉清掃が可能となる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
もとづいて説明する。 〔実施例１〕図１は、数値制御工作機械の門形マシニン
グセンタのクロスレールの正面に設けた主軸頭のＹ軸方
向摺動面の背面に清掃ロボットが設けられ、そのアーム
先端に形成したノズルが吸引した切粉を機外へ移送する
可撓管の配置を示す側面図である。図２はクロスレール
を中にして主軸頭を正面に、清掃ロボットを背面に取着
した位置を示す上面視図である。

【００２０】図３は清掃ロボットのアーム先端のノズル
が、切粉を機外へ移送する可撓管の配置を示す側面図で
ある。図４は清掃ロボットを制御するブロック線図であ
る。図５はノズルが非干渉域を移動して清掃する際の清
掃ロボットの動作を示すフローチャートである。

【００２１】図１，図２において、門形マシニングセン
タのクロスレール１３は、左コラム２１Ａ，右コラム２
１Ｂによりベッド３の両側で摺動可能に支持されてＺ軸
方向の位置決め可能である。また、該クロスレールの正
面に設けられた主軸頭１２はＹ軸方向に摺動して位置決
め可能である。ワークＷが載架されるテーブル２は、Ｘ
軸方向に摺動して位置決め可能にベッド３に設けられて
いる。

【００２２】本実施例において、清掃ロボット１はクロ
スレール１３の背面に取着されている。Ａアーム４の旋
回軸は駆動源７で駆動され、主軸頭１２の主軸１５に平
行に設けられている。Ｂアーム５とＣアーム６は、Ａア
ーム４の旋回軸を含む平面上で駆動源８及び駆動源９に
より二次元の位置決めが可能である。なお図１，図２に
おいて切粉吸引装置とロボット制御装置とは図示してい
ない。ロボット制御装置は工作機械本体の制御装置に含
めても良い。

【００２３】図１において、ワークＷはテーブル２に図
示しない治具で固定され、テーブル２から外へ切粉が飛
散しないようワークＷを囲うように衝立カバー１０が設
けられている。Ａアーム４，Ｂアーム５，Ｃアーム６を
駆動するそれぞれの駆動源７，８，９はＮＣ制御装置で
独立して制御される。清掃ロボット１の本体ベース１１
の取り付けは、図２において主軸頭１２を載架案内する
クロスレール１３の背面の中央に限定する必要はない。
切粉吸引用のノズル１４はＣアーム６の先端部分の所定
位置にノズル先端が設けられている。所定位置の座標値
は、Ｃアーム６を延長した場所であって、ノズル１４の
清掃動作情報例えば経路データを入力する場合に必要な
数値である。ノズル１４の先端にはブラシまたは弾性体
で先端が形成されワークに接触しても双方が損傷しない
よう考慮されている。材質は耐熱性を必要とする。

【００２４】図１，図３で示す２点鎖線１ａで囲まれた
範囲は、クロスレール１３がＺ軸方向の一定高さにある
ときの、ノズル１４がＡアーム４の旋回軸を含む平面上
に描いた先端の移動軌跡を示している。従って、Ａアー
ム４の旋回位置ごとにノズル１４は２点鎖線１ａで囲ま
れた範囲で移動するのでテーブル２の広い範囲を清掃す
ることができる。

【００２５】図３において、ノズル１４は耐熱性を有す
る可撓管１５に接続され、円弧形のばね１６で支えられ
て三次元空間を移動し、吸引した切粉を空気流に乗せて
下部ダクト１７に導く。下部ダクト１７は支え１８で支
持されクロスレール１３に固定されている。下部ダクト
１７に集めた切粉は、Ｂアーム５，Ｃアーム６の移動範
囲を避けたコラム１８に近い位置に下部ダクトを延長
し、クロスレール１３のＺ方向移動に対応できるように
トップビーム１９近傍に固定した上部ダクト２０と下部
ダクト１７間を耐熱性を有する可撓管１５で接続する。
上部ダクト２０に集められた切粉は図示しない導管によ
り機外に設けられた図示しない切粉回収装置に導かれ
る。なお上部ダクト２０を省いて下部ダクト１７から直
接機外へ搬出することも可能である。

