JP2015128795A - 切屑清掃用ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】種々の工作機械に対する汎用性を有することができると共に、広い範囲を効率的に自動清掃することができる切屑清掃用ロボットを提供する。【解決手段】工作機械１０のテーブル１３に取り付けられたワークＷを加工する際にその上面１３ａに飛散した切屑を、当該上面１３ａに設定された走行ルートに沿って走行することにより清掃する切屑清掃用ロボット２０であって、上面１３ａを自走するロボット本体２１と、進行方向前方に向けて下側から上側に回転することによって、切屑を進行方向前方に向けて掃き出す回転ブラシ４３と、回転ブラシ４３を通過した切屑を、進行方向前方に向けてすくい出して、その回転ブラシ４３の回転領域に送り出すブレード４４とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、機械加工によって飛散した切屑を自動清掃することができる切屑清掃用ロボットに関する。

機械加工の分野においては、自動化や省人化等を目的としたＮＣ工作機械が、幅広く採用されている。このような工作機械では、工具やワークを自動交換しながら、長時間の連続運転を行うため、多量の切屑が飛散して堆積する。そして、飛散した切屑が、機械摺動部や、ワーク上に堆積したままの状態になると、機械の摺動に悪影響を与えたり、ワークや工具の損傷を招いたりするおそれがある。

従来の切屑清掃手段としては、飛散した切屑を作業者自ら清掃する手段が、一般的に採用されていた。しかしながら、このように、作業者自ら切屑を清掃すると、清掃する時間や手間がかかるだけでなく、作業者ごとに清掃むらが発生してしまう。

そこで、上記の問題を解決するため、近年、工作機械の中には、切屑清掃装置を備えたものが提供されている。そして、このような切屑清掃装置としては、例えば、特許文献１に開示されている。

特開平１１−４２５３０号公報

上記従来の切屑清掃装置においては、ワークを取付可能としたテーブルの下部に、コンベヤチェーンを回転可能に支持し、このコンベヤチェーンの外側表面に、複数の掻き板を設けるようにしている。そして、工作機械の加工時において、テーブルがベッド上を移動すると、そのコンベヤチェーンの回転に伴って、掻き板も回転し、当該掻き板の回転によって、ベッド上の切屑を掻き上げて清掃するようにしている。

しかしながら、上記従来の切屑清掃装置では、コンベヤチェーンをテーブルに設置しているため、コンベヤチェーンの移動範囲は、テーブルの移動範囲に規定されることになる。このように、工作機械に直接取り付けるようにした切屑清掃装置を採用すると、その清掃範囲に制約が生じてしまい、切屑を、十分に、且つ、効率的に清掃することができないだけでなく、種々の工作機械に対する汎用性を欠いてしまう。

従って、本発明は上記課題を解決するものであって、種々の工作機械に対する汎用性を有することができると共に、広い範囲を効率的に自動清掃することができる切屑清掃用ロボットを提供することを目的とする。

