(57)【要約】【課題】接触式の回転シールの摩耗量を推定し、もってメンテナンスの時期を明らかにし得る装置を提供する。【解決手段】工作機械の機内ロボットの関節等に接触式の回転シール４０を配置する。回転シール４０の内部は圧縮エアでエアパージされる。回転シール４０の摩耗量を推定する場合に、圧縮エアの圧力を一時的に増大させてエア漏れの有無を検出する。回転シール４０の接触部４６が摩耗すると、摩耗量に応じた圧力値でエア漏れが生じる。エア漏れを検出すると、予め規定された摩耗量とエア漏れとの関係に基づいて回転シール４０の摩耗量を推定して出力する。【選択図】図２
2020193678.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械内に設けられた回転機構部のシール部の摩耗量を推定する装置であって、
前記シール部は、外部から前記回転機構部の内部への異物侵入を防止する接触式の回転シールを備え、前記回転シールの内部には圧縮エアが供給され、
前記圧縮エアの圧力を調整する圧力調整手段と、
前記圧力調整手段により前記圧力を調整した場合の前記圧縮エアのエア漏れを検出するエア漏れ検出手段と、
前記圧力調整手段により調整された圧力値と、前記エア漏れ検出手段により検出されたエア漏れに基づき、前記回転シールの摩耗量を推定する推定手段と、
を備えるシール部の摩耗量推定装置。
【請求項２】
前記回転シールは、未摩耗状態では前記圧縮エアの圧力が所定圧力以下では接触状態を維持して内部から外部へのエア漏れがなく、前記所定圧力を超えると非接触状態となって前記圧縮エアのエア漏れが生じる
請求項１に記載のシール部の摩耗量推定装置。
【請求項３】
前記回転シールの摩耗量とエア漏れが生じる圧力値との対応関係を記憶する記憶手段をさらに備え、
前記推定手段は、前記記憶手段に記憶された対応関係に基づき、前記回転シールの摩耗量を推定する
請求項１，２のいずれかに記載の摩耗量推定装置。
【請求項４】
前記圧力調整手段は、前記圧縮エアの圧力を初期圧力から第１圧力まで増大させ、前記エア漏れ検出手段でエア漏れが検出されない場合に前記第１圧力からさらに第２圧力まで増大させる
請求項１〜３のいずれかに記載のシール部の摩耗量推定装置。
【請求項５】
前記エア漏れ検出手段は、圧力計又は流量計である
請求項１〜４のいずれかに記載のシール部の摩耗量推定装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のシール部の摩耗量推定装置と、
前記シール部が関節に設けられた機内ロボットと、
を備える工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シール部の摩耗量推定装置及び工作機械に関する。    
【背景技術】
【０００２】
近年、工作機械にはさらなる自動化が求められており、その１つの解決策として、工作機械の機内にロボットを搭載することが提案されている。機内ロボットを用いることで、工具やワークの着脱、機内や工具、ワークの洗浄、切粉の巻き付き防止、ワークのビビリ防止等の多くの作業を自動化し得る。
【０００３】
工作機械の機内にロボットを搭載する場合、機内ロボットは切粉や切削水に対する耐久性が必須となり、このため機内ロボットの関節の回転機構部等には接触式の回転シールが必要となる。但し、接触式の回転シールは時間の経過とともに少しずつ摩耗してしまい、そのまま放置すればいずれは切粉や切削水が外部から回転機構部の内部に侵入してしまう。
【０００４】
特許文献１には、回転軸部と嵌合孔との摺動隙間内に異物が混入して堆積固化することに起因する不具合を防止することを目的として、摺動隙間内に流体の下流側方向への流動のみを選択的にシールするリップシールと、摺動隙間内の圧力を加圧する加圧手段を備えたロータリジョイントが記載されている。
【０００５】
