(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸に装着する工具を洗浄する洗浄液を貯留するタンクと、該タンクに貯留した洗浄液を前記工具に噴射可能なノズル手段と、前記洗浄液を前記タンクから前記ノズル手段に供給可能な洗浄液供給手段とを有する工作機械の工具洗浄装置において、
前記タンクと前記ノズル手段との間に配置し、前記洗浄液供給手段から供給された洗浄液を貯留し且つ貯留した洗浄液を前記ノズル手段に供給可能な洗浄液貯留容器と、
前記ノズル手段と前記洗浄液貯留容器とを接続する洗浄液通路及びこの洗浄液通路を開閉可能な第１のバルブ手段と、
前記洗浄液貯留容器に貯留された洗浄液を加圧する加圧手段であって、加圧エアを発生するエア供給手段と、該エア供給手段から前記洗浄液貯留容器に加圧エアを供給するエア供給通路とを備えた加圧手段と、
前記第１のバルブ手段によって前記洗浄液通路を開けた際、前記洗浄液貯留容器に供給する加圧エアの圧力を調整可能に前記エア供給通路に設けられた第２のバルブ手段とを備え、
前記第１のバルブ手段は、バネ部材の付勢力で閉弁位置に切換えられ且つ加圧エアにより開弁位置に切換えられ、前記第１のバルブ手段はエア通路を介して第１電磁弁に接続され、第１電磁弁から前記エア通路を介して前記第１のバルブ手段に加圧エアを供給することにより前記第１のバルブ手段を開弁位置に切換え可能に構成したことを特徴とする工作機械の工具洗浄装置。
【請求項２】
前記第２のバルブ手段を制御する制御手段と、
前記主軸に装着する工具の種類を検知する工具検知手段とを備え、
前記制御手段は、前記工具検知手段により検知された工具の種類に基づいて、前記第２のバルブ手段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工具洗浄装置。
【請求項３】
前記工具検知手段により粗加工用の工具であると検知されたとき、前記制御手段は前記エア供給通路を閉じるように前記第２のバルブ手段を制御することを特徴とする請求項２に記載の工作機械の工具洗浄装置。
【請求項４】
前記第２のバルブ手段を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記加圧エアの圧力調整を指令する指令コードに基づいて、前記第２のバルブ手段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工具洗浄装置。
【請求項５】
前記第２のバルブ手段を比例電磁式圧力制御弁で構成したことを特徴とする請求項１〜４の何れか１つに記載の工作機械の工具洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主軸に装着する工具表面に付着した切粉等を洗浄する工作機械の工具洗浄装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、工作機械は、工具による被切削物の切削個所にクーラント液を噴射して加工精度や工具寿命が向上するようにしている。最近のマシニングセンタなどの工作機械においては工具交換装置を有し、切削工具と工具ホルダとからなる工具の自動交換を行う。
【０００３】
工具交換時に、工具ホルダの主軸装着面に切粉が付着した状態で工具を主軸に装着した場合、主軸に対する工具の位置ずれが発生し、切削加工精度は低下する。前述した問題点を解決するために、従来の工作機械は、工具ホルダの主軸装着面を洗浄液となるクーラント液やエアブローによって洗浄している。
【０００４】
特許文献１は、主軸の先端にクーラント液を噴射可能な洗浄ノズルを設け、この洗浄ノズルとエア源となるエアコンプレッサとを接続し、工具ホルダの主軸装着面に対してクーラント液をエアアシストしながら噴射する技術を提案している。特許文献１では、エアを混合したクーラント液は、工具ホルダの主軸装着面に付着する切粉等を洗浄する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２７３６４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
被切削物の切削個所に噴射するクーラント液は、所定噴射圧、例えば、０．０３ＭＰａ程度のポンプがクーラントタンクから噴射ノズル開口まで送る構成となっている。工作機械は、工具ホルダの主軸装着面に付着する切粉等の洗浄においても、前記ポンプから噴射するクーラント液を洗浄液に兼用することが一般的である。それ故、工作機械は、切削個所に送るクーラント液を分岐させて洗浄ノズルに送る構成としている。
【０００７】
切削個所に噴射するクーラント液は、切削個所の潤滑や冷却を主な機能とし、ポンプはクーラント液を搬送する程度の噴射圧に設定している。工具洗浄では、洗浄液は工具ホルダの主軸装着面に付着する切粉等を噴射圧力により除去する機能を必要とするため、前記のようなポンプ噴射圧では充分な洗浄効果を得ることができない。
【０００８】