【００２６】本発明は、切粉清掃のため機械加工を停止
することによる加工能率の低下を少なくするようにする
ために、加工と清掃とを分離して加工と同時進行的に切
粉の清掃を行う点も構成上の特徴である。勿論、加工の
区切りや工具交換で加工を停止する短い時間内に清掃ロ
ボットを移動位置決めと制御して清掃するように清掃経
路を設計するよう考慮する。そのために、清掃経路区分
データ記憶部に入力するノズルの清掃経路の設計データ
を、加工プログラムの命令に対応して、即ち加工プログ
ラムのブロックごとに入力して加工プログラム上で清掃
に許容される時間を有効に活用するものである。ここで
ノズルの清掃経路を設計する際の手順について説明す
る。

【００２７】加工中に切粉の排除をするために、加工中
の工具又はワークにノズル１４が接近して清掃する場合
には、時間的制約が多く清掃能率も低下する。そこで加
工時の送り速度より清掃時のノズル１４の移動速度のほ
うが高速化できる点に留意して、例えばテーブルのＸ軸
方向移動時間内に切粉の散在する平面をノズル１４を走
査移動させて清掃するようノズルの経路を設計する。

【００２８】ＡＴＣで工具交換するために加工を中止し
ている時間帯には、切削進行中には吸引できなかった個
所の切粉の清掃を行うように経路データを設計する。こ
のような観点から、ワークを加工する時の時間配分の中
で、清掃に利用できる時間帯はできるだけ活用するよう
に経路データを設計するのが望ましい。そのためワーク
周辺を複数の清掃区分に分割し、その区分内をノズルが
移動してもワークや治具と干渉しないことを加工プログ
ラムから判断し、所定時間内に清掃実行の可否を判断さ
せてから清掃ロボットに命令を発するように清掃ロボッ
トを制御する。

【００２９】門形マシニングセンタにおいて、クロスレ
ールの背面に清掃ロボットを設けた場合、主軸頭と清掃
ロボットのノズルの位置とは離れているので、工具とノ
ズルとの直接的干渉はない。しかし横形または立形のマ
シニングセンタにあってはワークも小さく切削中に切粉
を排除する場合は工具とノズルの直接的干渉が生ずる場
合がある。

【００３０】加工と並行して清掃する際は、Ｘ軸方向の
テーブルの送り時間内に清掃するようにして経路設計を
行うことができる。主軸１５の近傍にノズル１４がある
場合も、クロスレール１３の背面にノズル１４がある場
合も、Ｘ軸方向のテーブルの送り時間内にノズル１４が
清掃経路を移動するように清掃経路が設計される。

【００３１】清掃ロボット１の制御における主要な構成
要素は、（１）清掃経路区分データの入力部、（２）清
掃経路区分データの記憶と読み出し部、（３）加工プロ
グラムと清掃プログラムの解釈部、（４）清掃ロボット
制御部である。図４のブロック線図にもとづき清掃ロボ
ットの制御構成を次に説明する。

【００３２】（１）清掃経路区分データの入力 清掃ロボットを設ける工作機械の機種、テーブル上のワ
ークと固定治具の形状、工具の種類と形状、加工条件等
による切粉の実際上の分布状態からノズルの移動経路を
設定し切粉の発生量から清掃ロボットの動作回数を定め
る。

【００３３】清掃経路区分データの具体的な入力方法
は、図４において、経路区分データの記憶部は本機数値
制御装置５１に含ませることもできる。加工プログラム
データ５２，ティーチイン手段を使用して求めた清掃経
路区分をデータとする ティーチインデータ５３、ワー
クや治工具の形状のデータ等を入力しその配置から切粉
の散在域を想定して得た加工プログラム上のブロックご
とに区分した経路の画像処理データ５４等が入力され
る。清掃経路区分データは、ティーチインデータ５３ま
たは画像処理データ５４のいずれかのデータで良い。

【００３４】（２）清掃経路区分データの記憶と読み出
し 清掃経路区分データを加工プログラムのブロックごとに
区分する。理由を以下に説明する。門形マシニングセン
タの本実施例においては、テーブル上に加工中のワーク
Ａと加工完了のワークＢが固定されて加工が継続してい
るとき、切粉吸引する清掃ロボット１のノズル１４の移
動はテーブル２のＸ軸方向の移動に拘束される。