特許文献２には、シール特性の変化に伴うハウジングの漏洩検査が可能な流体機械の漏れ検査を行うことを目的として、ハウジング内にガスを封入して漏れ量を検出し、漏れ量に基づいてハウジングの可否を判定する工程と、ハウジング内に封入されたガスをハウジングの外部に放出し、ハウジング内の圧力を大気圧近傍に減圧する工程と、ハウジング内にガスを改めて封入して漏れ量を検出し、漏れ量に基づいてハウジングの可否を判定する工程を備えることが記載されている。
【０００６】
特許文献３には、シール装置の異常及び異常の原因である劣化原因及び劣化度を診断することを目的として、圧力系や流量計等の検出器群と、検出器群に接続され、内蔵したシール装置の計算モデルを使用して仮定状態のシール流量を算出するコンピュータを有し、異常がないと仮定したときの計算シール流量と実シール流量とを対比して異常兆候を検出することが記載されている。
【０００７】
特許文献４には、軸封装置のシール機能の劣化による大量の漏洩の発生を事前に予知することを目的として、容量式リークセンサと、リークセンサに並列に接続された基準容量コンデンサと、リークセンサと基準容量コンデンサとの容量差を検出する差動増幅器を備えた軸封装置用漏れ検出装置が記載されている。    
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１４−９７２０号公報
【特許文献２】特開２００７−７８６３０号公報
【特許文献３】特開２００１−２４１５５０号公報
【特許文献４】特開平５−４５２４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
既述したように、接触式の回転シールは時間の経過とともに少しずつ摩耗するため、その摩耗状態を把握し、切粉や切削水が外部から侵入する前にメンテナンスを行い得ることが極めて重要である。
【００１０】
本発明は、接触式の回転シールの摩耗量を推定し、もってメンテナンスの時期を明らかにし得る装置を提供することを目的とする。  
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のシール部の摩耗量推定装置は、工作機械内に設けられた回転機構部のシール部の摩耗量を推定する装置であって、前記シール部は、外部から前記回転機構部の内部への異物侵入を防止する接触式の回転シールを備え、前記回転シールの内部には圧縮エアが供給され、前記圧縮エアの圧力を調整する圧力調整手段と、前記圧力調整手段により前記圧力を調整した場合の前記圧縮エアのエア漏れを検出するエア漏れ検出手段と、前記圧力調整手段により調整された圧力値と、前記エア漏れ検出手段により検出されたエア漏れに基づき、前記回転シールの摩耗量を推定する推定手段を備える。
【００１２】
本発明の１つの実施形態では、前記回転シールは、未摩耗状態では前記圧縮エアの圧力が所定圧力以下では接触状態を維持して内部から外部へのエア漏れがなく、前記所定圧力を超えると非接触状態となって前記圧縮エアのエア漏れが生じる。
【００１３】
本発明の他の実施形態では、前記回転シールの摩耗量とエア漏れが生じる圧力値との対応関係を記憶する記憶手段をさらに備え、前記推定手段は、前記記憶手段に記憶された対応関係に基づき、前記回転シールの摩耗量を推定する。
【００１４】
本発明のさらに他の実施形態では、前記圧力調整手段は、前記圧縮エアの圧力を初期圧力から第１圧力まで増大させ、前記エア漏れ検出手段でエア漏れが検出されない場合に前記第１圧力からさらに第２圧力まで増大させる。
【００１５】
本発明のさらに他の実施形態では、前記エア漏れ検出手段は、圧力計又は流量計である。
【００１６】
また、本発明の工作機械は、上記のいずれかに記載のシール部の摩耗量推定装置と、前記シール部が関節に設けられた機内ロボットとを備える。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、接触式の回転シールの摩耗量を推定することができる。また、本発明によれば、推定した摩耗量によりメンテナンスの時期を明らかにすることができ、工作時に生じる切粉や切削水の侵入をより確実に防止できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態の工作機械の構成図である。