特許文献１では、クーラント液と加圧エアとの混合体を工具に噴射するため、工具に噴射される時間当たりのクーラント液量が減少する。切粉等の除去では、クーラント液等の液体で洗い流すことが最も効果的であり、エアは洗浄液に比べて除去効率で劣る。しかも、クーラント液と加圧エアとの混合体とされるため、噴射されるクーラント液にはエア源の供給圧力、所謂出力が充分に付加されない。つまり、洗浄効果を高めた噴射圧のクーラント液を得るには、高出力のエア源が必要となる。
【０００９】
また、工具洗浄では、工具交換における短時間の間に所定噴射圧のクーラント液を途切れることなく且つ安定して噴射する必要がある。クーラントタンクから洗浄ノズルまでクーラント液を搬送する場合、通路が長いことから通路抵抗が大きく、更に、流路途中のフィルタの目詰まりやポンプ駆動の脈動等応答性を阻害する要因が存在する。
【００１０】
本発明の目的は、洗浄液の供給安定性と応答性とを備えた高圧力の洗浄液を噴射可能な工具洗浄装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の工作機械の工具洗浄装置は、主軸に装着する工具を洗浄する洗浄液を貯留するタンクと、該タンクに貯留した洗浄液を前記工具に噴射可能なノズル手段と、前記洗浄液を前記タンクから前記ノズル手段に供給可能な洗浄液供給手段とを有する工作機械の工具洗浄装置において、前記タンクと前記ノズル手段との間に配置し、前記洗浄液供給手段から供給された洗浄液を貯留し且つ貯留した洗浄液を前記ノズル手段に供給可能な洗浄液貯留容器と、前記ノズル手段と前記洗浄液貯留容器とを接続する洗浄液通路及びこの洗浄液通路を開閉可能な第１のバルブ手段と、前記洗浄液貯留容器に貯留された洗浄液を加圧する加圧手段であって、加圧エアを発生するエア供給手段と、該エア供給手段から前記洗浄液貯留容器に加圧エアを供給するエア供給通路とを備えた加圧手段と、前記第１のバルブ手段によって前記洗浄液通路を開けた際、前記洗浄液貯留容器に供給する加圧エアの圧力を調整可能に前記エア供給通路に設けられた第２のバルブ手段とを備え、前記第１のバルブ手段は、バネ部材の付勢力で閉弁位置に切換えられ且つ加圧エアにより開弁位置に切換えられ、前記第１のバルブ手段はエア通路を介して第１電磁弁に接続され、第１電磁弁から前記エア通路を介して前記第１のバルブ手段に加圧エアを供給することにより前記第１のバルブ手段を開弁位置に切換え可能に構成したことを特徴としている。
【００１２】
この工作機械の工具洗浄装置では、洗浄液供給手段から供給された洗浄液を貯留すると共に貯留した洗浄液をノズル手段に供給可能な洗浄液貯留容器を有するため、洗浄液をノズル手段に送る洗浄液通路を短くすることができ、通路抵抗を低減できる。しかも、予め工具洗浄で必要とされる洗浄液を貯留することができ、洗浄途中での洗浄液の途切れを防止することが可能となる。更に、加圧手段によって加圧された洗浄液をノズル手段に供給するため、容量の大きなポンプを必要とすることなく、洗浄力を高めることができる。
【００１３】
工具洗浄時に第１のバルブ手段によって洗浄液通路を開けた際、第２のバルブ手段により洗浄液貯留容器に供給する加圧エアの圧力を調整できるため、切削加工の種類や被加工物の材質や不良率等を考慮して最適な洗浄力を設定することができる。それ故、過剰な加圧エアの供給を防止できるので、加圧エアの消費量を削減することができる。
【００１４】
請求項２の工作機械の工具洗浄装置は、請求項１の発明において、前記第２のバルブ手段を制御する制御手段と、前記主軸に装着する工具の種類を検知する工具検知手段とを備え、前記制御手段は、前記工具検知手段により検知された工具の種類に基づいて、前記第２のバルブ手段を制御することを特徴としている。
【００１５】
請求項３の工作機械の工具洗浄装置は、請求項２の発明において、前記工具検知手段により粗加工用の工具であると検知されたとき、前記制御手段は前記エア供給通路を閉じるように前記第２のバルブ手段を制御することを特徴としている。
【００１６】
請求項４の工作機械の工具洗浄装置は、請求項１の発明において、前記第２のバルブ手段を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記加圧エアの圧力調整を指令する指令コードに基づいて、前記第２のバルブ手段を制御することを特徴としている。
【００１７】
請求項５の工作機械の工具洗浄装置は、請求項１〜４の何れか１つの発明において、前記第２のバルブ手段を比例電磁式圧力制御弁で構成したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の発明によれば、ポンプの容量を変更することなく、洗浄液の供給安定性と応答性とを備えた高圧力の洗浄液を噴射可能な工具洗浄装置を得ることができる。洗浄液貯留容器によって通路抵抗を低減できるため、洗浄液の供給安定性と応答性とを確保できる。しかも、加圧手段によって、洗浄液貯留容器内の洗浄液を加圧するため、工具洗浄時、加圧された洗浄液を工具に噴射することができる。それ故、ポンプの容量を高めることなく洗浄力を高めることができる。
