(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の３方向に移動可能な主軸を有すると共に、主軸に装着される工具を自動的に交換する自動工具交換装置を備え、予め入力された作業指示に基づいてワークを加工するマシニングセンタにおいて、
円柱形状の永久磁石と、永久磁石が軸方向に摺動自由に嵌合すると共に先端部が閉塞された非磁性材料からなる円筒形状のケースと、永久磁石の略軸中心上に取り付けられる取手と、取手の軸部を摺動自由に軸支すると共に取手の周囲を囲みつつケースの基端部を閉塞する囲いと、ケースと反対側の囲いの端部を前記マシニングセンタの主軸に脱着自由に取り付ける脱着部と、を含んで構成され、永久磁石の磁力を利用してワークから切粉を除去する切粉除去具を、前記マシニングセンタで使用する工具の１つとして、その軸線が鉛直方向に向く状態でマシニングセンタの主軸に装着可能とすると共に、前記マシニングセンタに材軸が略水平方向に延びる丸棒を取り付ける一方、
前記マシニングセンタには、前記切粉除去具によるワークからの切粉除去作業と、該切粉除去作業後に、切粉除去具を丸棒の所まで移動し、切粉除去具の取手を丸棒に引っかけてケース内の永久磁石をケース底部から遠ざける動作と、を予め入力しておくことを特徴とするマシニングセンタにおける自動切粉除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークの加工中に発生する切粉を自動的に除去する自動切粉除去装置に関し、特に、マシニングセンタにおける切粉除去作業を簡易な構成で自動化する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、作業者の技能の高低に関わらず、生産計画通りに安定した品質の製品を作りだすことを目的として、製造現場においてマシニングセンタが使用されている。このマシニングセンタは、工具を自動的に交換する自動工具交換装置（ＡＴＣ）が備えられており、１台の工作機械で面削り、穴明け、中ぐり、タッピング等の色々な加工を行うことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ワークの加工中には切粉（切り屑）が発生するため、加工内容によっては、この切粉による不具合が発生するおそれがあった。例えば、穴明け加工後に面取りを行う場合には、穴明け箇所に切粉が残っていると、この切粉によって面取り工具が破損するおそれがあり、作業者が穴明け加工後にマシニングセンタを一時停止させて、切粉の除去作業を行わなければならなかった。
【０００４】
このため、製品の製造ラインにおいて自動化を推し進めても、マシニングセンタの切粉除去作業を行う専任の作業者を省くことができず、この切粉除去作業が省人化のネックとなっていた。また、切粉除去作業はラインを一時停止させて手作業で行うため、切粉除去作業を行う作業者を他の作業、例えば、他の工作機械の監視作業と兼任させることもできなかった。
【０００５】
そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、マシニングセンタにおける切粉除去作業を自動化することで、生産ラインの生産効率の向上及び省人化を促進することができる自動切粉除去装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１記載の発明は、少なくともＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の３方向に移動可能な主軸を有すると共に、主軸に装着される工具を自動的に交換する自動工具交換装置を備え、予め入力された作業指示に基づいてワークを加工するマシニングセンタにおいて、円柱形状の永久磁石と、永久磁石が軸方向に摺動自由に嵌合すると共に先端部が閉塞された非磁性材料からなる円筒形状のケースと、永久磁石の略軸中心上に取り付けられる取手と、取手の軸部を摺動自由に軸支すると共に取手の周囲を囲みつつケースの基端部を閉塞する囲いと、ケースと反対側の囲いの端部を前記マシニングセンタの主軸に脱着自由に取り付ける脱着部と、を含んで構成され、永久磁石の磁力を利用してワークから切粉を除去する切粉除去具を、前記マシニングセンタで使用する工具の１つとして、その軸線が鉛直方向に向く状態でマシニングセンタの主軸に装着可能とすると共に、前記マシニングセンタに材軸が略水平方向に延びる丸棒を取り付ける一方、前記マシニングセンタには、前記切粉除去具によるワークからの切粉除去作業と、該切粉除去作業後に、切粉除去具を丸棒の所まで移動し、切粉除去具の取手を丸棒に引っかけてケース内の永久磁石をケース底部から遠ざける動作と、を予め入力しておく構成とした。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付された図面を参照して本発明を詳述する。
図１は、自動工具交換装置（ＡＴＣ）を備えた３軸制御立形マシニングセンタ（以下「マシニングセンタ」という）に、本発明に係る自動切粉除去具を装着した全体構成図を示している。
【００１０】
マシニングセンタ１は、スピンドル（主軸）２が鉛直方向を向いており、工具とワークとの相対運動がＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の３方向に移動可能な構成となっている。ここで、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸とは、機械の正面に立って、工具とワークとの相対運動が夫々左右方向、前後方向、上下方向になるものをいう。このＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の位置制御は、予め入力された作業指示に基づく数値制御によりソフトウエア的に行われる。さらに、スピンドル２の近傍には、図示しない自動工具交換装置が取り付けられており、ワークの加工内容に合わせてスピンドル２に装着される工具の交換を自動的に行っている。