【図２】実施形態の回転シールの断面図である。
【図３】実施形態の回転シールの摩耗説明図である。
【図４】実施形態の未摩耗回転シールの圧力とエア漏れとの関係を示すグラフ図である。
【図５】実施形態の摩耗回転シールの圧力とエア漏れとの関係を示すグラフ図である。
【図６】実施形態の装置の構成ブロック図である。
【図７】実施形態の圧力調整手段及びエア漏れ検出手段の回路図である。
【図８】実施形態の処理フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
【００２０】
図１は、工作機械１０の概略構成を示す図である。なお、以下の説明では、ワーク主軸装置１４の回転軸方向をＺ軸、刃物台４のＺ軸と直交する移動方向をＸ軸、Ｚ軸およびＸ軸に直交する方向をＹ軸と呼ぶ。
【００２１】
工作機械１０は、工具でワークを切削加工する機械である。具体的には、工作機械１０は、ワーク３を回転させながら旋削工具を当ててワーク３を切削する旋削機能と、回転工具でワークを切削する転削機能とを有している。
【００２２】
工作機械１０の周囲は、カバー（図示せず）で覆われている。このカバーで区画される空間が、ワーク３の加工が行われる加工室となる。カバーを設けることで、切粉等が外部に飛散することが防止される。カバーには、少なくとも一つの開口部と、当該開口部を開閉するドア（いずれも図示せず）が設けられている。オペレータは、この開口部を介して、工作機械１０の内部やワーク３等にアクセスする。加工中、開口部に設けられたドアは閉鎖される。これは、安全性や環境性等を担保するためである。
【００２３】
工作機械１０は、ワーク３を自転可能に保持するワーク主軸装置１４と、工具１００を保持する刃物台４を備えている。ワーク主軸装置１４は、基台２２に設置された主軸台と、当該主軸台に取り付けられたワーク主軸を備えている。ワーク主軸は、ワーク３を把持及び解放自在に保持するチャックを備えており、把持するワーク３を適宜、交換することができる。図では、チャックに設けられた３つの爪を開閉することでワーク３を把持／解放する構成を例示しているが、爪の数は任意であり、互いに対向する位置に設けられた２つの爪を開閉することでワーク３を把持／解放する構成でもよい。ワーク主軸は、水平方向（Ｚ軸方向）に延びるワーク回転軸を中心として自転する。
【００２４】
刃物台４は、旋削工具、例えば、バイトと呼ばれる工具を保持する。この刃物台４およびバイトは、駆動機構により、ＸＺ軸方向に直線移動可能となっている。
【００２５】
加工室内の底部には、切削加工の際に飛散した切粉を、回収して排出する排出機構が設けられている。排出機構としては、種々の形態が考えられるが、例えば、排出機構は、重力により落下した切粉を、外部に搬送するコンベア等で構成される。
【００２６】
工作機械１０は、各種演算を行う制御装置を備えている。工作機械１０における制御装置は、数値制御装置（ＮＣ）とも呼ばれており、オペレータからの指示に応じて、工作機械１０の各部の駆動を制御する。制御装置は、例えば、各種演算を行う１個または複数個のＣＰＵと、各種制御プログラムや制御パラメータを記憶するメモリと、入出力インターフェイスと、入力装置及び出力装置で構成される。入力装置は例えばタッチパネルやキーボードであり、出力装置は液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等である。入力装置と出力装置をともにタッチパネルで構成してもよい。また、制御装置は、通信機能を有しており、他の装置との間で各種データ、例えば、ＮＣプログラムデータ等を授受できる。制御装置は、例えば、工具１００やワーク３の位置を随時演算する数値制御装置を含んでもよい。制御装置は、単一の装置でもよいし、複数の演算装置を組み合わせて構成されてもよい。
【００２７】