上記課題を解決する第１の発明に係る切屑清掃用ロボットは、
工作機械のテーブル上面に取り付けられた被加工物を加工する際に前記テーブル上面に飛散した切屑を、前記テーブル上面に設定された走行ルートに沿って走行することにより清掃する切屑清掃用ロボットであって、
前記テーブル上面を自走するロボット本体と、
前記ロボット本体の前方に設けられ、進行方向前方に向けて下側から上側に回転することによって、切屑を進行方向前方に向けて掃き出す回転ブラシと、
前記回転ブラシの後方に設けられ、前記回転ブラシを通過した切屑を、進行方向前方に向けてすくい出して、前記回転ブラシの回転領域に送り出すブレードとを備える
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第２の発明に係る切屑清掃用ロボットは、
前記ブレードの後方に設けられ、前記回転ブラシを回転させるブラシ回転用モータを備え、
前記回転ブラシと前記ブラシ回転用モータとは、前記ブレードの幅方向外側において、当該ブレードを跨ぐように接続する
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第３の発明に係る切屑清掃用ロボットは、
前記ロボット本体の下面に設けられ、前記テーブル上面に対して吸着力を発揮して前記ロボット本体の浮き上がりを抑える磁石を備える
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第４の発明に係る切屑清掃用ロボットは、
前記磁石は、前記ロボット本体の後部に設けられる
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第５の発明に係る切屑清掃用ロボットは、
前記ロボット本体の走行用駆動源となるバッテリを備え、
前記バッテリは、前記ロボット本体の後部に設けられる
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第６の発明に係る切屑清掃用ロボットは、
前記ロボット本体、前記回転ブラシ、及び、前記ブレードを上方及び左右両側方から覆う保護カバーを備える
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第７の発明に係る切屑清掃用ロボットは、
前記保護カバーは、当該保護カバーの上部を形成する上カバー部を有し、
前記上カバー部の上面は、傾斜面となる
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第８の発明に係る切屑清掃用ロボットは、
前記上カバー部は、横断面が幅方向中央部から幅方向両端部に向かうに従って下方に傾斜するような凸形状をなす
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第９の発明に係る切屑清掃用ロボットは、
前記ロボット本体の左右両側部に回転可能に支持されるクローラを備え、
前記ロボット本体を覆う前記保護カバーは、前記クローラの側面に支持される
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第１０の発明に係る切屑清掃用ロボットは、
前記テーブル上面を検出する落下防止用センサと、
前記落下防止用センサの検出結果に応じて、前記ロボット本体の走行を制御して、当該ロボット本体の前記テーブル上面からの落下を防止する落下防止制御部とを備える
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第１１の発明に係る切屑清掃用ロボットは、
前記落下防止用センサは、前記ロボット本体の前方に設けられる
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第１２の発明に係る切屑清掃用ロボットは、
前記落下防止用センサは、前記ブレードの後方に設けられる
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第１３の発明に係る切屑清掃用ロボットは、
前記ロボット本体の前方に存在する障害物を検出する障害物検出用センサと、
前記障害物検出用センサの検出結果に応じて、前記ロボット本体の走行を制御して、当該ロボット本体の前記障害物への衝突を回避する衝突回避制御部とを備える
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第１４の発明に係る切屑清掃用ロボットは、
前記障害物検出用センサを、前記回転ブラシ及び前記ブレードから隔離する仕切板を備える
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第１５の発明に係る切屑清掃用ロボットは、
前記障害物検出用センサは、前記回転ブラシを覆う前記保護カバーの前端部の後方に設けられる
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第１６の発明に係る切屑清掃用ロボットは、
前記障害物検出用センサは、前記回転ブラシの前方に設けられる
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第１７の発明に係る切屑清掃用ロボットは、
前記ロボット本体の前記走行ルートは、前記テーブル上面の大きさ、前記被加工物の取付位置及び大きさに応じて設定される
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第１８の発明に係る切屑清掃用ロボットは、
前記ロボット本体は、
前記工作機械の運転時に、前記走行ルート上を走行し、
前記工作機械の運転停止時に、前記走行ルート上で停止する
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第１９の発明に係る切屑清掃用ロボットは、
前記回転ブラシにおける毛の長さ、毛の硬さ、毛の密度は、前記テーブル上面に形成されるＴ溝の形状に応じて設定される
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第２０の発明に係る切屑清掃用ロボットは、
前記ブレードは、上端部から下端部に向かうに従って、進行方向前方に向けて湾曲する
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第２１の発明に係る切屑清掃用ロボットは、
前記回転ブラシの材質は、耐熱性樹脂である
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第２２の発明に係る切屑清掃用ロボットは、
前記ブレードの材質は、耐熱性樹脂である
ことを特徴とする。

従って、本発明に係る切屑清掃用ロボットによれば、テーブルの上面を自走可能なロボット本体の前方に、回転ブラシ及びブレードを進行方向前方側から順に設けることにより、種々の工作機械に対する汎用性を有することができると共に、広い範囲を効率的に自動清掃することができる。

本発明の一実施例に係る切屑清掃用ロボットを備えた工作機械の要部拡大図である。 切屑清掃用ロボットの外観斜視図である。 切屑清掃用ロボットの前方斜視図である。 切屑清掃用ロボットの正面図である。 切屑清掃用ロボットの側面図である。 切屑清掃用ロボットの上面図である。 切屑清掃用ロボットの下面図である。 切屑清掃用ロボットの走行時における制御フロー図である。

