(57)【要約】【課題】工作機械において、刃物台やカバー等の移動体上に溜まった切粉が不意に落下・飛散して精度維持上支障を生じることがない切粉除去装置の提供。【解決手段】工作機械の刃物台本体やテレスコピックカバー等の移動部材に磁石部材を取着して加工中は切粉を吸着させ、移動部材を切粉除去位置に位置決め後消磁部材を作用させて磁石部材を消磁し、吸着されていない切粉を所定の回収口に切粉除去手段で強制的に除去して切粉を機外へ排出する。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属加工用の工作機械において、移動位置決めされる移動部材と、該移動部材に設けられ切粉を吸着する磁石部材と、切粉除去位置で前記磁石部材の吸着力を一時的に失わせる消磁部材とを含んでなり、切削中に飛散する切粉を磁気吸着力を付与した移動部材上に回収し切粉除去位置で消磁して切粉を移動部材から除去することを特徴とする切粉除去装置。
【請求項２】
前記切粉除去位置に設けられ前記磁石部材に付着する切粉を除去する切粉除去手段を設けてなる請求項１に記載の切粉除去装置。
【請求項３】
前記移動部材は、移動部材に取着され移動に伴い摺動面を保護するために設けられたカバーであり、前記磁石部材は、前記カバーの裏面に取着されてなり、カバーの切粉除去位置で磁石部材を消磁して吸着力を失った切粉をカバー上から除去することを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の切粉除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
工作機械の刃物台や移動体に取着したカバー等に落下し溜まった切粉の処理に関する。
【０００２】
【従来の技術】
旋削からミーリング加工までの加工を一台でこなすことができる多機能工作機械の需要が高まり、これに対応して多機能・高能率旋盤が市場に送り出されている。図９は対向する主軸台１０１，１０２と、対向する上下の刃物台１０３，１０４を有する高速多機能旋盤の主要部構造図である。
図９に示す高速多機能旋盤では、構成する機械主要部の機能の重要性は言うまでもないが機械全体としての機能上のバランスが重要であり、機械の切削部から高温で放出される多量の切粉がもたらす加工精度への影響をできるだけ少なくする設計上の工夫がなされてきた。
【０００３】
本機ベッド１０５の摺動面１０５ａは水平面に変えて傾斜した摺動面を採用することが多くなったことも切粉処理を解決する一つの方法である。Ｚ軸方向の摺動面１０５ａを傾斜させ、これに伴い刃物台のＸ軸方向移動も傾斜面とする方式が採用されている。
対向刃物台の上刃物台１０２，下刃物台１０３も共に傾斜摺動面１０３ａ，１０４ａに設けて切粉を傾面から滑落させて下部に設けた切粉搬出装置に集め機外に搬出するようになった。
【０００４】
このような構成を採用することにより、切粉Ｔが刃物台のカバー１０６または摺動面カバーに長時間滞留することがなくなり切粉熱が加工精度に及ぼす影響を軽減している。しかし、図１０に示すように、なお移動部材の刃物台の上面に溜まる切粉については積極的な切粉除去処理が行われていないのが現状である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術で述べたように、多機能で高能率な旋盤の全体カバーに囲まれた空間で切削が行われ、そこで飛散する切粉はカバーの内面に付着し、上下の刃物台とりわけ下刃物台本体上に落下し、大部分の切粉は摺動面を保護する傾斜したテレスコピックカバー上に落下して斜面を滑落し、機内に挿入された切粉搬出装置のコンベア上に集められる。
【０００６】
しかし、下刃物台本体上に落下した高温の切粉は、加工中は除去されることがなく、工具刃先の位置精度を一定に保持することができないという問題を有する。
また、テレスコピックカバーのように伸縮するカバーや移動部材と一体に移動する保護カバー上に一様に落下した切粉を加工スペース内で集めるには長いコンベアを挿入できるスペースを設計上確保しなければならないという問題がある。また、長いコンベアを備えた切粉搬出装置は設備費が上昇するという問題にも関連している。
【０００７】
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、排出処理が困難な移動部材上に溜まる切粉を効率良く排除することである。
請求項１の発明は移動部材の所定位置に磁石部材を設けて切粉を吸着して飛散しないように集め、消磁部材で吸着力を消滅させて回収する装置を提供する。　請求項２の発明は消磁され吸着力を失った切粉を付着面から取り除くための積極的な切粉除去手段で除去する装置を提供する。