また、本実施形態の工作機械１０は、機内ロボット２０を備えている。機内ロボット２０は、関節と、節と、ハンド２０ｄとを備えている。本実施形態では、加工室内の所定位置に配置されたロボットを機内ロボットと称する。所定位置は必ずしも固定位置を意味するものではなく、初期状態ではある位置に配置されていても、ワークの加工中その他において所望の位置まで移動し得るものをその概念に含むものとする。機内ロボット２０を駆動制御することで、工具やワーク３の着脱、機内、工具及びワーク３の洗浄、切粉の巻き付き防止、ワーク３のビビリ防止等を行うことができる。
【００２８】
機内ロボット２０の回転機構部、例えば関節には、外部からの切粉や切削水の侵入を防ぐためのシール部が設けられており、シール部は、例えば接触式の回転シールが用いられる。
【００２９】
図２は、機内ロボット２０の関節に用いられる接触式の回転シールの一例を示す断面図である。回転軸３０と固定部３２との間に接触式の回転シール４０が設けられる。具体的には、固定部３２の回転軸３０の対向面に溝３４が形成され、この溝３４内に断面形状がＵ字型又はコの字型の回転シール４０が配置される。回転シール４０は、回転側シール部４２及び固定側シール部４４の２つのシール部が、外部側がＵ字あるいはコの字の開口側となるようにＵ字状あるいはコの字状に延出した断面形状を有しており、回転側シール部４２の先端部の回転軸３０の対向面には回転軸３０側に突出する接触部４６を有する。接触部４６は、回転側シール部４２から回転軸３０に向かう方向に徐々に先細るようにテーパ状に形成される。また、回転側シール部４２及び固定側シール部４４は、回転シール４０の屈曲内面に沿って配置された弾性部材等によりそれぞれ固定部３２側及び回転軸３０側に付勢されている。すなわち、回転側シール部４２は、弾性部材により回転軸３０側に押し付けられ、固定側シール部４４は、弾性部材により固定部３２側に押し付けられる。図では、弾性部材による付勢をばねとして示しているが、Ｕ字又はコの字の内側に配置されたバネ部材で構成され得る。
【００３０】
回転シール４０で密封された関節の内部には、さらに図示しないエア経路を介して圧縮エアが供給され、内部からエアパージが行われる。このエアパージは、通常は大気圧より若干高い程度の圧力（以下、この圧力をＰ０と称する）で行われる。エアパージにより、外部からの異物、すなわち切粉や切削水等の異物の侵入が防止される。
【００３１】
通常状態では、回転シール４０の回転側シール部４２及び固定側シール部４４はそれぞれ弾性部材により回転軸側と固定部側に付勢されているため圧縮エアによるエアパージでも接触状態が維持されて圧縮エアが外部に漏れることはないが、圧縮エアの圧力をＰ０から増大させると、回転側シール部４２がその付勢力に抗して回転軸３０から離間する方向に変位し、テーパ状の接触部４６が回転軸３０から離間して非接触状態となって隙間が生じる。すると、圧縮エアがこの隙間を通って外部に漏れることになる。テーパ状の接触部４６が未摩耗状態であれば、接触部４６の接触面圧は十分に高いため、圧縮エアの圧力が当該接触面圧に応じた十分に高い圧力値でない限り、エア漏れは生じない。
【００３２】
ところが、接触部４６は回転軸３０に接触しているため、時間の経過とともに接触部４６が徐々に劣化し、テーパ状の接触部４６の接触面圧が低下することになる。
【００３３】
図３は、接触部４６の摩耗の様子を模式的に示す。図３（ａ）は未摩耗状態の回転シール４０を示し、図３（ｂ）は接触部４６の一部拡大断面図を示す。テーパ状の接触部４６は未摩耗であり、接触面圧は相対的に大きい。
【００３４】
図３（ｃ）は未摩耗状態から摩耗した接触部４６の一部拡大断面図を示す。テーパ状の接触部４６の接触部位が摩耗し、接触面圧は未摩耗状態に比べて相対的に小さくなる。図３（ｄ）は未摩耗状態からさらに摩耗した接触部４６の一部拡大断面図を示す。テーパ状の接触部４６の接触部位がさらに摩耗し、接触面圧は図３（ｃ）の場合と比べて相対的にさらに小さくなる。
【００３５】
