(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸を保持し水平方向に進退自在なラムを有する主軸頭を備えたＮＣ工作機械において、前記ラムの端面に取り付けられるアタッチメントを交換する際にアタッチメントがラム端面の間で切屑を噛み込むことを防止する動作のシーケンスを制御する装置であって、
ノズルから洗浄媒体をラムに向けて噴出する洗浄媒体噴出手段と、
前記洗浄媒体噴出手段の洗浄媒体の噴出および停止を制御する電磁弁と、
アタッチメント自動交換の一連の工程を構成する工作機械各部の動作を制御するシーケンス制御手段と、を備え、
前記シーケンス制御手段は、ＮＣ装置からアタッチメント交換指令が与えられると、アタッチメント自動交換の一連のシーケンスを記述したマクロプログラムに基づいてアタッチメント自動交換のシーケンスを制御し、前記マクロプログラムには、ラムの移動に連動させて前記電磁弁を開閉する切屑噛込防止シーケンスが付加され、
前記切屑噛込防止シーケンスは、前記電磁弁を開いて洗浄媒体の噴出を開始する動作と、前記ラムを後退限まで後退する動作と、前記ラムを所定位置まで繰り出す動作と、前記電磁弁を閉じて洗浄媒体の噴出を停止する動作と、を含み、洗浄媒体停止後、アタッチメント交換のシーケンスに移行することを特徴とするアタッチメント交換時の切屑噛込防止シーケンスの制御装置。
【請求項２】
洗浄媒体噴出手段は、ラムが遊嵌する窓部を有するカバーを前記ラムが出入りする主軸頭前面の開口部の周囲を覆うように取り付け、前記洗浄媒体を前記ラムに向けて噴出するノズルを前記カバー内に配置してなることを特徴とする請求項１に記載のアタッチメント交換時の切屑噛込防止シーケンスの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アタッチメント交換時の切屑噛込防止シーケンスの制御装置に係り、一層詳細には、例えば、主軸頭のラムに対してアタッチメントを自動交換する機能を有する横フライス中ぐり盤等の工作機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
横フライス中ぐり盤では、コラムがベッドの案内に沿って左右方向に送られ（Ｘ軸）、主軸頭がコラムの案内に沿って昇降し（Ｙ軸）、主軸頭に組み込まれているラムは水平方向（Ｚ軸）に前後に送られるようになっている。
【０００３】
横フライス中ぐり盤では、多様な加工機能を付加するために、種々のアタッチメントが利用される。アタッチメントには、アングルヘッド、フェーシングヘッド、ユニバーサルヘッド、５軸ヘッドなど、様々な種類があり、加工の態様に応じて適当なものがラムに取り付けられる。
【０００４】
アタッチメントは、ラムの端面を取付面として取り付けられる構造になっており、ラムの端面の四隅には、アタッチメントとの着脱機構が設けられている。通常、アタッチメントを取り付けていない場合には、ラムの端面には、アタッチメント取付面を保護するためのカバーが装着されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
横フライス中ぐり盤でワークを加工する間、ラムは繰り出されていくため、主軸頭から外に出た部分のラムの上面には次第に切屑がたまっていく。
【０００６】
切屑の噛込が主として問題となるのは、アタッチメントを利用している加工の場合である。アタッチメント交換指令に基づいたアタッチメントの交換動作の最中に、振動等により、ラムの上面にたまっている切屑がラム端面のアタッチメント取付面に付着したままラムを取り付けてしまうと、切屑を噛み込むことによって、正常に取り付けた場合に較べるとアタッチメントがわずかに傾斜することになり、アタッチメントに装着した工具の位置に誤差が生じ、加工精度の低下、加工不良に直結する。
【０００７】
従来、このような切屑の噛込を防止するために、アタッチメント交換指令が実行される前に加工状況を監視するオペレータがラムを手作業で清掃しているのが現状である。