以下、本発明に係る切屑清掃用ロボットについて、図面を用いて詳細に説明する。

図１に示すように、工作機械１０には、ラム１１とテーブル１３とが、直交３軸方向に相対的に移動可能に支持されている。例えば、ラム１１は、機械幅方向となるＹ軸方向、及び、機械上下方向となるＺ軸方向に移動可能に支持されており、テーブル１３は、機械前後方向となるＸ軸方向に移動可能に支持されている。

ラム１１内には、主軸１２が、Ｚ軸周りに回転可能に支持されており、この主軸１２の先端には、工具Ｔが着脱可能に装着されている。一方、テーブル１３の上面１３ａには、治具１４を介して、ワーク（被加工物）Ｗが取り付けられている。なお、テーブル１３の上面１３ａには、複数のＴ溝１３ｂが、Ｘ軸，Ｙ軸方向に延びるように形成されており、このＴ溝１３ｂには、治具１４が、取付具（図示省略）を使用して固定可能となっている。

また、テーブル１３の左右両側部には、チップコンベヤ１５がＸ軸方向に走行可能に設けられている。このチップコンベヤ１５は、後述する切屑清掃用ロボット２０によってテーブル１３の上面１３ａから落とされた切屑を、工作機械１０の外部に排出して回収するものとなっている。

従って、ラム１１をＹ軸，Ｚ軸方向に移動させると共に、テーブル１３をＸ軸方向に移動させることにより、ワークＷを工具Ｔによって切削することができる。そして、このように、ワークＷを工具Ｔによって加工すると、大量の切屑が発生し、これらの切屑は、テーブル１３の上面１３ａにおいて、広範囲に亘って飛散して堆積することになる。

そこで、工作機械１０には、テーブル１３の上面（ロボット清掃面）１３ａに飛散した切屑を清掃することを目的として、クローラ自立走行式の切屑清掃用ロボット２０が、採用されている。

この切屑清掃用ロボット２０は、切屑を進行方向前方に向けて押し出す機能、及び、切屑をＴ溝１３ｂから掻き出す機能を有しており、テーブル１３の上面１３ａに予め設定された走行ルートに沿って走行することにより、上面１３ａ及びＴ溝１３ｂ内に飛散堆積した切屑を、チップコンベヤ１５上に排出するようになっている。このとき、切屑清掃用ロボット２０の走行は、工作機械１０の運転と連動するようになっている。

具体的に、工作機械１０には、制御装置１６が設けられており、この制御装置１６は、工作機械１０の加工動作（例えば、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向の移動や、主軸１２の回転数等）や、切屑清掃用ロボット２０の走行動作を、統合的に制御するものとなっている。

また、制御装置１６には、上面１３ａの形状及び広さ（面積）、Ｔ溝１３ｂの設置位置、治具１４の取付位置及び大きさ、ワークＷの取付位置及び大きさ等が、入力装置（図示省略）によって、予め入力されている。更に、制御装置１６においては、切屑清掃用ロボット２０の走行ルートを、作業者によって入力されたそれらの情報に基づいて設定（シミュレーション）するだけでなく、その予め設定した走行ルートを表示装置（図示省略）に表示可能となっている。

そして、作業者は、表示された走行ルートを確認して、切屑清掃用ロボット２０を、制御装置１６によって予め設定された走行ルートに沿って、そのまま走行させることができるだけでなく、その予め設定された走行ルートを変更して、切屑清掃用ロボット２０を、その変更した走行ルートに沿って走行させることもできる。例えば、作業者は、ワークＷの材質や加工条件等から推定した、切屑の飛散方向や、切屑の堆積位置及び堆積量に応じて、予め設定された走行ルートを、入力装置を介して変更する。