このように、摩耗が進むにつれて接触部４６の接触面圧が低下すると、圧縮エアの圧力が低い場合にもエア漏れが生じ得る。すなわち、未摩耗状態において圧縮エアの圧力がＰ０であればエア漏れが生じず、圧縮エアの圧力をＰ１まで増大させたときにエア漏れが生じていたとしても、接触部４６の摩耗が進むと、未摩耗状態でのエア漏れが生じる圧力Ｐ１よりも低い圧力でエア漏れが生じることになる。摩耗が進むと接触部４６の接触面圧が低下することを考慮すると、摩耗量とエア漏れが生じる圧力との間に一定の相関関係があり、この相関関係を用いることで、エア漏れが生じた圧力から接触部４６の摩耗量、すなわち回転シール４０の摩耗量を推定することができる。
【００３６】
図４は、回転シール４０が未摩耗状態における圧縮エアの圧力とエア漏れとの関係を例示的に示す。エアパージの圧力Ｐ０ではエア漏れは生じず、圧力をＰ０から増大させると、圧力Ｐ１においてエア漏れが生じ、圧力をＰ１からさらに増大させると圧力値に応じてエア漏れ量が増大する。
【００３７】
図５は、回転シール４０が摩耗し劣化した状態における圧縮エアの圧力とエア漏れとの関係を示す。回転シール４０が摩耗すると、圧力とエア漏れとの関係を示すグラフが図中左側にシフトし、より低い圧力でエア漏れが生じるようになる。具体的には、圧力をＰ０から増大させると、圧力Ｐ２（Ｐ０＜Ｐ２＜Ｐ１）においてエア漏れが生じ、圧力をＰ２からさらに増大させると圧力値に応じてエア漏れ量が増大する。回転シール４０がさらに摩耗すると、図に示すようにグラフがさらに左側にシフトし、圧力Ｐ０においてもエア漏れが生じるようになる。この状態は、圧縮エアのエアパージでもエア漏れが生じてしまうことを意味しており、異物侵入防止の機能を発揮できないことを意味する。なお、図では便宜上グラフの傾きを同一としているが、摩耗に応じてグラフの傾きも変化し得る。
【００３８】
そこで、本実施形態では、圧縮エアの圧力を一時的にエアパージ圧力のＰ０以上に増大させたときのエア漏れの有無を検出し、エア漏れが生じた場合の圧力値に基づいて、回転シール４０がどの程度摩耗しているかを推定する。
【００３９】
図６は、本実施形態における摩耗量推定装置の構成ブロック図を示す。摩耗量推定装置は、圧力調整手段５０と、エア漏れ検出手段５２と、摩耗量推定手段５４と、記憶手段５６とを備える。
【００４０】
圧力調整手段５０は、回転シール４０のエアパージを行う圧縮エアの圧力を増減調整する。圧力調整手段５０は、調整後の圧力値を摩耗量推定手段５４に出力する。圧力調整手段５０は、例えば複数のソレノイド及び複数のレギュレータからなる複数の圧力経路を備え、これら複数の圧力経路を順次切り替えることで圧力を複数段に変化させる。圧力調整手段５０は、エアパージの圧力Ｐ０から順次圧力を増大させる。
【００４１】
エア漏れ検出手段５２は、回転シール４０のエア漏れを検出する。エア漏れ検出手段５２は、エア漏れの有無を摩耗量推定手段５４に出力する。エア漏れ検出手段５２は、例えば絞りを挟んだ差圧計を備え、差圧ΔＰが検出されればエアの流れ、つまりエア漏れ有りと検出する。
【００４２】
記憶手段５６は、予め計算や実験等により圧力値とエア漏れとの対応関係をテーブル５８として記憶しておく。図５に示すグラフは、記憶手段５６に記憶されるテーブル５８の一例である。テーブル５８は、摩耗量毎に、圧縮エアの圧力値とエア漏れ量との対応関係を規定する。なお、エア漏れ量＝０はエア漏れがないことを意味する。テーブル５８は、エア漏れした圧力値と摩耗量との対応関係を規定してもよい。例えば、
エア漏れ圧力ＰＬ１→摩耗量ｆ１
エア漏れ圧力ＰＬ２→摩耗量ｆ２
エア漏れ圧力ＰＬ３→摩耗量ｆ３
・・・
の如くである。
【００４３】
摩耗量推定手段５４は、圧力調整手段５０からの圧力値と、エア漏れ検出手段５２からのエア漏れの検出結果に基づき、回転シール４０の摩耗量を推定する。摩耗量推定手段５４は、エア漏れ検出手段５２から出力された検出結果がエア漏れなしの場合には、圧力調整手段５０に対してさらなる圧力の増大を指令する制御信号を出力する。圧力調整手段５０は、摩耗量推定手段５４からの指令に応じて圧力を増大させる。他方、摩耗量推定手段５４は、エア漏れ検出手段５２から出力された検出結果がエア漏れありの場合、圧力調整手段５０から出力された圧力値に基づき、記憶手段５６に記憶されたテーブル５８を参照することで当該圧力に対応する摩耗量を推定する。摩耗量推定手段５４は、推定した摩耗量を工作機械の出力装置に表示して出力する。