【００１９】
工具洗浄時に第１のバルブ手段によって洗浄液通路を開けた際、第２のバルブ手段により洗浄液貯留容器に供給する加圧エアの圧力を調整することができるので、切削加工の種類や被加工物の材質や不良率等を考慮して最適な洗浄力を設定することができる。最適な洗浄力に応じた加圧エアの圧力に調整することで過剰な加圧エアの供給を防止できるので、加圧エアの消費量を削減することができる。
【００２０】
請求項２の発明によれば、制御手段は、工具検知手段により検知された工具の種類に基づいて、第２のバルブ手段を制御するので、高い精度が要求される切削加工を行う場合は、加圧エアの圧力を向上させて洗浄力を充分に高めることができる。一方、高い精度が要求されない切削加工を行う場合は、加圧エアの圧力を低下させて加圧エアの消費量を削減することができる。
【００２１】
請求項３の発明によれば、工具検知手段により粗加工用の工具であると検知されたとき、制御手段はエア供給通路を閉じるように第２のバルブ手段を制御するので、高い精度が要求されない粗加工のときは洗浄液供給手段から供給される洗浄液のみで工具洗浄を行うことで、加圧エアの消費量を格段に削減することができる。
【００２２】
請求項４の発明によれば、制御手段は、加圧エアの圧力調整を指令する指令コードに基づいて、第２のバルブ手段を制御するので、作業者が加工プログラム中に前記指令コードを設定することで所望の洗浄力を設定できる。
【００２３】
請求項５の発明によれば、第２のバルブ手段を比例電磁式圧力制御弁で構成したので、加圧エアの圧力をリニアに調整することができ、洗浄力を比例的に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施例１に係る工具洗浄装置の斜視図である。
【図２】クーラントタンクを接続した状態の工具洗浄装置の側面図である。
【図３】主軸と主軸ヘッドの正面図である。
【図４】図３の側面図である。
【図５】図３の底面図である。
【図６】主軸と主軸ヘッドの要部断面図である。
【図７】工具洗浄装置の回路図である。
【図８】工具洗浄装置の制御系のブロック図である。
【図９】工具洗浄制御を示すフローチャートである。
【図１０】実施例２に係る工具洗浄装置の回路図である。
【図１１】実施例２に係る工具洗浄制御を示すフローチャートである。
【図１２】実施例３に係る工具洗浄装置の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。
【実施例１】
【００２６】
図１〜図３に示すように、この工作機械としてのマシニングセンタ１は、設置面である床面に固定されるベース部２と、ＸＹ軸駆動機構（図示省略）によってＸ軸，Ｙ軸方向へ移動駆動可能なテーブル（図示省略）と、テーブル等の各機構を数値制御する制御部５１を収納した制御箱３と、ベース部２の後部の上面に立設されて上方へ延びるコラム４とを有している。
【００２７】
更に、このマシニングセンタ１は、コラム４に昇降可能に装備された主軸ヘッド５と、この主軸ヘッド５に設けられた主軸６と、主軸ヘッド５をＺ軸方向へ移動駆動可能な駆動機構７と、コラム４に装備されたＡＴＣ８（自動工具交換装置）と、貯留タンク５０（洗浄液貯留容器）を有している。貯留タンク５０は、コラム４の上方に配置されている。
【００２８】
クーラントタンク１０は、マシニングセンタ１の後方に設けたクーラント排出部９の下方にその前方端面が対向するよう配置している。尚、図１は、クーラントタンク１０をクーラント排出部９に装着する前段階を示している。クーラントタンク１０は、上面の一部を開口した略箱状の貯留槽１１と、該貯留槽１１に着脱可能な回収槽１２とを備えている。回収槽１２は、クーラント排出部９から流出する使用済クーラント液に混ざった切粉を取り除く。貯留槽１１は、回収槽１２で切粉が取り除かれたクーラント液を貯留する。
【００２９】
１対の第１ポンプ１３，第２ポンプ１４は、切粉等を取り除いたクーラント液を貯留槽１１から吸い上げて、マシニングセンタ１に循環供給するよう構成している。
第１ポンプ１３（洗浄液供給手段）は、工具２０と被切削物とが当接する切削個所に向かって噴射するクーラント液を供給するよう構成している。第１ポンプ１３の吐出圧力は、０．０３０〜０．０４５ＭＰａの範囲としている。第２ポンプ１４は、切削個所から切粉等を排出するクーラント液を供給するよう構成しており、吐出圧力は第１ポンプ１３よりも大きく設定している。
【００３０】
貯留槽１１の上端部において第１ポンプ１３と第２ポンプ１４の間に、下方を開口した略箱状の排液溜め５３を固定している。工具交換終了時に貯留タンク５０内の圧力を抜く為の排気通路３７は、ソケット５２を介して排液溜め５３の上端部の前側部分に設けた入口に接続している。
【００３１】