次に、切屑清掃用ロボット２０の構成について、図２乃至図７を用いて詳細に説明する。

図２乃至図７に示すように、切屑清掃用ロボット２０は、ロボット本体２１と、このロボット本体２１の進行方向前方に設けられる切屑清掃装置２２とから構成されている。

ロボット本体２１の左右両側部には、クローラ３１が回転可能に支持されている。このように、ロボット本体２１の走行車輪として、クローラ３１を採用することにより、上面１３ａにおけるクローラ３１との接触面積を大きくすることができるので、クローラ３１への摩擦抵抗を増大させることができるので

これにより、一般的にテーブル１３の材質は鋳物材となっており、その上面１３ａにおいては、非常に滑り易くなるものの、ロボット本体２１をクローラ３１によって走行可能としたことにより、ロボット本体２１の横滑りを防止して、安定した走行を行うことができる。

また、図７に示すように、ロボット本体２１の後部には、充電式のバッテリ３２が内蔵されている。このバッテリ３２は、クローラ３１に対してその駆動電流を供給するものであって、ロボット本体２１の後面に開口したバッテリ挿入口を介して、容易に交換可能となっている。このように、ロボット本体２１の走行用駆動源を充電式のバッテリ３２とすることにより、そのロボット本体２１の自立走行を可能とするだけでなく、作業者が容易に持ち運べることができる。

更に、図７に示すように、ロボット本体２１の下面には、磁石３３が設けられている。この磁石３３は、テーブル１３の上面１３ａに対して吸着力（磁力）を発揮するものである。これにより、切屑清掃用ロボット２０が切屑を進行方向前方に向けて押し出す際に、その押し出し力の反力がロボット本体２１に作用して、当該ロボット本体２１の後部が浮き上がるおそれがあるが、磁石３３の吸着力によって、その浮き上がりを抑えることができる。なお、磁石３３の吸着力は、クローラ３１の回転（走行）を妨げない程度の大きさとなっている。

ここで、バッテリ３２の自重や磁石３３の自重によっても、ロボット本体２１の後部の浮き上がりを抑えることができるため、バッテリ３２や磁石３３をロボット本体２１に搭載する際には、これらを、可能な限り、ロボット本体２１において後方に設ける方が、浮き上がり防止効果を向上させることができる。

一方、図２乃至図５に示すように、ロボット本体２１の前部には、送受信器３４が内蔵されている。この送受信器３４は、アンテナ３４ａを介して、工作機械１０の制御装置１６と接続する送受信器（図示省略）との間において、無線信号の送受信を行えるようになっており、ロボット制御部（落下防止制御部、衝突回避制御部）３５と接続されている。

これにより、切屑清掃用ロボット２０の走行と工作機械１０の運転とを連動させることができる。つまり、切屑清掃用ロボット２０は、工作機械１０の運転時（加工時）においては、走行ルート上を走行する一方、工作機械１０の運転停止時（加工停止時）においては、走行ルート上で停止するようになっている。

そして、図２乃至図７に示すように、ロボット本体２１には、金属製の本体保護カバー３６が設けられている。この本体保護カバー３６は、ロボット本体２１及び左右一対のクローラ３１を上方及び左右両側方から覆うように配置されることにより、高温状態で降り注いでくる切屑から、ロボット本体２１及びクローラ３１を保護するものであって、上カバー部３６ａ及び左右一対の横カバー部３６ｂから構成されている。

上カバー部３６ａは、ロボット本体２１及びクローラ３１をその上方から覆うものであって、横断面が、幅方向中央部から幅方向両端部に向かうに従って下方に傾斜するような凸形状をなしている。このように、上カバー部３６ａの上面３６ｃを傾斜面とすることにより、その上面３６ｃへの切屑の堆積を防止することができる。また、横カバー部３６ｂは、上カバー部３６ａの左右両端部から下方に向けて延びることにより、クローラ３１の側面３１ａをその外側から覆うものであって、内面が、複数の支持ピン３７を介して、クローラ３１の側面３１ａに支持されている。