【００４４】
摩耗量推定手段５４及び記憶手段５６は、具体的にはＣＰＵ及びメモリで構成される。摩耗量推定手段５４及び記憶手段５６は、工作機械１０の動作を制御する制御装置で構成されていてもよく、この場合には制御装置のＣＰＵが摩耗量推定手段５４として機能し、制御装置のメモリが記憶手段５６として機能する。また、摩耗量推定手段５４及び記憶手段５６は、工作機械１０の制御装置とは別個の制御装置で構成されていてもよい。
【００４５】
摩耗量推定手段５４は、推定した摩耗量を工作機械１０の出力装置に表示して出力するが、推定した摩耗量の出力態様は任意であり、例えば推定した摩耗量の絶対値、例えば摩耗量＝１ｍｍ等と出力してもよく、推定した摩耗量を相対的に、例えば摩耗量＝小、摩耗量＝中、あるいは摩耗量＝大等と出力してもよい。さらに、摩耗量がある閾値を超えた場合に、回転シール４０の交換が必要であるとしてその旨のメッセージを摩耗量とともに出力してもよい。要するに、摩耗量とともに、当該摩耗量に基づくメンテナンス時期をメッセージとして出力してもよい。
【００４６】
図７は、圧力調整手段５０及びエア漏れ検出手段５２の具体例を示す。
【００４７】
圧力調整手段５０は、フィルタ５１０と、ソレノイド５２０，５３０，５４０，５６０と、レギュレータ５２１，５３１，５４１と、逆止め弁５２２，５３２，５４２を備える。
【００４８】
フィルタ５１０は、圧縮器からの圧縮エアを濾過して下流側に供給する。
【００４９】
３つのソレノイド５２０，５３０，５４０は、フィルタ５１０の下流側にフィルタ５１０に対して互いに並列接続される。ソレノイド５２０の下流側にはレギュレータ５２１が接続され、圧縮エアの圧力を第１の圧力まで減圧する。レギュレータ５２１の下流側には逆止め弁５２２を介して絞りを挟んだ差圧計５５０が接続される。
【００５０】
また、ソレノイド５３０の下流側にはレギュレータ５３１が接続され、圧縮エアの圧力を第２の圧力まで減圧する。レギュレータ５３１の下流側には逆止め弁５３２を介して差圧計５５０が接続される。
【００５１】
また、ソレノイド５４０の下流側にはレギュレータ５４１が接続され、圧縮エアの圧力を第３の圧力まで減圧する。レギュレータ５４１の下流側には逆止め弁５４２を介して差圧計５５０が接続される。
【００５２】
フィルタ５１０に対して互いに並列接続されたソレノイド５２０，５３０，５４０は、摩耗量推定手段５４からの制御信号により順次ＯＮ／ＯＦＦ制御される。すなわち、まずソレノイド５２０がＯＮ制御されてソレノイド５３０及びソレノイド５４０がＯＦＦ制御される。これにより、フィルタ５１０からの圧縮エアは、レギュレータ５２１により第１の圧力まで減圧されて出力される。次に、ソレノイド５３０がＯＮ制御されてソレノイド５２０及びソレノイド５４０がＯＦＦ制御される。これにより、フィルタ５１０からの圧縮エアは、レギュレータ５３１により第２の圧力まで減圧されて出力される。次に、ソレノイド５４０がＯＮ制御されてソレノイド５２０及びソレノイド５３０がＯＦＦ制御される。これにより、フィルタ５１０からの圧縮エアは、レギュレータ５４１により第３の圧力まで減圧されて出力される。第１の圧力＜第２の圧力＜第３の圧力とすると、ソレノイド５２０，５３０，５４０を順次ＯＮ制御することで、圧縮エアの圧力が段階的に増大する。第１の圧力をエアパージ圧力Ｐ０とすると、ソレノイド５２０をＯＮ制御し、ソレノイド５３０及びソレノイド５４０をＯＦＦ制御することで、回転シール４０を内部からエアパージする。
【００５３】
絞りを挟んだ差圧計５５０の下流側には回転機構部が接続されるともに、ソレノイド５６０が並列接続される。ソレノイド５６０の下流側は絞り５７０を介して大気側に接続される。ソレノイド５６０は脱圧弁として機能する。
【００５４】