図３〜図５に示すように、コラム４はＡＴＣ８を装備している。ＡＴＣ８は複数のポッド１５がチェーン状部材１６に連結されたマガジン１７を有する。各ポッド１５には種々の切削工具２０ａ付き工具ホルダ２１（図６参照）を選択的に着脱可能に挿入してある。マガジン１７は指令信号に応じてそれらのポッド１５を移動させて、指令されたポッド１５を所定の交換位置に搬送する。以降、切削工具２０ａを取り付けた工具ホルダ２１を工具２０と称す。
【００３２】
ＡＴＣ８は、主軸６と平行な軸回りに旋回する旋回アーム１８を備えている。旋回アーム１８は、主軸６に取り付けた工具２０と、交換位置に搬送した工具２０とを把持した後、旋回アーム１８を下降させて、主軸６とポッド１５とから工具２０を取り外した後１８０度旋回させる。次に旋回アーム１８を上昇させて主軸６に別の工具２０を取り付けると共に交換位置のポッド１５に主軸６から取り外した工具２０を戻す。
【００３３】
図６に示すように、工具２０は、ドリル等の切削工具２０ａと、この切削工具２０ａを保持させる工具ホルダ２１とからなる。工具ホルダ２１は、シャンク部２１ａとフランジ部２１ｂとＶ溝部２１ｃとを有する。主軸６に工具２０を取り付けた状態において、工具ホルダ２１のシャンク部２１ａがテーパ係合穴１９にテーパ係合する。フランジ部２１ｂの軸心方向位置規制面２１ｄは、主軸６の先端の端面２４に面当りする。それ故、主軸６は、テーパ係合穴１９と、端面２４とで工具ホルダ２１の位置を規制する二面拘束型の構成となっている。主軸６は、工具ホルダ２１のクランプ用係合部（図示省略）に係合して上方へ引きつける保持機構を有している。
【００３４】
次に、主軸６のテーパ係合穴１９に装着した工具２０を洗浄する洗浄機構について説明する。
図６に示すように、環状主軸キャップ２２は、複数のボルト２３で主軸６を回転自在に支持する主軸ヘッド５の下端に固定している。
【００３５】
主軸キャップ２２の先端部分に形成された環状通路２５を塞ぐ環状のノズル形成部材２６の先端面は、主軸６の端面２４とほぼ同高さ位置に設定している。この環状通路２５はクーラント供給ポート２７に接続し、クーラント供給ポート２７はクーラントホース２８（洗浄液通路）を介して貯留タンク５０に接続している。
【００３６】
ノズル形成部材２６に、主軸６の軸心の方へ向けてクーラント液の噴射流を傾斜状に噴射する環状の噴射ノズル２９（ノズル手段）を形成している。この噴射ノズル２９は複数の通路穴３０によって環状通路２５に接続している。環状通路２５と複数の通路穴３０はクーラント液を噴射ノズル２９に供給する。噴射ノズル２９は、クーラント液のテーパ筒状噴射流Ａを噴射し、主軸６のテーパ係合穴１９に向けて上方移動する工具ホルダ２１のシャンク部２１ａの表面を洗浄する。
【００３７】
次に、図７に基づき、工具洗浄装置６７の洗浄液回路について説明する。
工具洗浄装置６７は、前述したクーラントタンク１０と、噴射ノズル２９と、第１ポンプ１３と、クーラントホース２８と、貯留タンク５０と、排気通路３７と、排液溜め５３とを備えている。更に、工具洗浄装置６７は、後述するエア源３９と、第１エア通路４０と、第２エア通路４１と、第３エア通路４２と、分岐通路３２と、複数の切替バルブ３５，３８と、複数の電磁弁４３，４４，４５を有する。
【００３８】
第１ポンプ１３は、クーラントタンク１０から吸引したクーラント液をクーラント供給通路３１に吐出し切削個所に送る。クーラント供給通路３１から分岐した分岐通路３２は、貯留タンク５０の下端部に接続している。
【００３９】
分岐通路３２は、クーラント液に混入した異物を除去するためのフィルタ部３３と、フィルタ部３３と貯留タンク５０との間に設け且つ貯留タンク５０方向への流れのみを許容する逆止弁３４とを配置している。
【００４０】
貯留タンク５０の下端部と噴射ノズル２９とを接続するクーラントホース２８又は配管は、第１切替バルブ３５（第１のバルブ手段）を有している。第１切替バルブ３５は、クーラントホース２８の通路を閉鎖する閉弁位置と、噴射ノズル２９方向へクーラント液を流通可能とする開弁位置とに切替え可能としている。第１切替バルブ３５は、付勢手段（バネ部材）により閉弁位置へ切替わり、後述する加圧エアにより開弁位置へ切替わる。
【００４１】
貯留タンク５０は、下端部から所定高さの位置に液面センサ３６を備えている。この液面センサ３６の取付け高さは、クーラント液の残量が前記高さ以上のとき、標準的な洗浄工程を１回、例えば、５秒間の噴射を行ってもクーラント液の噴射途切れが発生しない位置に設置してある。
【００４２】
貯留タンク５０の上下方向中間領域には、クーラントタンク１０に固定した排液溜め５３と接続して貯留タンク５０内の圧力を抜く、所謂脱圧用の排気通路３７を設けている。排気通路３７には、通路を遮断する閉弁位置と排液溜め５３方向への流通を可能とする開弁位置とに切替え可能な第２切替バルブ３８が設置してある。第２切替バルブ３８は、付勢手段（バネ部材）により開弁位置へ切替わり、後述する加圧エアにより閉弁位置へ切替わる。
【００４３】