これに対して、図２乃至図７に示すように、切屑清掃装置２２は、連結部材４１を介して、ロボット本体２１の前面に連結されており、回転ブラシ４３、ブレード４４、ブラシ回転用モータ４５、落下防止用センサ４６、及び、障害物検出用センサ４７を、金属製の装置保護カバー４２が覆うような構成となっている。即ち、装置保護カバー４２は、高温状態で降り注いでくる切屑から、回転ブラシ４３、ブレード４４、ブラシ回転用モータ４５、落下防止用センサ４６、及び、障害物検出用センサ４７を保護するための金属製フード部材となっている。

装置保護カバー４２は、上カバー部４２ａ、左右一対の横カバー部４２ｂ、及び、仕切り板４２ｃから構成されている。上カバー部４２ａの横断面は、幅方向中央部から幅方向両端部に向かうに従って下方に傾斜するような凸形状をなしている。このように、上カバー部４２ａの上面４２ｄを傾斜面とすることにより、その上面４２ｄへの切屑の堆積を防止することができる。また、横カバー部４２ｂは、上カバー部４２ａの左右両端部から下方に向けて延びている。

更に、仕切り板４２ｃの左右両端部は、上カバー部４２ａの左右両端部と横カバー部４２ａの上端部との接続部に接続されている。即ち、仕切り板４２ｃは、上カバー部４２ａ及び横カバー部４２ｂによって囲まれた空間を、上カバー部４２ａとの間で囲んだ上方の収納空間４８ａと、横カバー部４２ｂとの間で囲んだ下方の収納空間４８ｂとに仕切る役割を果たしている。

ここで、上方の収納空間４８ａ内には、２つの障害物検出用センサ４７が収納されている。この障害物検出用センサ４７は、切屑清掃用ロボット２０の前方に存在する障害物（治具１４やワークＷ）を検出するものとなっている。そして、障害物検出用センサ４７が障害物を検出すると、当該障害物検出用センサ４７は、その検出結果をロボット制御部（衝突回避制御部）３５に出力し、ロボット制御部３５は、その検出結果に応じて、クローラ３１の走行や走行方向を制御する。これにより、切屑清掃用ロボット２０は、障害物との衝突を回避した後、走行ルートに復帰する。

なお、障害物検出用センサ４７の取付位置については、障害物検出用センサ４７が装置保護カバー４２の前端部４２Ａよりも前方に突出して取り付けられると、その障害物検出用センサ４７は、高温に保持された切屑と接触するおそれがある。これと反対に、障害物検出用センサ４７が装置保護カバー４２の後端部４２Ｂに近づけて取り付けられると、その障害物検出用センサ４７の検出範囲は、装置保護カバー４２に囲まれて狭くなり、障害物が、装置保護カバー４２の前端部４２Ａに衝突したり、装置保護カバー４２内に入り込んで、回転ブラシ４３に接触したりするおそれがある。

以上より、障害物検出用センサ４７を装置保護カバー４２の収納空間４８ａ内に取り付けるときには、当該障害物検出センサ４７を、装置保護カバー４２の前端部４２Ａの後方で、且つ、回転ブラシ４３よりも前方に設置することにより、障害物検出用センサ４７の検出精度の高精度化を図りながら、切屑による障害物検出用センサ４７の故障や、障害物による装置保護カバー４２及び回転ブラシ４３の破損を防止することができる。

一方、下方の収納空間４８ｂ内には、回転ブラシ４３、ブレード４４、ブラシ回転用モータ４５、落下防止用センサ４６が収納されている。

回転ブラシ４３は、横カバー４２ｂの内面間に回転可能に支持されており、その回転方向は、進行方向前方に向けて下側から上側に回転する方向となっている。即ち、回転ブラシ４３は、その回転によって、切屑を進行方向前方に向けて掃き出すことができる。これにより、回転ブラシ４３の材質は、切屑の熱に耐えられるような耐熱性樹脂となっており、回転ブラシ４３における毛の長さ、毛の硬さ、毛の密度は、耐摩耗性やＴ溝の形状（深さ）に応じて設定されている。

また、回転ブラシ４３の進行方向後方には、ブレード４４が設けられている。このブレード４４は、切屑をすくい易くするために、その前面が、上端部から下端部に向かうに従って、進行方向前方に向けて湾曲するような曲面となっている。更に、ブレード４４の上端部は、仕切り板４２ｃの下面に支持されており、ブレード４４の左右両端部は、横カバー４２ｂの内面にそれぞれ支持されている。即ち、ブレード４４は、横カバー部４２ｂ及び仕切り板４２ｃに対して、隙間なく支持されている。