エア漏れ検出手段５２としての差圧計５５０は、絞りの上流側と下流側の差圧ΔＰを計測する。エア漏れがない場合にはエアの流れがないため差圧ΔＰ＝０であるが、エア漏れが生じた場合にはエアの流れが生じるため差圧ΔＰが検出される。すなわち、ΔＰ＝０はエア漏れなしに相当し、ΔＰ≠０はエア漏れ有りに相当する。差圧計５５０は、検出した差圧ΔＰをエア漏れ検出結果として摩耗量推定手段５４に出力する。
【００５５】
図８は、本実施形態の処理フローチャートを示す。なお、図８では、説明の都合上、ソレノイド５２０をＳＯＬ１、ソレノイド５３０をＳＯＬ２、ソレノイド５４０をＳＯＬ３、ソレノイド５６０をＳＯＬ４と略称する。
【００５６】
まず、摩耗量推定手段５４は、ＳＯＬ１、ＳＯＬ２、ＳＯＬ３に制御信号を出力し、ＳＯＬ１をＯＮ制御し、ＳＯＬ２及びＳＯＬ３をＯＦＦ制御する（Ｓ１０１）。また、摩耗量推定手段５４は、ＳＯＬ４に制御信号を出力し、ＳＯＬ４をＯＮ制御する（Ｓ１０２）。ＳＯＬ４をＯＮ制御した後、所定の短時間だけ待機状態に移行し（Ｓ１０３）、所定の短時間が経過すると、ＳＯＬ４をＯＦＦ制御して脱圧を終了し（Ｓ１０４）、その後所定の長時間だけ待機する（Ｓ１０５）。短時間及び長時間の待機時間は、具体的には記憶手段５６に制御パラメータとして記憶しておく。
【００５７】
この長時間の待機状態において、ＳＯＬ１がＯＮ制御されているため、回転シール４０の内部には第１の圧力が印加され、差圧計５５０で差圧ΔＰを計測する。計測された差圧ΔＰは摩耗量推定手段５４に出力され、摩耗量推定手段５４は、差圧ΔＰが０であるか否かを判定する（Ｓ１０６）。
【００５８】
ΔＰ＝０でなければ（Ｓ１０６でＮＯ）、第１の圧力を印加した時点で既にエア漏れが検出されていることになるから、摩耗量推定手段５４は、テーブル５８を参照して回転シール４０の摩耗量＝特大、すなわち摩耗がかなり進んでいるものと判定する（Ｓ１０７）。
【００５９】
ΔＰ＝０であれば（Ｓ１０６でＹＥＳ）、摩耗量推定手段５４は、エア漏れがないと判定し、ＳＯＬ１、ＳＯＬ２、ＳＯＬ３に再び制御信号を出力し、ＳＯＬ１をＯＦＦ制御し、ＳＯＬ２をＯＮ制御し、ＳＯＬ３をＯＦＦ制御する（Ｓ１０８）。なお、ＳＯＬ４はＯＦＦ制御のままである。その後、Ｓ１０５と同様に所定の長時間だけ待機する（Ｓ１０９）。
【００６０】
この長時間の待機状態において、ＳＯＬ２がＯＮ制御されているため、回転シール４０の内部には第２の圧力が印加され、差圧計５５０で差圧ΔＰを計測する。計測された差圧ΔＰは摩耗量推定手段５４に出力され、摩耗量推定手段５４は、差圧ΔＰが０であるか否かを判定する（Ｓ１１０）。
【００６１】
ΔＰ＝０でなければ（Ｓ１１０でＮＯ）、第１の圧力ではエア漏れが検出されず、第２の圧力を印加した時点でエア漏れが検出されたことになるから、摩耗量推定手段５４は、テーブル５８を参照して回転シール４０の摩耗量＝大、すなわち摩耗が進んでいるものと判定する（Ｓ１１１）。
【００６２】
ΔＰ＝０であれば（Ｓ１１０でＹＥＳ）、摩耗量推定手段５４は、エア漏れがないと判定し、ＳＯＬ１、ＳＯＬ２、ＳＯＬ３に再び制御信号を出力し、ＳＯＬ１及びＳＯＬ２をＯＦＦ制御し、ＳＯＬ３をＯＮ制御する（Ｓ１１２）。ＳＯＬ４はＯＦＦ制御のままである。その後Ｓ１０５、Ｓ１０９と同様に所定の長時間だけ待機する（Ｓ１１３）。
【００６３】
この長時間の待機状態において、ＳＯＬ３がＯＮ制御されているため、回転シール４０の内部には第３の圧力が印加され、差圧計５５０で差圧ΔＰを計測する。計測された差圧ΔＰは摩耗量推定手段５４に出力され、摩耗量推定手段５４は、差圧ΔＰが０であるか否かを判定する（Ｓ１１４）。
【００６４】
ΔＰ＝０でなければ（Ｓ１１４でＮＯ）、第１、第２の圧力ではエア漏れが検出されず、第３の圧力を印加した時点でエア漏れが検出されたことになるから、摩耗量推定手段５４は、回転シール４０の摩耗量＝中、すなわち摩耗がある程度進んでいるものと判定する（Ｓ１１５）。
【００６５】
他方で、ΔＰ＝０であれば（Ｓ１１４でＹＥＳ）、摩耗量推定手段５４は、エア漏れがないと判定して回転シール４０の摩耗量＝小、すなわち摩耗はほとんど進んでいないものと判定する（Ｓ１１６）。
【００６６】