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、アタッチメントの交換に際してラムたまった切屑を自動的に除去するようにアタッチメント交換のシーケンスを制御し、切屑の噛込を確実に防止することのできるようにしたアタッチメント交換時の切屑噛込防止シーケンスの制御装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、主軸を保持し水平方向に進退自在なラムを有する主軸頭を備えたＮＣ工作機械において、前記ラムの端面に取り付けられるアタッチメントを交換する際にアタッチメントがラム端面の間で切屑を噛み込むことを防止する動作のシーケンスを制御する装置であって、ノズルから洗浄媒体をラムに向けて噴出する洗浄媒体噴出手段と、前記洗浄媒体噴出手段の洗浄媒体の噴出および停止を制御する電磁弁と、アタッチメント自動交換の一連の工程を構成する工作機械各部の動作を制御するシーケンス制御手段と、を備え、前記シーケンス制御手段は、ＮＣ装置からアタッチメント交換指令が与えられると、アタッチメント自動交換の一連のシーケンスを記述したマクロプログラムに基づいてアタッチメント自動交換のシーケンスを制御し、前記マクロプログラムには、ラムの移動に連動させて前記電磁弁を開閉させる切屑噛込防止シーケンスが付加され、前記切屑噛込防止シーケンスは、前記電磁弁を開いて洗浄媒体の噴出を開始する動作と、前記ラムを後退限まで後退する動作と、前記ラムを所定位置まで繰り出す動作と、前記電磁弁を閉じて洗浄媒体の噴出を停止する動作と、を含み、洗浄媒体停止後、アタッチメント交換のシーケンスに移行することを特徴とするものである。
【００１１】
さらに、請求項２に係る発明は、請求項１の発明において、洗浄媒体噴出手段は、ラムが遊嵌する窓部を有するカバーを前記ラムが出入りする主軸頭前面の開口部の周囲を覆うように取り付け、前記洗浄媒体を前記ラムに向けて噴出するノズルを前記カバー内に配置してなることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるアタッチメント交換時の噛込防止シーケンスの制御装置の一実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明が適用される横フライス中ぐり盤を示す。参照符号１０はコラムを示す。このコラム１０は、Ｘ軸を制御軸としてベッド１１の案内に沿って移動する。１２はコラムの案内面に沿ってＹ軸を制御軸に上下に昇降する主軸頭である。主軸頭主軸頭１２には、ラム１４がＺ軸を制御軸として水平方向に移動可能に設けられている。主軸１６はラム１４に組み込まれ保持されている。１３は自動工具交換装置、１５は工具マガジンである。１７は種々のアタッチメントが収納されているアタッチメントストッカである。
【００１３】
次に、図２は、洗浄媒体としてエアをラム１４に向けて噴出して切屑を吹き飛ばす切屑噛込防止装置のカバーの外形を示す。
ラム１４は、方形の横断面形状を有する角形のラムで、主軸頭１２にはクローズドタイプのラム案内面が構成され、高剛性の構造となっている。切屑噛込防止装置を構成するカバー２０は、主軸頭１２の正面からラム１４が出入りする開口部２１を三方から取り囲むように主軸頭１２に取り付けられている。
【００１４】
この実施形態では、カバー２０はラム１４の輪郭に対応して全体としてコ字形を呈している金属板製のカバーである。正面には、大きく四角形の窓部２２が形成されている。この窓部２２には、ラム１４が遊嵌し、円滑に移動できるようになっている。詳細には、窓部２２の三方の縁部とラム１４の上面および両側面との間には所定の隙間ｓが設定されている。この隙間は、好ましくは、０．２mm程度である。この隙間ｓがあるのは、窓部２２の縁部で、スクレーパのように掻き落とすとともに、隙間から中に入った切屑を後述するようにエアで除去できるようにするためである。なお、カバー２０の下部は開放されている。なお、図２において、参照符号２８は、ラム１４の端面の四隅に組み込まれているアタッチメント着脱機構で、３０がアタッチメントである。
【００１５】
次に、図３において、カバー２０の内部には、ラム１４の上面より上の位置に配置される上ノズル２４と、それぞれラム１４の左右両側面側に配置される側ノズル２５、２５とからなる合計３つのノズルが設けられている。上ノズル２４の取付位置は、アタッチメントとの位置合わせのためにラム１４の先端部に形成されているキー溝２６の位置に対応させている。同じく、側ノズル２５の取付位置は、キー溝２７の高さに対応させている。図３の位置にラム１４がある場合には、上ノズル２４はキー溝２６を狙った向きになっており、同様に側ノズル２５はキー溝２７を狙った向きになっている。上ノズル２４、側ノズル２５については、ノズル内部にリング状のオリフィスを内蔵し、エアを円錐のノズル表面を音速で噴出して周辺の二次空気を誘因してエアを２０〜２５倍程度に増幅して噴射する増幅機能をもったノズルを用いることが好ましい。
【００１６】
図３において、参照符号３２がエアと切削剤とを切り替える電磁方向切換弁である。この電磁方向切換弁３２のＡポートには主軸頭１２内部のエア供給配管３３が接続されている。Ｐポートには上ノズル２４、側ノズル２５とつながっている配管３５が接続されている。
【００１７】