本実施例では、クーラント液の加圧に工場のエア源３９を用いている。工場のエア源３９は、約０．５ＭＰａの吐出圧（加圧エア）を得ることができるため、別途クーラント液を加圧するエアコンプレッサ等を必要としない。エア源３９には、第１〜第３エア通路４０，４１，４２の一端が夫々接続している。
【００４４】
第１エア通路４０の他端近傍部は、第１電磁弁４３に接続している。第１電磁弁４３は、第１電磁弁４３の下流方向のエア供給を禁止すると共に第１電磁弁４３下流の圧力をサイレンサ４３ａを介して大気解放する第１位置と、第１電磁弁４３下流方向のエア供給が可能な第２位置とが電気的に切替え可能となっている。
【００４５】
第１電磁弁４３は、付勢手段（バネ部材）によりオフ状態で第１位置へ切替わり、制御部５１によるオン操作により第２位置へ切替わる。第１電磁弁４３下流には、第１切替バルブ３５にエア源３９からの加圧エアを供給可能な第４エア通路４６が接続している。
【００４６】
第２エア通路４１の他端は、第２電磁弁４４に接続している。第２電磁弁４４は、第２電磁弁４４下流方向のエア供給を禁止すると共に第２電磁弁４４下流の圧力をサイレンサ４４ａを介して大気解放する第１位置と、第２電磁弁４４下流方向のエア供給が可能な第２位置とが電気的に切替え可能となっている。
【００４７】
第２電磁弁４４は、付勢手段（バネ部材）によりオフ状態で第１位置へ切替わり、制御部５１によるオン操作により第２位置へ切替わる。第２電磁弁４４の下流には、第２切替バルブ３８にエア源３９からの加圧エアを供給可能な第５エア通路４７が接続している。
【００４８】
第３エア通路４２の他端は、貯留タンク５０の上端部分に接続している。第３エア通路４２は、第３電磁弁４５（第２のバルブ手段）と、貯留タンク５０方向のエア供給のみを許容する逆止弁４９とを配置している。第３電磁弁４５は、第３電磁弁４５の下流方向のエア供給を禁止すると共に第３電磁弁４５下流の圧力をサイレンサ４５ａを介して大気開放する第１位置と、第３電磁弁４５下流方向のエア供給が可能な第２位置とが電気的に切替え可能となっている。第３電磁弁４５は、付勢手段（バネ部材）によりオフ状態で第１位置へ切替わり、制御部５１によるオン操作により第２位置へ切替わる。
【００４９】
制御部５１（制御手段）は、前述した第１電磁弁４３，第２電磁弁４４，第３電磁弁４５を第１位置と第２位置とに切替制御する。制御部５１は、第１電磁弁４３をオン操作、所謂第２位置に作動した場合、エア源３９の加圧エアは、第１電磁弁４３を通過して第４エア通路４６に流れる。第４エア通路４６に流れた加圧エアは、第１切替バルブ３５の付勢手段を圧縮し、第１切替バルブ３５を開弁位置に切替える。これにより、貯留タンク５０に貯留されるクーラント液は噴射ノズル２９から噴射する。
【００５０】
制御部５１は、第２電磁弁４４をオン操作（所謂第２位置に作動）した場合、エア源３９の加圧エアは、第２電磁弁４４を通過して第５エア通路４７に流れる。第５エア通路４７に流れた加圧エアは、第２切替バルブ３８の付勢手段を圧縮し、第２切替バルブ３８を閉弁位置に切替えて排気通路３７を閉鎖する。
【００５１】
制御部５１は、第３電磁弁４５をオン操作（所謂第２位置に作動）した場合、第３エア通路４２を流れる加圧エアは、第３電磁弁４５と逆止弁４９とを通過して貯留タンク５０に貯留されるクーラント液を加圧する。尚、加圧手段は、エア源３９と第３エア通路４２とを含む。
【００５２】
次に、工具洗浄装置６７の電気的構成について説明する。図８に示すように、前述の制御部５１は、制御回路７１と、各種駆動回路７７〜８６を有している。制御回路７１は、後述するＲＯＭ７３に記憶した制御プログラム（後述の図９参照）等を実行することで、マシニングセンタ１の加工動作及び工具洗浄装置６７の工具洗浄制御等を制御するものである。
【００５３】
制御回路７１は、ＣＰＵ７２，ＲＯＭ７３及びＲＡＭ７４からなるマイクロコンピュータと、入力インターフェース７５及び出力インターフェース７６を基本に構成している。ＲＡＭ７４は、マシニングセンタ１に所望の加工を施させるための加工プログラムを記憶保持している。加工プログラムは、複数の動作ブロックからなり、操作者が後述する操作パネルを介して作成する。
【００５４】
入力インターフェース７５は、マシニングセンタ１の前面に設けた操作パネル（図示省略）のキーボード７０と、前述した液面センサ３６と、圧力センサ６８とが電気的に接続している。キーボード７０は、加工作業に必要な情報を作業者が入力するために用いる。圧力センサ６８は、エア源３９の加圧エアの圧力（エア圧）を検出する。
【００５５】
出力インターフェース７６は、Ｘ軸モータ８７を駆動する駆動回路７７と、Ｙ軸モータ８８を駆動する駆動回路７８と、Ｚ軸モータ８９を駆動する駆動回路７９と、主軸モータ９０を駆動する駆動回路８０と、マガジンモータ９１を駆動する駆動回路８１と、第１ポンプ１３を駆動するための駆動回路８２と、操作パネルのＣＲＴ９２を駆動するための駆動回路８３と、第１電磁弁４３を駆動するための駆動回路８４と、第２電磁弁４４を駆動するための駆動回路８５と、第３電磁弁４５を駆動するための駆動回路８６が各々電気的に接続している。