そして、ブレード４４の材質は、切屑の熱に耐えられるような耐熱性樹脂となっている。これにより、ブレード４４においては、上述したような、すくい板構造を採用することにより、回転ブラシ４３を通過した切屑を、進行方向前方に向けてすくい出して、その回転ブラシ４３の回転領域に再び戻すことができる。

更に、ブレード４４の進行方向後方には、ブラシ回転用モータ４５及び落下防止用センサ４６が設けられている。

ブラシ回転用モータ４５は、収納空間４８ｂ内の幅方向一端側（本実施形態では右側）において、横置き状態で配置されている。このとき、ブラシ回転用モータ４５の出力軸と、回転ブラシ４３の右端部に設けられたプーリとは、収納空間４８ｂ（右側の横カバー部４２ｂ）の外側に設けられたモータボックス内において、駆動ベルトにより接続されている。即ち、回転ブラシ４３とブラシ回転用モータ４５とは、ブレード４４の幅方向外側において、当該ブレード４４を跨ぐように接続されている。

続いて、ブラシ回転用モータ４５の下方には、左右一対の落下防止用センサ４６が設けられている。これら落下防止用センサ４６は、テーブル１３の上面１３ａを常時検出するものとなっている。そして、落下防止用センサ４６が上面１３ａを検出できなくなると、当該落下防止用センサ４６は、その検出結果をロボット制御部（落下防止制御部）３５に出力し、ロボット制御部３５は、その検出結果に応じて、クローラ３１の走行や走行方向を制御する。これにより、切屑清掃用ロボット２０は、テーブル１３の上面１３ａからの落下を回避した後、走行ルートに復帰する。

また、障害物検出用センサ４７を、仕切り板４２ｃを用いて、回転ブラシ４３及びブレード４４から隔離することにより、当該障害物検出用センサ４７を、回転ブラシ４３及びブレード４４の清掃動作によって舞い上がる切屑から保護することができる。同様に、ブラシ回転用モータ４５及び落下防止用センサ４６をブレード４４の進行方向後方に配置することにより、当該ブラシ回転用モータ４５及び落下防止用センサ４６を、回転ブラシ４３及びブレード４４の清掃動作によって舞い上がる切屑から保護することができる。

更に、回転ブラシ４３及びブレード４４を、横カバー４２ｂ及び仕切り板４２ｃによって区画形成された収納空間４８ｂに収納することにより、回転ブラシ４３によって掃き出しきれなかった切屑を、確実に、ブレード４４に導くことができると共に、回転ブラシ４３及びブレード４４の清掃動作によって舞い上がる切屑が、切屑清掃用ロボット２０の周囲に散乱することを防止することができる。

次に、切屑清掃用ロボット２０の走行制御について、図８を用いて詳細に説明する。

先ず、ステップＳ１において、工作機械１０が運転して、ワークＷへの加工が開始されると、切屑清掃用ロボット２０は、その工作機械１０の運転に連動して、走行し始める。

次いで、ステップＳ２において、障害物検出用センサ４７の検出結果に応じて、切屑清掃用ロボット２０の進行方向前方に、障害物があるか否かが判定される。ここで、障害物があると判定されると、ステップＳ３に進む。また、障害物がないと判定されると、ステップＳ４に進む。

そして、ステップＳ３において、クローラ３１の走行や走行方向が制御され、切屑清掃用ロボット２０が障害物を回避する。

次いで、ステップＳ４において、落下防止用センサ４６の検出結果に応じて、切屑清掃用ロボット２０がテーブル１３の上面１３ａから落下するか否かが判定される。ここで、切屑清掃用ロボット２０がこのまま前進した場合に落下すると判定されると、ステップＳ５に進む。また、切屑清掃用ロボット２０がこのまま前進しても落下しないと判定されると、ステップＳ６に進む。