【００３５】加工停止中に切粉を清掃する場合は、この
ような拘束を受けない。この場合は図１において一点鎖
線で示す軌跡Ｐを停止時間内に所定幅を往復して吸引す
れば良い。これに対しワークＡをテーブル２上で加工中
であり，その加工中に加工が終了したワークＢ周辺を清
掃する場合には、工具との干渉を避け更にテーブルが加
工のため移動中であることに配慮してノズル１４の移動
軌路を定める必要がある。この場合、テーブル２がＸ軸
方向に移動し工具が加工中には、ノズル１４がワークと
の干渉がなく且つテーブルの移動時間内に、切粉の散在
する平面上を、ノズル１４を一定の幅でジグザグまたは
往復移動させて切粉を吸引するようにノズル１４の清掃
経路データを設計する。

【００３６】このように、加工プログラムのブロックに
従い清掃領域を区分して細分化しておくことにより制限
された時間内での清掃可能可否判断が可能となるからで
あり、複数の区分を併せた非干渉領域を演算で求めるこ
ともできるからである。なお清掃経路区分データは、清
掃ロボットのＡアーム４，Ｂアーム５，Ｃアーム６のそ
れぞれを独立して駆動する駆動源ごとの制御系に対応し
て記憶される。

【００３７】（３）加工プログラム解釈部と清掃プログ
ラム解釈部 本機数値制御装置５１には加工プログラムとティーチイ
ンデータ５３（または画像処理データ５４）が入力され
ている。清掃プログラムには、加工プログラムのブロッ
クごとに清掃可能な領域とその領域内でのノズルの移動
手順のデータが入力されている。このように、加工プロ
グラムと清掃プログラムとは密接に関連し、加工プログ
ラム解釈部５９から清掃すべきタイミングであることを
清掃プログラム解釈部６１に指令する。この時点で主軸
との関係で清掃不能な干渉領域データを読み出してイン
タフエース５５に送られる。干渉領域が存在する場合こ
のデータはインタフエース５５を経由して干渉領域デー
タ読出部６４に転送され、清掃経路区分データ読み出し
部６３のデータと比較して非干渉領域演算部６５で非干
渉領域が演算される。なお、加工プログラム解釈部５９
から清掃プログラム解釈部６１を経由する清掃指令の他
に加工プログラムとは無関係に随時清掃指令６０を発す
ることもできる。

【００３８】（４）非干渉領域の決定 図４において、加工指令５８により加工作業が開始され
加工プログラムが進行し、加工プログラム上に清掃指令
があるとき加工プログラム解釈部５９が読み取って、こ
の場合の清掃条件を清掃プログラム解釈部６１で解釈し
干渉領域データ読出部６４に指令を与える。干渉領域デ
ータとは加工中の工具の位置が定まったとき、この工具
にノズル１４の接近が禁止される領域のことであり、工
具が移動する場合はその移動する時間帯について干渉領
域が予め設定されている。

【００３９】加工プログラムに基づいた清掃指令とは別
に、任意に随時清掃指令６０を与えて清掃ロボットのみ
を動作させる場合もある。清掃プログラム解釈部６１の
出力を受け、その時点での清掃区分データとノズル１４
の干渉領域データがインタフエース５５を経由し清掃経
路区分データ読出部６３と干渉領域データ読出部６４へ
それぞれ取り出され非干渉領域演算部６５で非干渉領域
を演算する。演算結果と加工プログラム解釈部５９の出
力を照合し清掃域判定部６６で判定する。判定された非
干領渉域は清掃領域出力部６７から出力される。

【００４０】（５）清掃ロボット制御部 清掃プログラム解釈部６１の清掃指令を清掃領域出力部
６７が受けて清掃領域データが清掃ロボット制御部６８
に出力される。切粉吸引のノズルは、清掃ロボット１の
各アームを別個に駆動する位置検出器付の駆動源７１，
７２，７３（図１において７，８，９に相当）により清
掃ロボット３軸駆動部６９で駆動され位置決め制御され
る。清掃ロボット制御部６８は本機制御部に含めること
ができる。

【００４１】次に実施例１の作用を、清掃ロボットの動
作時間を示す図５のフローチャートで説明する。ステッ
プＳ１において、清掃プログラムを動作させる動作開始
点がプログラムされた加工プログラムと、動作開始点ご
とに清掃ロボット１を動作させる前に確認すべき条件を
記入した清掃プログラムと清掃経路区分データがメモリ
に入力される。