【００５６】
Ｘ軸モータ８７は、テーブルのＸ軸方向の位置を検出するエンコーダ８７ａを備えている。エンコーダ８７ａは、入力インターフェース７５に接続している。Ｙ軸モータ８８は、テーブルのＹ軸方向の位置を検出するエンコーダ８８ａを備えている。エンコーダ８８ａは、入力インターフェース７５に接続している。Ｚ軸モータ８９は、主軸ヘッド５のＺ軸方向の位置を検出するエンコーダ８９ａを備えている。エンコーダ８９ａは、入力インターフェース７５に接続している。
【００５７】
次に、図９のフローチャートに基づき、工具洗浄装置６７の工具洗浄制御について説明する。尚、Ｓｉ（ｉ＝１，２…）は各ステップを示す。
工具洗浄制御は、所定の周期でＣＰＵ７２が実行する割り込み処理である。まず、ＣＰＵ７２は、マシニングセンタ１の工具交換指令、第１ポンプ１３の作動状態、エア源３９の作動状態、液面センサ３６の検出値等夫々の機構から各種信号を読込み（Ｓ１）、処理をＳ２に移行する。
【００５８】
ＣＰＵ７２は、圧力センサ６８の検出値と予めＲＯＭ７３に記憶された値とを比較してエア源３９のエア圧が正常か否かを判断する（Ｓ２）。エア圧が正常な場合（Ｓ２でＹｅｓ）、ＣＰＵ７２は、第１ポンプ１３が駆動しているか否か判定する（Ｓ３）。ＣＰＵ７２は、駆動回路８２を介して第１ポンプ１３を駆動する際、ＲＡＭ７４に第１ポンプ１３が駆動状態であることを記憶する。それ故、ＣＰＵ７２は、ＲＡＭ７４を参照して第１ポンプ１３が駆動しているか否かを判定する。
【００５９】
第１ポンプ１３が駆動している場合（Ｓ３でＹｅｓ）、ＣＰＵ７２は、液面センサ３６の検出値を参照して貯留タンク５０内のクーラント液が所定量以上あるか否かを判定する（Ｓ４）。貯留タンク５０内のクーラント液が所定量以上ある場合（Ｓ４でＹｅｓ）、ＣＰＵ７２は、工具交換指令が有るか否かを判定する（Ｓ５）。
【００６０】
ＣＰＵ７２は、加工プログラム処理制御において、加工プログラムに従って各機構を制御する際、工具交換指令を実行する前にＲＡＭ７４に工具交換指令であることと、工具交換指令により主軸６に装着する工具２０の工具番号とを記憶する。それ故、ＣＰＵ７２は、ＲＡＭ７４を参照して工具交換指令が有るか否かを判定する。尚、前述した加工プログラム処理制御は、所定の周期で実行されるもので、加工プログラムの複数の動作ブロックを１ブロック毎解釈して、実行するものである。
【００６１】
工具交換指令が有る場合（Ｓ５でＹｅｓ）、ＣＰＵ７２は、ＲＡＭ７４を参照して主軸６に装着する工具２０が粗加工用工具であるか否かを判定する（Ｓ６）。ＲＡＭ７４は、予め工具２０の種類（粗加工用、仕上げ加工用）と工具番号とを対応つけて記憶しているので、ＣＰＵ７２は、ＲＡＭ７４を参照して工具２０の種類を判定する。
【００６２】
主軸６に装着する工具２０が粗加工用工具でない場合（Ｓ６でＮｏ）、ＣＰＵ７２は、第１電磁弁４３，第２電磁弁４４，第３電磁弁４５をオン操作する（Ｓ７）。第３電磁弁４５をオン操作することにより、貯留タンク５０内のクーラント液を加圧するため、噴射ノズル２９は、加圧されたクーラント液を工具２０に噴射する。第１電磁弁４３，第２電磁弁４４，第３電磁弁４５をオン操作後、ＣＰＵ７２は、工具交換の開始を許可する（Ｓ８）。ＣＰＵ７２が工具交換の開始を許可することで、図示しない工具交換処理において工具交換が開始される。尚、工具交換処理は、ＲＯＭ７３に記憶されたプログラムであり、工具交換の開始を許可されるとＣＰＵ７２は、前述した割り込み処理とは、別の割り込みで実行する。
【００６３】
主軸６に装着する工具２０が粗加工用工具である場合（Ｓ６でＹｅｓ）、ＣＰＵ７２は、第１電磁弁４３，第２電磁弁４４をオン操作し、第３電磁弁４５をオフ操作する（Ｓ９）。第３電磁弁４５をオフ操作することにより、加圧エアは、貯留タンク５０内のクーラント液を加圧しない。それ故、噴射ノズル２９は、第１ポンプ１３のポンプ圧のみでクーラント液を工具２０に噴射する。
【００６４】
その後、ＣＰＵ７２は、工具交換が完了するまで待つ（Ｓ１０）。工具交換が完了したか否かは、主軸ヘッド６のＺ軸方向の位置が工具交換完了位置に到達したか否かで判定する。主軸ヘッド６のＺ軸方向の位置は、エンコーダ８９ａで検出する。工具交換が完了した場合（Ｓ１０でＹｅｓ）、ＣＰＵ７２は処理をＳ１１に移行し、第１電磁弁４３，第２電磁弁４４，第３電磁弁４５をオフ操作して処理をＳ１２に移行する。
【００６５】
Ｓ１２において、ＣＰＵ７２は、タイマＴ２のカウントを開始し、カウント開始後５秒経過したか否かを判定する（Ｓ１３）。尚、Ｓ１１では、クーラント液の噴射を停止すると共に、貯留タンク５０内の圧力を排気通路３７から脱圧している。脱圧することで、クーラントタンク１０内のクーラント液は、第１ポンプ１３によって貯留タンク５０に供給される。前述した５秒は、貯留タンク５０にクーラント液を補充するのに要する時間である。
【００６６】