請求項３の発明は移動部材と連動して移動するカバー上に溜まった切粉をカバーの背面に設けた磁石部材で吸着し切粉除去位置で吸着力を消滅させて回収する装置を提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の切粉除去装置は、金属加工用の工作機械において、移動位置決めされる移動部材と、該移動部材に設けられ切粉を吸着する磁石部材と、切粉除去位置で前記磁石部材の吸着力を一時的に失わせる消磁部材とを含んでなり、切削中に飛散する切粉を磁気吸着力を付与した移動部材上に回収し切粉除去位置で消磁して切粉を移動部材から除去するものである。
【０００９】
請求項１の発明によれば、移動部材例えば下刃物台本体に平板状の磁石部材を取着し加工中に飛散，落下する切粉を磁石で着磁した鉄板上に集め、移動部材が切粉除去位置に位置決めされたとき、消磁部材で板上の磁性を消磁し、吸着力を失った切粉の排除を容易にするもので切粉を適宜回収口に除去するようにしたものである。
【００１０】
また、請求項２の発明は、前記切粉除去位置に設けられ前記磁石部材に付着する切粉を除去する切粉除去手段を設けてなるものである。
請求項２の発明によれば、消磁することにより移動部材上で吸着されなくなった切粉を切粉除去手段たとえばエアブロー，切削液，洗浄，ブラシ，ゴムブレード等の手段を用いて切粉除去位置で移動部材から強制的に除去するものである。
【００１１】
また、請求項３の発明は、前記移動部材は、移動部材に取着され移動に伴い摺動面を保護するために設けられたカバーであり、前記磁石部材は、前記カバーの裏面に取着されてなり、カバーの切粉除去位置で磁石部材を消磁させ吸着力を失った切粉をカバー上から除去するものである。
【００１２】
請求項３の発明によれば、移動体たとえば刃物台に取着され一体に移動するカバーの裏面に磁石部材を取着し、切粉除去装置で磁石部材を消磁し、吸着力を失った切粉をカバー上から回収口へ適宜除去するものである。たとえばテレスコピックカバーの場合には、磁石部材を最上層のカバーの裏面に設けることにより表面積の大きいカバーの表面に散乱する切粉を最下層の切粉受カバー上に集めて回収口へ切粉の排出が可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の態様を図面にもとづいて説明する。
〔実施例１〕
図１は、傾斜面で対向刃物台がＸ軸方向で位置決めされる対向刃物台付旋盤主要部の斜視全体図、図２は下刃物台本体に取着した磁石部材の取り付け状態図、図３は図２のＡＡ断面視図、図４は平行磁界形磁石部材の構造例、（ａ）は側面図、（ｂ）はカバーに取着した背面視図、（ｃ）は（ａ）のＢＢ断面図、図５は同心円磁界形磁石部材の構造例、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＣＣ断面視図、図６は永久磁石スライド形磁石部材の断面図で、（ａ）は切粉吸着状態の永久磁石位置図、（ｂ）は切粉非吸着状態の永久磁石位置図、図７は磁石部材制御のフローチャートである。
【００１４】
図１に示す旋盤の斜視全体図は、安全上の全体カバーと摺動面の保護カバーを取り除いた機械の主要部の構成を示している。ベッド１上には主軸台２が固着され、ベッド１の摺動面１ａに上刃物台３が摺動面１ｂに下刃物台４がそれぞれＹ軸方向位置決め可能に案内されている。上下刃物台は上刃物台本体５と下刃物台本体６のそれぞれの傾斜面上でＸ軸方向位置決め可能に案内されている。大部分の切粉Ｔは図示しない摺動面の保護カバー上に落下し、残りは上下の刃物台本体上に飛散する。とりわけ、下刃物台本体上には蓄積しやすい傾向が見られる。
【００１５】
図２および図３において、主軸台２のチャック７より下部に位置する下刃物台本体６の上面周辺には切粉Ｔが落下して溜まりやすい。この切粉Ｔを下刃物台の移動時に不意に落下したり飛散しないよう上部に電磁部材８が設けられている。下刃物台本体６が切粉が発生しやすい移動端を切粉除去位置として定めた場合には、その移動端で磁石部材８のコイル９に通電して永久磁石１０の極性を一時的に中和して、カバー１１の磁性が消磁され切粉Ｔの吸着力を消滅させる。移動端には下刃物台本体と当接してコイル９に通電するため図示しない直流電源と接触式スイッチが消磁部材として設けられている。
【００１６】