【００１１】
また、マシニングセンタ１のテーブル３には、Ｌ字形に形成された丸棒４が上下逆にした状態で取り付けられている。
本発明の特徴は、スピンドル２に取り付けられる工具の１つとして、ワークから切粉を除去する切粉除去具５を装着するようにした点にある。
この切粉除去具５は、図２に示すように、実際に切粉を除去する切粉除去部５ａと切粉除去部５ａをスピンドル２に脱着自由に装着する装着部５ｂとから構成される。この切粉除去部５ａは、Ｔ字形の取手６が取り付けられた円柱形状の永久磁石（以下「磁石」という）７と、磁石７が軸方向に摺動自由に嵌合すると共にその先端部が閉塞されるプラスチック等の非磁性材料からなる円筒形状のケース８と、取手６の軸部６ａを摺動自由に軸支すると共に取手６の周囲を囲みつつケース８の基端部を閉塞する囲い９と、を含んで構成される。なお、以上説明した構成のものは、永久磁石の磁力を利用してワークから切粉を除去する市販品である。また、取手６はＴ字形のものに限らず、取手６を動かすことで磁石７が動くものであれば如何なる形状であってもよい。
【００１２】
さらに、装着部５ｂは、スピンドル２に切粉除去部５ａを装着するために、板面が略鉛直方向に延び、取手６の回転を規制しつつ囲い９の一側部を挟み込む一対の側板部１０と、板面が略鉛直方向に延び、囲い９の他端上部を挟み込む一対の側板部１１と、板面が略水平方向に延び、側板部１０、１１の上端部が溶接等により固着される横板部１２と、材軸が略鉛直方向に延び、横板部１２の上面に溶接等により固着される円柱形状の円柱部１３と、円柱部１３が嵌合すると共にスピンドル２への取付部となる脱着部１４と、円柱部１３と脱着部１４とを固定すべく脱着部１４に形成された雌ねじ部に締結されるボルト１５と、を含んで構成される。なお、装着部５ｂは、切粉除去部５ａの囲い９の上端部に脱着部１４を溶接等により直接固定する構成としてもよい。
【００１３】
そして、装着部５ｂは側板部１０、１１に挟み込まれ、側板部１０、１１に開設されたボルト挿通孔１０ａ、１１ａに挿通されたボルト（図示せず）により締結される。
本実施例における切粉除去動作を説明すると、ワークから切粉を除去する場合には、自動工具交換装置によりスピンドル２に切粉除去具５を装着し、Ｘ軸及びＹ軸の移動を行ってスピンドル２の鉛直下にワークを位置させる。そして、Ｚ軸を鉛直下方に移動すると、図３（ａ）  に示すように、磁石７がケース８の底部に当接した状態で切粉除去具５がワークに近づく。すると、磁石７の磁力がケース８を介してワーク２０に付着した切粉２１に作用して、切粉２１がケース８の下部外表面に吸着される。
【００１４】
一方、切粉除去具５から切粉２１を除去する場合には、図４に示すように、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の移動を行って切粉除去具５の取手６の下方に、マシニングセンタ１に取り付けた丸棒４の横棒４ａを位置させる。そして、図３（ｂ）  に示すように、Ｚ軸を下方に移動させると、横棒４ａによって取手６が上方に持ち上げられ、ケース８の底部から磁石７が遠ざかるようになる。すると、切粉２１に作用する磁力が弱まり、ケース８の下部外表面から切粉２１が落ちる。
【００１５】
即ち、マシニングセンタの工具の１つとして切粉除去具を準備して、マシニングセンタの加工指示として切粉除去具を装着し、この切粉除去具を取り付けた状態で上記作業を行うように入力しておくだけで、切粉除去作業を自動化できる。この自動化は、市販品の切粉除去具を多少改造し、作業指示内容を変更するだけで実現できるので、きわめて有用な技術である。また、切粉除去具に吸着された切粉を取り除くには、切粉除去具の取手を動かす手段、即ち、マシニングセンタに取り付けた丸棒、及び、切粉除去具の取手を丸棒に引っかけて取手を動かす指示を入力しておくだけでよいので、切粉除去具の吸着力を容易に一定水準に維持することができる。
【００１６】
そして、このような切粉除去具を備えるだけで、マシニングセンタにおける切粉除去作業のための作業者が不要となり、１名の省人化ができ、生産効率の向上及び生産コストの低減を図ることが可能となる。
なお、本発明は、３軸制御立形マシニングセンタに限らず、例えば、４軸制御以上の立形マシニングセンタ、３軸制御以上の横形マシニングセンタ、或いは、多軸ロボットを用いてワークを加工する工程にも適用可能であることはいうまでもない。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、マシニングセンタの工具の１つとして切粉除去具を準備して、切粉除去具によるワークからの切粉除去作業を予め入力しておくだけで、切粉除去作業を自動化できる。従って、マシニングセンタにおける切粉除去作業のための作業者が不要となり、１名の省人化ができ、生産効率の向上及び生産コストの低減を図ることができる。
【００１８】
このとき、市販の切粉除去具を多少改造するたけで、マシニングセンタで使用可能な工具の１つとすることができる。また、切粉除去作業後に、切粉除去具から切粉を自動的に取り除くことができるので、切粉除去具の吸着力を容易に一定水準に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る自動切粉除去装置の一実施形態を示す全体図
【図２】同上の切粉除去具の詳細図
【図３】同上の切粉除去具の動作説明図で、（ａ）はワークから切粉を除去するときの動作図、（ｂ）  は切粉除去具から切粉を取り除くときの動作図
【図４】同上の切粉除去具から切粉を取り除くときのマシニングセンタの動作説明図
【符号の説明】
１  マシニングセンタ
２  スピンドル
４  丸棒
５  切粉除去具
６  取手
７  永久磁石
８  ケース
９  囲い
１４  装着部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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