【００４２】ステップＳ２において、加工プログラムが
起動される。ステップＳ２において、加工が進行し加工
プログラム上最初の清掃プログラム動作開始点に到達す
るまで加工が続けられる。前記動作開始点に到るとステ
ップＳ４において、加工継続中に清掃してもノズル１４
が工具と干渉することがない非干渉領域が存在するかを
判断する。非干渉領域があると判断した場合は、清掃領
域データが入力されているかをステップＳ５で確認す
る。ノズルが移動して一つの区分を清掃に要する時間は
予め定まるので、制限時間内の清掃の可否をステップＳ
６で判断する。ここで制限時間とは加工条件により定ま
る加工の１ブロックで示される単位作業に要する単位作
用時間を積算した時間である。

【００４３】門形マシニングセンタでは、清掃ロボット
１がクロスレール１３を中にして主軸頭１２とは離れて
設けられているので加工の途中に一旦加工を中断し、清
掃ロボット側へテーブル２のワークＷを移動して清掃す
るか、当該機械での加工が完了したワークＷを次のワー
ク加工中に、従ってＸ方向のテーブルの移動時間内にＸ
−Ｙ方向平面を清掃するに要する時間が納まるかどうか
を判断する。納まっていればステップＳ７で清掃ロボッ
ト１に動作指令が出され予め記憶されている清掃経路デ
ータによりノズル１４が移動し、ステップＳ８で領域内
の清掃を完了するまで移動を続ける。

【００４４】ステップＳ３からステップＳ８のプロセス
はステップＳ９で全加工プログラムが完了するまで続け
られる。加工プログラムがすべて完了した後に清掃プロ
グラムが全て完了したかをステップＳ１０で確認する。
ワークの周辺の切粉の吸引が加工終了後でも支障のない
個所の吸引は別に経路を記憶しておきこの段階で行って
も良い。

【００４５】〔実施例２〕図６は工作機械の移動体に清
掃ロボット３５を設けた他の実施例で、ベッド型フライ
ス盤の移動体であるコラム３１に設けたものである。図
６において、コラム３１はベッド３２上をＺ軸方向に移
動可能でありテーブル３３はＸ軸方向に、主軸３４はＸ
−Ｚ平面に軸線が並行でコラム３１に支持されＹ軸方向
に移動位置決めされる。清掃ロボット３５の本体はコラ
ム３１上に固定される関節が３軸制御の清掃ロボットで
ある。

【００４６】清掃ロボット３５の先端のアームと一体に
構成されたノズル３６の先で吸引した切粉は、耐熱性で
可撓管３７に導かれ、吸引する空気流に乗ってコラム３
１に載架される支え３８上に固定される中間回収器３９
に一旦集められ、可撓管４０を経て切粉回収装置４１に
回収される。清掃ロボット３５のノズル３６は主軸３４
と同じ側にあり、切粉の吸引は加工中に可能であるがワ
ークがターンテーブル４２に固定されており、テーブル
が１８０度旋回後が最も吸引しやすい状態となる。±９
０度旋回させた場合でも清掃は可能である。清掃ロボッ
ト３５のノズル移動経路の制御及びノズルが非干渉領域
を移動する際の清掃ロボットの動作は実施例１と同じ
で、ブロック線図（図４）とフローチャート（図５）で
説明したのでここでは省略する。

【００４７】〔実施例３〕図７は工作機械の移動体に清
掃ロボット３５を設けた他の実施例で、立形マシニング
センタの移動体である主軸頭４３に設けたものである。
図７においてコラム４４はベース４５に固定されてい
る。ベース４５上でベッド４６がＹ軸方向、ベッド４６
上でテーブル３３がＸ軸方向に移動位置決めされる。Ｘ
−Ｙ平面に直角なＺ軸方向に移動位置決めされる主軸頭
４３が設けられている。主軸頭４３に固定された清掃ロ
ボット３５、可撓管３７、支え３８、切粉の中間回収器
３９、可撓管４０、切粉回収装置４１の構成は実施例２
と同様である。なお本実施例では中間回収器３９は移動
しないので可撓管４０は固定管でも良い。清掃ロボット
３５のノズル移動経路の制御及びノズルが非干渉領域を
移動する際の清掃ロボットの動作は実施例１と同じでブ
ロック線図（図４）とフローチャート（図５）で説明し
たのでここでは省略する。