そして、ステップＳ５において、クローラ３１の走行や走行方向が制御され、切屑清掃用ロボット２０がテーブル１３の上面１３ａから落下することが回避される。

次いで、ステップＳ６において、切屑清掃用ロボット２０が走行ルートに沿って走行することにより、テーブル１３の上面１３ａ及びＴ溝１３ｂ内に飛散した切屑が清掃され、チップコンベヤ１５上に排出される。

そして、ステップＳ７において、工作機械１０によるワークＷへの加工が完了したか否かが判定される。ここで、工作機械１０による加工が完了したと判定されると、切屑清掃用ロボット２０は、ロボット待機位置に復帰して停止する。また、工作機械１０による加工が完了していないと判定されると、ステップＳ２に戻って処理が続けられる。

従って、本発明に係る切屑清掃用ロボット２０によれば、ロボット本体２１をテーブル１３の上面１３ａにおいて自走可能とすることにより、種々の工作機械に対する汎用性を有することができる。また、その自走可能なロボット本体２１の進行方向前方に、回転ブラシ４３及びブレード４４を進行方向前方側から後方側に向けて順に設けることにより、広い範囲を効率的に自動清掃することができる。

本発明は、被加工物への加工に伴って生じる切屑を、工作機械の外部に排出して回収する切屑回収システムに適用可能である。

１０ 工作機械
１３ テーブル
１３ａ 上面
１３ｂ Ｔ溝
２０ 切屑清掃用ロボット
２１ ロボット本体
２２ 切屑清掃装置
３１ クローラ
３２ バッテリ
３３ 磁石
３４ 送受信機
３５ ロボット制御部
３６ 本体保護カバー
４２ 装置保護カバー
４３ 回転ブラシ
４４ ブレード
４５ ブラシ回転用モータ
４６ 落下防止用センサ
４７ 障害物検出用センサ
Ｗ ワーク

Claims (22)