図４（ａ）（ｂ）（ｃ）において、磁石部材８は鉄製のカバー１１に棒状の永久磁石１０を取着し常時切粉Ｔを永久磁石１０の長手方向に生じている磁路にそって吸着している。移動端では切粉Ｔに及ぼす吸着力を零にするために、一時的にカバー１１上の極性を消滅させるためコイル９に通電する。他の例として、永久磁石１０を軟鉄とし、下刃物台本体６が移動中は常時コイル９に通電して切粉Ｔを吸着し、切粉を発生させない位置で適宜通電を切って吸着力を消滅させることもできる。磁石部材８は平坦で厚さを薄く構成することが望ましい。
【００１７】
図５において、磁石部材８は薄い方形または円形の永久磁石１２にケース１３にコイル１４を巻いて小形の吸着ユニット１５を構成する。このユニットを金型上に配列させ樹脂材で基板１６を成形し磁石ユニット１７にまとめ、敷設する面積に応じ磁石ユニット１７を増設する。樹脂材はエポキシ樹脂系を使用すれば固い板状になり、ウレタン樹脂系を用いれば曲面にも取り付け可能となる。吸着ユニット１５の巻線の巻き方向は、通電すれば永久磁石１２の極性を一時的に打ち消すことになる方向に巻回され一定個数のコイルを直列に接続して磁石ユニット１７を構成することができる。構成する吸着ユニット１５のすべてを接続し通電可能とする端子が磁石ユニット１７に設けられている。
【００１８】
図６（ａ）において、永久磁石スライド形磁石部材は３層で構成されている。一定の間隔をおいて板状の永久磁石１９を樹脂材２０でシート状に固め磁石シート２１を中間層とし、これと同程度の間隔で軟鉄片２２を並べ、その間を非鉄または樹脂材でシート状に固め軟鉄シート２４で上下の層を構成する。上下層間で磁石シート２１は一間隔分だけスライド可能に保持されている。また、上下の軟鉄シート２４は一間隔分ずれて構成されている。
【００１９】
磁石シート２１は、取着されている移動体が切粉除去装置に位置決めされたとき、図示しない消磁部材である電磁または圧力流体による付勢部材の作用で一間隔だけスライドし消磁して吸着力を解消する。続いて切粉除去部材を作用させることによりカバー１１上の切粉を除去する。切粉除去位置から加工位置に移動する前に磁石シート２１を元の切粉吸着位置に戻すため、前記付勢部材の反対側に設けた他の付勢部材を作用させる。永久磁石スライド形磁石部材の場合は通電部材を使用することなく消磁が可能である。
【００２０】
永久磁石スライド形磁石部材の作用を次に説明する。
図６（ａ）は、切粉Ｔをカバー１１上に吸着している状態の磁石シート２１と軟鉄シートとの位置関係を示している。磁石シート２１の永久磁石１９の磁極は軟鉄片２２と磁路を閉ざしている。その結果カバー１１にも磁路が形成されカバー１１の表面に切粉Ｔを吸着させることができる。このとき磁極の下面は下層の軟鉄シート２４の樹脂部分が接触しているので永久磁石１９の磁路は上層の軟鉄シート２４の軟鉄片２２側に磁路が形成されていることになる。
【００２１】
図６（ｂ）は、カバー１１上で切粉Ｔが吸着されていない状態を示しており、（ａ）に対し磁石シート２１が一間隔分左右いずれかの方向にスライドさせた状態である。即ち、永久磁石１９の大部分の磁路は下層の軟鉄シート２４の軟鉄片２２との間で閉じるように形成される。上層の軟鉄シート２４の軟鉄片２２との間には若干の磁路は形成されるがカバー１１に磁力線を形成させるほどではない。従ってカバー１１の上面の切粉Ｔには吸着力を及ぼすことがなくなり切粉除去手段を作用させて容易に除去することが可能となる。
図３に切粉除去手段を示している。切粉除去手段は切粉除去位置に設けられ、ノズル１８から圧縮空気や切削液を噴出させて磁石で吸着されていない切粉をカバー１１から取り除き所定の落とし口やコンベアチエン上に回収する。
【００２２】
次に図７のフローチャートにもとづき磁石部材の作用を説明する。
ステップＳ１において刃物台を加工の初期位置に移動する。この移動に伴いステップＳ２において、磁石部材８の永久磁石は切粉を吸着可能な状態にある。永久磁石を用いない場合はコイルに通電して切粉の吸着が可能な状態にする。ステップＳ３で切削加工が開始されステップＳ４で加工の終了をチェックする。加工の終了後ステップＳ５において移動部材たとえば下刃物台本体６を切粉除去位置へ移動位置決めする。ステップＳ６でコイルに通電し切粉が移動部材に吸着されていない状態にする。ステップＳ７でエアブロー，洗浄液等の切粉除去手段で切粉を回収口に落とし込み、チップコンベア等を用いて機外へ搬出して切粉搬送を完了する。
【００２３】
〔実施例２〕