【００４８】

【発明の効果】切粉を吸引するノズルをアーム先端に形
成した清掃ロボットを工作機械の移動体上に設けること
により、機外に清掃ロボットを設置するスペースが必要
でなく省スペース化が図れる。加工続行中にも、切粉の
吸引ができるようノズルが移動する清掃経路を加工プロ
グラムのブロックごとの命令に対応して設けているので
加工中の工具と干渉することがないように定めた非干渉
領域データに基づいて清掃経路を移動させることが容易
となった。そのため加工と切粉排除を並行して行い且つ
切粉の吸引排出作業を自動化できるので稼働効率が格段
に向上する。加工で発生した高温の切粉を、発生直後に
吸引するので機械精度に及ぼす悪影響を抑制することが
できる。加工を中断させることなく長時間の連続稼働が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の門形マシニングセンタのクロスレー
ル正面に設けた主軸頭のＹ軸方向摺動面の背面に清掃ロ
ボットを取着した側面図である。

【図２】クロスレールを中にして正面側の主軸頭に対し
清掃ロボットをクロスレール背面に取着した配置を示す
上面視図である。

【図３】清掃ロボットのアーム先端のノズルが吸引した
切粉を機外へ移送する可撓管の配置を示す側面図であ
る。

【図４】清掃ロボット制御回路のブロック線図である。

【図５】清掃ロボットの動作を示すフローチャートであ
る。

【図６】実施例２の場合で清掃ロボットをベッド型フラ
イス盤のコラムに設けたものである。

【図７】実施例３の場合で清掃ロボットを立形マシニン
グセンタの主軸頭に設けたものである。

【図８】従来技術の清掃装置であって、立形マシニング
センタに設けられた場合の全体構造を示す正面図であ
る。（移動体のコラムに清掃装置本体を固定し、該本体
のノズルホルダでノズルを待機させる。加工終了し工具
を外した主軸にノズルを換着させ主軸頭を移動させて切
粉を吸引する。）

【図９】図８において清掃装置本体・ノズルホルダを示
すノズル部の拡大図である。

【符号の説明】

１，３５ 清掃ロボット ２，３３ テーブル ３，３２，４６ ベッド ４Ａアーム ５ Ｂアーム ６ Ｃアーム ７，８，９ 駆動源 １０ 衝立カバー １１ ロボット本体ベース １２，４３ 主軸頭 １３ クロスレール １４，３６ ノズル １５，３７，４０ 可撓管 １６ ばね １７ 下部ダクト １８，３８ 支え １９ トップビーム ２０ 上部ダクト ２１，３１，４４ コラム ３４ 主軸 ３９ 中間回収器 ４１ 切粉回収装置 ４２ ターンテーブル Ｗ ワーク ４５ ベース

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 数値制御工作機械の切粉清掃装置であっ
   て、位置決め可能な移動体と、前記移動体に設けられ切
   粉を吸引するノズルを先端に有する清掃ロボットと、一
   端が前記ノズルと他端が切粉吸引源に接続され前記切粉
   を搬送する可撓管と、前記ノズルの清掃動作情報を記憶
   する清掃動作情報記憶部と、該清掃動作情報記憶部の清
   掃動作情報に基づいて前記工作機械の動作に対応して前
   記清掃ロボットを制御する清掃ロボット制御部とを含ん
   でなり、ワーク加工中に切粉を吸引して排出することを
   特徴とする工作機械の切粉清掃装置。
2. 【請求項２】 前記移動体は、加工工具の移動位置決め
   に関与する工作機械の本体構造物である請求項１に記載
   の工作機械の切粉清掃装置。
3. 【請求項３】 前記清掃動作情報記憶部が、前記清掃動
   作情報を加工プログラムのブロックごとに清掃できる区
   分を記憶する清掃経路区分データ記憶部であり、前記清
   掃ロボット制御部が前記清掃ロボットの動作データとし
   て前記清掃経路区分データ記憶部から加工中に前記ノズ
   ルが加工中の工具と干渉を生じない非干渉領域の清掃経
   路区分データのみを出力する判断回路を構成に含む清掃
   ロボット制御部であり、加工プログラムの指令に基づい
   て出力される清掃動作情報に基づいて清掃ロボットを制
   御することを特徴とする請求項１に記載の工作機械の切
   粉清掃装置。