1. 工作機械のテーブル上面に取り付けられた被加工物を加工する際に前記テーブル上面に飛散した切屑を、前記テーブル上面に設定された走行ルートに沿って走行することにより清掃する切屑清掃用ロボットであって、
   前記テーブル上面を自走するロボット本体と、
   前記ロボット本体の前方に設けられ、進行方向前方に向けて下側から上側に回転することによって、切屑を進行方向前方に向けて掃き出す回転ブラシと、
   前記回転ブラシの後方に設けられ、前記回転ブラシを通過した切屑を、進行方向前方に向けてすくい出して、前記回転ブラシの回転領域に送り出すブレードとを備える
   ことを特徴とする切屑清掃用ロボット。
2. 請求項１に記載の切屑清掃用ロボットにおいて、
   前記ブレードの後方に設けられ、前記回転ブラシを回転させるブラシ回転用モータを備え、
   前記回転ブラシと前記ブラシ回転用モータとは、前記ブレードの幅方向外側において、当該ブレードを跨ぐように接続する
   ことを特徴とする切屑清掃用ロボット。
3. 請求項１または２に記載の切屑清掃用ロボットにおいて、
   前記ロボット本体の下面に設けられ、前記テーブル上面に対して吸着力を発揮して前記ロボット本体の浮き上がりを抑える磁石を備える
   ことを特徴とする切屑清掃用ロボット。
4. 請求項３に記載の切屑清掃用ロボットにおいて、
   前記磁石は、前記ロボット本体の後部に設けられる
   ことを特徴とする切屑清掃用ロボット。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の切屑清掃用ロボットにおいて、
   前記ロボット本体の走行用駆動源となるバッテリを備え、
   前記バッテリは、前記ロボット本体の後部に設けられる
   ことを特徴とする切屑清掃用ロボット。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載の切屑清掃用ロボットにおいて、
   前記ロボット本体、前記回転ブラシ、及び、前記ブレードを上方及び左右両側方から覆う保護カバーを備える
   ことを特徴とする切屑清掃用ロボット。
7. 請求項６に記載の切屑清掃用ロボットにおいて、
   前記保護カバーは、当該保護カバーの上部を形成する上カバー部を有し、
   前記上カバー部の上面は、傾斜面となる
   ことを特徴とする切屑清掃用ロボット。
8. 請求項７に記載の切屑清掃用ロボットにおいて、
   前記上カバー部は、横断面が幅方向中央部から幅方向両端部に向かうに従って下方に傾斜するような凸形状をなす
   ことを特徴とする切屑清掃用ロボット。
9. 請求項６乃至８のいずれかに記載の切屑清掃用ロボットにおいて、
   前記ロボット本体の左右両側部に回転可能に支持されるクローラを備え、
   前記ロボット本体を覆う前記保護カバーは、前記クローラの側面に支持される
   ことを特徴とする切屑清掃用ロボット。
10. 請求項１乃至９のいずれかに記載の切屑清掃用ロボットにおいて、
    前記テーブル上面を検出する落下防止用センサと、
    前記落下防止用センサの検出結果に応じて、前記ロボット本体の走行を制御して、当該ロボット本体の前記テーブル上面からの落下を防止する落下防止制御部とを備える
    ことを特徴とする切屑清掃用ロボット。
11. 請求項１０に記載の切屑清掃用ロボットにおいて、
    前記落下防止用センサは、前記ロボット本体の前方に設けられる
    ことを特徴とする切屑清掃用ロボット。
12. 請求項１０または１１に記載の切屑清掃用ロボットにおいて、
    前記落下防止用センサは、前記ブレードの後方に設けられる
    ことを特徴とする切屑清掃用ロボット。
13. 請求項１乃至１２のいずれかに記載の切屑清掃用ロボットにおいて、
    前記ロボット本体の前方に存在する障害物を検出する障害物検出用センサと、
    前記障害物検出用センサの検出結果に応じて、前記ロボット本体の走行を制御して、当該ロボット本体の前記障害物への衝突を回避する衝突回避制御部とを備える
    ことを特徴とする切屑清掃用ロボット。
14. 請求項１３に記載の切屑清掃用ロボットにおいて、
    前記障害物検出用センサを、前記回転ブラシ及び前記ブレードから隔離する仕切板を備える
    ことを特徴とする切屑清掃用ロボット。
15. 請求項１３または１４に記載の切屑清掃用ロボットにおいて、
    前記障害物検出用センサは、前記回転ブラシを覆う前記保護カバーの前端部の後方に設けられる
    ことを特徴とする切屑清掃用ロボット。
16. 請求項１３乃至１５のいずれかに記載の切屑清掃用ロボットにおいて、
    前記障害物検出用センサは、前記回転ブラシの前方に設けられる
    ことを特徴とする切屑清掃用ロボット。
17. 請求項１乃至１６のいずれかに記載の切屑清掃用ロボットにおいて、
    前記ロボット本体の前記走行ルートは、前記テーブル上面の大きさ、前記被加工物の取付位置及び大きさに応じて設定される
    ことを特徴とする切屑清掃用ロボット。
18. 請求項１乃至１７のいずれかに記載の切屑清掃用ロボットにおいて、
    前記ロボット本体は、
    前記工作機械の運転時に、前記走行ルート上を走行し、
    前記工作機械の運転停止時に、前記走行ルート上で停止する
    ことを特徴とする切屑清掃用ロボット。
19. 請求項１乃至１８のいずれかに記載の切屑清掃用ロボットにおいて、
    前記回転ブラシにおける毛の長さ、毛の硬さ、毛の密度は、前記テーブル上面に形成されるＴ溝の形状に応じて設定される
    ことを特徴とする切屑清掃用ロボット。
20. 請求項１乃至１９のいずれかに記載の切屑清掃用ロボットにおいて、
    前記ブレードは、上端部から下端部に向かうに従って、進行方向前方に向けて湾曲する
    ことを特徴とする切屑清掃用ロボット。
21. 請求項１乃至２０のいずれかに記載の切屑清掃用ロボットにおいて、
    前記回転ブラシの材質は、耐熱性樹脂である
    ことを特徴とする切屑清掃用ロボット。
22. 請求項１乃至２１のいずれかに記載の切屑清掃用ロボットにおいて、
    前記ブレードの材質は、耐熱性樹脂である
    ことを特徴とする切屑清掃用ロボット。

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