タイマＴ２カウント開始後、５秒経過した場合(Ｓ１３でＹｅｓ)、ＣＰＵ７２は、Ｓ１４に移行し第２電磁弁４４をオン操作して処理を終了する。Ｓ４において、貯留タンク５０内のクーラント液が液面センサ３６の位置よりも低い位置の場合（Ｓ４でＮｏ）、ＣＰＵ７２は液面エラーと判定し（Ｓ１５）、処理をＳ１１に移行する。Ｓ２において、ＣＰＵ７２は、エア源３９のエア圧が正常でないと判定した場合（Ｓ２でＮｏ）、第１電磁弁４３，第２電磁弁４４，第３電磁弁４５をオフ操作後（Ｓ１６）、処理を終了する。尚、Ｓ６を実行する制御部５１が工具検知手段に相当する。
【００６７】
以上説明したマシニングセンタ１の工具洗浄装置６７の作用、効果について説明する。
貯留タンク５０によって貯留タンク５０から噴射ノズル２９までの通路抵抗を低減できるため、クーラント液の供給安定性と応答性とを確保できる。しかも、貯留タンク５０と第１切替バルブ３５とによって、貯留タンク５０を加圧エアの蓄圧容器に兼用でき、工具洗浄時、加圧エアで付勢されたクーラント液を工具２０に噴射することができる。その結果、工具２０に付着した切粉を確実に除去できる。更に、工場のエア源３９を加圧エア形成に利用することで、別途エアコンプレッサ等を必要としない。
【００６８】
工具洗浄時に第１切替バルブ３５によって洗浄液通路２８を開けた際、第３電磁弁４５により貯留タンク５０に供給する加圧エアの圧力を調整することができるので、切削加工の種類や被加工物の材質や不良率等を考慮して最適な洗浄力を設定することができる。最適な洗浄力に応じた加圧エアの圧力に調整することで過剰な加圧エアの供給を防止できるので、加圧エアの消費量を削減することができる。
【００６９】
主軸６に装着する工具２０が粗加工用工具であると検知されたとき、第６エア通路４８を閉じるように第３電磁弁４５を制御するので、高い精度が要求されない粗加工のときは第１ポンプ１３のポンプ圧のみで供給される洗浄液で工具洗浄を行うことで、加圧エアの消費量を格段に削減することができる。
【実施例２】
【００７０】
次に、本発明の実施例２の工具洗浄装置６７Ａについて、図１０、図１１に基づいて説明する。但し、前記実施例と同一の構成には同一の符号を付し、異なる構成についてのみ説明する。この実施例２においては、第２のバルブ手段として第３エア通路４２に比例電磁式圧力制御弁５５（以降、圧力制御弁５５と称す）を設けたものである。
【００７１】
図１０に示すように、第３エア通路４２は、第２のバルブ手段としての圧力制御弁５５と、貯留タンク５０方向のエア供給のみを許容する逆止弁４９とを配置している。圧力制御弁５５は、貯留タンク５０に供給する加圧エアの圧力を最小圧力（本実施例においては０ＭＰａ）から最大圧力までの任意の圧力になるよう比例的に調整するものである。
【００７２】
貯留タンク５０に供給する加圧エアの圧力を０ＭＰａに設定する場合、制御部５１は圧力制御弁５５を閉弁させて第３エア通路４２を閉じるため、加圧エアは貯留タンク５０内のクーラント液を加圧しない。一方、貯留タンク５０に供給する加圧エアの圧力を０以外の任意の圧力に設定する場合、制御部５１は、加圧エアの圧力の設定値に基づいて圧力制御弁５５内を流れる加圧エアの流量を制御する。それ故、第３エア通路４２を流れる加圧エアは、設定値に基づく加圧エアの流量だけ圧力制御弁５５と逆止弁４９とを通過して、貯留タンク５０に貯留されるクーラント液を設定された圧力で加圧する。
【００７３】
次に、図１１のフローチャートに基づき、工具洗浄装置６７の工具洗浄制御について説明する。尚、Ｓｉ（ｉ＝２１，２２…）は各ステップを示す。尚、Ｓ２１〜Ｓ２５，Ｓ２７，Ｓ２８，Ｓ３０〜Ｓ３３については、前記実施例１のＳ１〜Ｓ５，Ｓ８，Ｓ１０，Ｓ１２〜Ｓ１５と同様の処理であるので説明を省略する。
【００７４】
ＣＰＵ７２は、工具交換指令が有るか否かを判定し（Ｓ２５）、工具交換指令が有る場合（Ｓ２５でＹｅｓ）、ＣＰＵ７２は、第１電磁弁４３，第２電磁弁４４をオン操作すると共に、ＲＡＭ７４を参照して工具番号に基づいて圧力制御弁５５を制御する（Ｓ２６）。ＲＡＭ７４は、工具番号に対応つけて加圧エアの圧力の設定値を予め記憶している。例えば、粗加工用工具の設定値は０ＭＰａである。それ故、ＣＰＵ７２は、主軸６に装着する工具２０の種類に基づいて圧力制御弁５５を制御する。
【００７５】
工具交換が完了した場合（Ｓ２８でＹｅｓ）、ＣＰＵ７２は処理をＳ２９に移行し、第１電磁弁４３，第２電磁弁４４をオフ操作し、圧力制御弁５５を閉弁して第３エア通路４２を閉じた後（Ｓ２９）、処理をＳ３０に移行する。Ｓ２２において、ＣＰＵ７２は、エア源３９のエア圧が正常でないと判定した場合（Ｓ２２でＮｏ）、第１電磁弁４３，第２電磁弁４４をオフ操作し、圧力制御弁５５を閉弁して第３エア通路４２を閉じた後（Ｓ３４）、処理を終了する。尚、Ｓ２６を実行する制御部５１が工具検知手段に相当する。
【００７６】