図８は移動部材と一体移動するカバーの裏面に取着した磁石部材の取り付け状態図である。図８において、移動部材６はベッド１の摺動面１ｂ上で位置決めされる。磁石部材８は切粉Ｔを受ける切粉受けカバー２５の裏面に取着されている。本実施例ではテレスコピックカバー２６が摺動面保護用カバーであって、テレスコピックカバー２６の最上層カバー２７は移動部材６に連結され一体に移動する。最上層カバー２７の移動に従い中間層カバー２９を順次図示しないレージトング形式のリンクで伸縮自在に連結し移動可能とし、最下層カバー２８は切粉受けカバー２５に載置されている。ベッド１に固装されたカバー支え３０で移動可能に支持される切粉受けカバー２５は一定の範囲で図８の紙面上で右行しストッパ２５ａで停止する。
【００２４】
移動部材６が切粉を発生させない位置へ移動したとき、換言すれば最下層カバー２８が左行し切粉受けカバー２５を仮想線の位置に押し出しストッパ２５ｂで停止する。この位置はカバーから切粉を取り除く切粉除去位置であり、この位置には、到達した時コイルへの通電をＯＦＦとなる消磁部材として図示しない直流電源と通電用スイッチが設けられている。加工中にテレスコピックカバー２６の上に落下し順次下層の中間層カバー２５の上を図上左の方向に順次移動する。切粉受けカバー２５の磁石部材８に吸着されていた切粉は前記消磁部材の作用により吸着されていないので、カバーの移動方向と直交する方向に切粉除去手段の流体を噴出することにより切粉をコンパクトな回収口へ落下させることが可能である。磁石部材の構造，消磁部材と切粉除去手段の作用は基本的な点で実施例１と同様であり、ここでの説明は省略する。なお、切粉除去手段は流体に限定するものではない。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の切粉除去装置は上述のとおり構成されているので次に記載する効果を奏する。
請求項１の発明は、移動部材例えば下刃物台本体に付着堆積した切粉を移動時に磁石部材に確実に吸着させ、切粉除去位置を定めてその位置に移動部材を移動させた時に消磁し、そこで切粉を回収口に落下させるので不意に落下したり飛散して加工プロセスや加工精度に悪影響を及ぼさないという効果を有する。
【００２６】
請求項２の発明は、磁石部材を切粉除去位置で消磁し、吸着されていない切粉を一定の位置で強制的に除去するものである。加工プログラムの途中で適宜切粉の除去を指令して高熱源の切粉を除いて温度上昇による刃先位置精度の維持が可能という効果を有する。
【００２７】
請求項３の発明は、移動部材と一体に移動するカバー上に落下し溜まる切粉を一括して回収口に排除するものである。カバーが例えばテレスコピックカバーである場合には、最下層カバーが外方へ移動したときに消磁して切粉を除去することにより切粉の回収口の位置が限定できるので、回収装置が小規模な装置でも良いという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】傾斜面で対向刃物台がＸ軸方向で位置決めされる対向刃物台付旋盤主要部の斜視全体図である。下刃物台本体と主軸台が並ぶように位置決めされる場合がある。
【図２】下刃物台本体に取着した磁石部材の取り付け状態図である。
【図３】図２のＡＡ断面視図である。
【図４】平行磁界形磁石部材の構造例（１）で、（ａ）は磁石部材の側面図、（ｂ）はカバーに取着した背面視図、（ｃ）は（ａ）のＢＢ断面視図である。
【図５】同心円磁界形磁石部材の構造例（２）で、（ａ）は電磁部材の正面図、（ｂ）（ａ）のＣＣ断面視図である。
【図６】図６は永久磁石スライド形磁石部材の断面図で、（ａ）は切粉吸着状態、（ｂ）は切粉非吸着状態を示す。
【図７】磁石部材の制御のフローチャートである。
【図８】移動部材と一体移動するカバーの裏面に取着した磁石部材の取り付け状態図である。
【図９】従来の傾斜摺動面で刃物台がＸ軸方向の位置決めされる対向刃物台付旋盤の斜視図である。
【図１０】従来の下刃物台本体上に残る切粉の状態説明図である。
【符号の説明】
１　ベッド　　　　　２　主軸台
３　上刃物台　　　　４　下刃物台
５　上刃物台本体　　６　下刃物台本体
７　チャック　　　　８　磁石部材
９，１４　コイル
１０，１２，１９　永久磁石
１１　カバー　　　　１３　ケース
１５　吸着ユニット　１６　基板
１７　磁石ユニット　１８　ノズル
２０　樹脂材　　　　２１　磁石シート
２２　軟鉄片　　　　２３　樹脂材
２４　軟鉄シート　　２５　切粉受けカバー
２６　テレスコピックカバー
２７　最上層カバー　２８　最下層カバー
２９　中間層カバー　３０　カバー支え
【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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