図３において、参照符号４０はＮＣ装置であり、４２は、プログラマブルシーケンスコントローラ（以下、ＰＬＣという。）で、自動工具交換装置１３、工具マガジン１５、アタッチメントストッカ１７、アタッチメント着脱機構２８等の周辺機器の動作制御を制御するとともに、前記電磁方向切換弁３２のソレノイド３２ａのＯＮ／ＯＦＦを制御する。
【００１８】
次に、図４は、ＰＬＣ４２におけるアタッチメント交換のマクロプログラムのシーケンスを示す流れ図である。以下、図４および図５を参照しながら、アタッチメント交換時の切屑噛込防止動作のシーケンスについて説明する。
【００１９】
図５（ａ）に示すように、ラム１４にアタッチメント３０を取り付けて加工を継続していくと、繰り出されるラム１４の上面には工具から周囲に飛び散った切屑がしだいにたまってくることになる。
【００２０】
この状態のままアタッチメント３０を別のアタッチメントに交換すると、交換するときの振動等で切屑を噛み込む虞があるため、次のようにして、アタッチメントの交換動作を実際に行う前に、上ノズル２４、側ノズル２５からエアを噴出してラム１４の上面および両側面の切屑を吹き飛ばす一連のシーケンスを制御する。
【００２１】
図４において、ＮＣ装置４０から加工終了の信号を受信すると（ステップＳ１０のｙｅｓ）、ステップＳ１１に進み、Ｍコードのアタッチメント交換指令があれば、例えば、Ｍ８０として割り当てられたマクロＡを呼び出して実行し、以下のシーケンスにしたがって切屑噛込防止動作を行わせる。
【００２２】
まず、電磁方向切換弁３２のソレノイド３２ａを励磁し、上ノズル２４、側ノズル２５からエアの噴出を開始し（ステップＳ１２）、次いで、ゆっくりとラム１４を後退限まで後退させる（ステップＳ１３）。ラム１４の後退の間、図５（ｂ）に示すように、窓部２２の端縁は切屑をかきおとし、上ノズル２４、側ノズル２５から噴出されたエアは、ラム１４の上面および左右両側面に斜めに吹き付けられ隙間ｓから入った切屑等の異物をカバー２０から外部に吹き飛ばす。この場合、上ノズル２４、側ノズルからは、周囲の空気を誘因し増幅してエアが噴射されるので、確実に異物を吹き飛ばすことができる。
【００２３】
こうしてラム１４が後退するにしたがってラム１４の上面および左右両側面にある切屑等の異物を末端から先端部にいたるまで吹き飛ばしていく。
【００２４】
図５（ｃ）に示すように、ラム１４が後退限に近づくと、ラム１４において最も切屑等の異物の溜まりやすいキー溝２６、２７の周辺も直接エアを吹き付けられ異物が除去される。
【００２５】
ラム１４が後退限まで後退したら、ラム１４を約５０mm程度繰り出させる（ステップＳ１４）。しかる後、電磁方向制御弁３２のソレノイド３２ａを消磁し、上ノズル２４、側ノズル２５からのエアの噴出を停止する（ステップＳ１５）。
【００２６】
以上のようにしてラム１４が後退する行程を経て、ラム１４の全体に亘ってエアにより切屑等の異物を吹き飛ばしラム全体の清掃が終了する。
【００２７】
その後、図１において、コラム１０をアタッチメントストッカ１７に対峙する交換位置まで移動させる（ステップＳ１６）そして、ラム１４をアタッチメントストッカ１７に対して進退させて、アタッチメント自動交換の一般的なシーケンスに従ってアタッチメント３０の交換が行われる（ステップＳ１７）。この間、上記のようにラム１４の清掃が完了しているため、ラム１４の端面の取付面とアタッチメント３０の間に切屑等の異物を噛み込むことなく、円滑にアタッチメント３０の交換を行うことができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、アタッチメントの交換に先だって、ラムの動きを利用してラム付着した切屑を確実に除去することができ、切屑の噛込を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるアタッチメント交換時の切屑噛込防止シーケンス制御装置が適用される横フライス中ぐり盤の正面図。
【図２】切屑噛込防止のためにエアを噴出するノズルを内蔵するカバーが取り付けられた主軸頭の斜視図。
【図３】図２のカバー内のノズルを示す説明図。
【図４】切屑噛込防止シーケンスの流れ図。
【図５】本実施形態による切屑噛込防止動作の説明図。
【符号の説明】
１０  コラム
１１  ベッド
１２  主軸頭
１４  ラム
１５  工具マガジン
１６  主軸
１７  アタッチメントストッカ
２０  カバー
２２  窓部
２４  上ノズル
２５  側ノズル
【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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