このように、制御部５１は、工具の種類に基づいて第２のバルブ手段を制御するので、高い精度が要求される切削加工を行う場合は、加圧エアの圧力を向上させて洗浄力を充分に高めることができる。一方、高い精度が要求されない切削加工を行う場合は、加圧エアの圧力を低下させて加圧エアの消費量を削減することができる。第２のバルブ手段を圧力制御弁５５で構成したので、加圧エアの圧力をリニアに調整することができ、洗浄力を比例的に設定することができる。
【実施例３】
【００７７】
次に、本発明の実施例３の工具洗浄装置６７Ｂについて、図１２に基づいて説明する。但し、前記実施例と同一の構成には同一の符号を付し、異なる構成についてのみ説明する。
この実施例３においては、第２のバルブ手段として第３エア通路４２に第３切替バルブ５８を設けたものである。
【００７８】
図１２に示すように、第１エア通路４０の他端近傍部は、第１電磁弁４３と第４電磁弁５６に接続している。第４電磁弁５６は、第４電磁弁５６の下流方向のエア供給を禁止すると共に第４電磁弁５６下流の圧力をサイレンサ５６ａを介して大気解放する第１位置と、第４電磁弁５６下流方向のエア供給が可能な第２位置とが電気的に切替え可能となっている。
【００７９】
第４電磁弁５６は、付勢手段（バネ部材）によりオフ状態で第１位置へ切替わり、制御部５１によるオン操作により第２位置へ切替わる。第４電磁弁５６下流には、第３切替バルブ５８にエア源３９からの加圧エアを供給可能な第６エア通路５７が接続している。
第３エア通路４２は、第２のバルブ手段としての第３切替バルブ５８と、貯留タンク５０方向のエア供給のみを許容する逆止弁４９とを配置している。第３切替バルブ５８は、付勢手段（バネ部材）により閉弁位置へ切替わり、後述する加圧エアにより開弁位置へ切替わる。
【００８０】
制御部５１は、第４電磁弁５６を第１位置と第２位置とに切替制御する。制御部５１は、第４電磁弁５６をオン操作、所謂第２位置に作動した場合、エア源３９の加圧エアは、第４電磁弁５６を通過して第６エア通路５７に流れる。第６エア通路５７に流れた加圧エアは、第３切替バルブ５８の付勢手段を圧縮し、第３切替バルブ５８を開弁位置に切替える。これにより、第３エア通路４２を流れる加圧エアは、第３切替バルブ５８と逆止弁４９とを通過して貯留タンク５０に貯留されるクーラント液を加圧する。
【００８１】
制御部５１は、第４電磁弁５６をオフ操作、所謂第１位置に作動した場合、エア源３９の加圧エアは第６エア通路５７に流れない。それ故、第３切替バルブ５８は閉弁位置に切替わり、第３エア通路４２を流れる加圧エアは、貯留タンク５０に貯留されるクーラント液を加圧しない。尚、実施例３の工具洗浄制御は、図９に示す実施例１の工具洗浄制御のＳ７，Ｓ９，Ｓ１１，Ｓ１６において、第３電磁弁４５を第４電磁弁５６に変更したものとなる。この場合、前記実施例１と同様の効果を奏する。
【００８２】
次に、前記実施例を部分的に変更した変更例について説明する。
１］前記実施例において、加圧エアの圧力調整用Ｍコード（指令コード）を加工プログラム中に設定しておき、制御部５１は、圧力調整用Ｍコードに基づいて第２のバルブ手段を制御してもよい。尚、本変更例の工具洗浄制御は、図９に示す実施例１の工具洗浄制御において、Ｓ６を圧力調整用Ｍコードが有るか否かを判定することに変更することで実現できる。ＣＰＵ７２は、加工プログラム処理制御において、圧力調整用Ｍコードを読み込んだ際、ＲＡＭ７４に圧力調整指令であることを記憶するため、ＲＡＭ７４を参照して判定する。
【００８３】
また、図１１に示す実施例２の工具洗浄制御において、Ｓ２６の圧力制御弁５５に関する個所を圧力調整用Ｍコードに対応つけた設定値に基づき圧力制御弁５５を制御することに変更することでも実現できる。ＲＡＭ７４は、圧力調整用Ｍコードに対応つけて加圧エアの圧力の設定値を予め記憶している。それ故、ＣＰＵ７２はＲＡＭ７４を参照して、読み込まれた圧力調整用Ｍコードに対応する設定値に基づいて圧力制御弁５５を制御する。これらの場合、作業者が加工プログラム中に圧力調整用Ｍコードを設定することで所望の洗浄力を設定できる。
【００８４】
２］前記実施例において、メーカー又は作業者が加圧エアの圧力の設定値をＲＡＭ７４に予め設定しておき、予め設定された設定値に基づいて第２のバルブ手段を制御してもよい。
【符号の説明】
【００８５】
１        マシニングセンタ
６        主軸
１０      クーラントタンク
１３      第１ポンプ
２０      工具
２８      クーラントホース
２９      噴射ノズル
３５      第１切替バルブ
３７      排気通路
３９      エア源
４２      第３エア通路
４５      第３電磁弁
５０      貯留タンク
５１      制御部
５５      比例電磁式圧力制御弁
５８      第３切替バルブ
６７，６７Ａ，６７Ｂ  工具洗浄装置
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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