このように、印加圧力を第１の圧力から第２の圧力、さらには第３の圧力と段階的に増大させ、そのときのエア漏れの検出結果に応じて回転シール４０の摩耗量を特大、大、中、小の４段階で推定し、推定結果を工作機械の出力装置に出力する。既述したように出力形態は任意であるが、例えば、摩耗量＝特大と推定された場合に
「回転シールが摩耗しています。直ちに交換して下さい」
等のメッセージを出力し、摩耗量＝大と推定された場合に
「回転シールの摩耗量は大です。交換して下さい」
等のメッセージを出力し、摩耗量＝中と推定された場合に
「回転シールの摩耗量は中です。もうすぐ交換が必要です」
等のメッセージを出力し、摩耗量＝小と推定された場合に
「回転シールの摩耗量は小です」
等のメッセージを出力してもよい。
【００６７】
図８の処理は、所定の制御周期で繰り返し実行して回転シール４０の摩耗量を推定して出力する。
【００６８】
本実施形態によれば、回転シール４０の内部を圧縮エアでエアパージするとともに、この圧縮エアの圧力を利用し、圧縮エアの圧力を一時的に増大させてエア漏れの有無を検出することで、簡易に回転シール４０の摩耗量を推定して出力することができる。また、エアパージの圧力を一時的に増大させて摩耗量を推定する処理は、定期的または非定期の任意タイミングで実行することができ、実際に回転シール４０の摩耗による劣化で切粉や切削水が内部に侵入してしまう前に、回転シール４０の摩耗量を把握して必要なメンテナンス時期を明確にし得る。
【００６９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【００７０】
例えば、本実施形態では図２に示すようなＵ字型又はコの字型の断面形状を有する回転シール４０を例示したが、これに限らず、方向性を有する回転シールであれば任意の形状を用いることができ、Ｕパッキン状のものやオイルシール状のものを用いることができる。
【００７１】
ここで、「方向性を有する」とは、回転機構部の外部から内部への異物の侵入を防止することを意味する。また、回転シール４０は多段とすることもでき、ラビリンスシール等と組み合わせてもよい。
【００７２】
また、本実施形態では、ＳＯＬ１，ＳＯＬ２，及びＳＯＬ３を順次ＯＮ制御することで印加圧力を調整しているが、必要に応じて４個以上のソレノイドを並列接続し、これらを順次ＯＮ制御して印加圧力をより細かく調整してもよい。
【００７３】
また、本実施形態では、エア漏れ検出手段５２として図７に示すような絞りと差圧計５５０の組合せを用いているが、エア流量計を用いてもよい。
【００７４】
また、本実施形態では、回転シール４０の摩耗量を推定しているが、推定した摩耗量から回転シール４０の寿命をさらに推定して出力してもよい。すなわち、推定した摩耗量からあとどの程度寿命（摩耗量が所定の閾値に達した時点を寿命＝０とする）が残っているかを推定して出力してもよい。
【００７５】
さらに、本実施形態では、摩耗量推定手段５４が定期的あるいは非定期で図８に示す処理を実行して回転シール４０の摩耗量を推定して出力しているが、工作機械１０のオペレータからの操作指示に応じて摩耗量推定手段５４が図８の処理を実行してもよい。この場合、オペレータは、例えばワーク３を加工する際に当該加工に先立って摩耗量推定手段５４としての制御装置に図８の処理の実行開始を指示し、推定された摩耗量の出力結果を確認した後に加工を行ってもよい。勿論、制御装置は、加工に先立って自動的に図８の処置を実行し、摩耗量の推定結果に応じてワーク３の加工を実行するか否かを判定してもよい。
【符号の説明】
【００７６】
３  ワーク、４  刃物台、１０  工作機械、１４  ワーク主軸装置、２０  機内ロボット、５０  圧力調整手段、５２  エア漏れ検出手段、５４  摩耗量推定手段、５６  記憶手段、５８  テーブル、１００  工具。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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