JP5321412B2 - 工作機械の工具洗浄装置 - Google Patents

Description

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。

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。

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。

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。

特開２００２−２７３６４０号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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、前記エア供給通路及びこのエア供給通路を開閉可能な第２のバルブ手段と、前記洗浄液貯留容器から前記ノズル手段に洗浄液を供給して前記工具を洗浄後に、前記第１のバルブ手段と，前記第２のバルブ手段とを閉弁する際に、第１のバルブ手段を閉弁するタイミングを第２のバルブ手段を閉弁するタイミングよりも遅らせる閉弁遅延手段とを備えたことを特徴としている。

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。

工具洗浄終了後、第１のバルブ手段と第２のバルブ手段を閉弁する際、閉弁遅延手段は、第１のバルブ手段の閉弁タイミングを第２のバルブ手段の閉弁タイミングよりも遅らせる。第２のバルブ手段閉弁後第１のバルブ手段が閉弁するまでの間、洗浄液貯留容器の洗浄液が洗浄液通路に流出する分だけ、加圧エアの洗浄液への加圧力が弱くなる。そのため、洗浄液貯留容器内の圧力を脱圧する際、洗浄液が外部に勢いよく流出することはない。

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、前記洗浄液供給手段により前記洗浄液貯留容器に洗浄液を供給する際に前記洗浄液貯留容器の内部の加圧エアを前記タンクに排気する為の排気通路及びこの排気通路を開閉可能な第３のバルブ手段を備えたことを特徴としている。

請求項３の工作機械の工具洗浄装置は、請求項１又は２の発明において、前記第１のバルブ手段にパイロットエアを供給する第１のパイロットエア通路と、この第１のパイロットエア通路に介装した第１の電磁方向弁と、前記第２のバルブ手段にパイロットエアを供給する第２のパイロットエア通路と、この第２のパイロットエア通路に介装した第２の電磁方向弁と、前記第１の電磁方向弁と前記第２の電磁方向弁とを駆動制御する駆動制御手段とを更に備え、前記閉弁遅延手段は、前記第１の電磁方向弁を切換えるタイミングを、前記第２の電磁方向弁を切換えるタイミングよりも遅らせるように前記駆動制御手段が駆動制御することを特徴としている。

請求項４の工作機械の工具洗浄装置は、請求項１又は２の発明において、第１のバルブ手段にパイロットエアを供給する第１のパイロットエア通路と、第２のバルブ手段にパイロットエアを供給する第２のパイロットエア通路とを更に備え、前記閉弁遅延手段は、前記第１のパイロットエア通路に介装し且つ第１のバルブ手段が閉弁するときの作動速度を第２のバルブ手段が閉弁するときの作動速度よりも遅くする流量絞り手段で構成したことを特徴としている。

請求項５の工作機械の工具洗浄装置は、請求項１又は２の発明において、第１のバルブ手段にパイロットエアを供給する第１のパイロットエア通路と、第２のバルブ手段にパイロットエアを供給する第２のパイロットエア通路とを更に備え、前記閉弁遅延手段は、第１のパイロットエア通路の長さを、第２のパイロットエア通路の長さよりも長くしたことを特徴としている。

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。

工具洗浄終了後、閉弁遅延手段は、第１のバルブ手段を閉弁するタイミングを第２のバルブ手段を閉弁するタイミングよりも遅らせるので、エア供給通路を閉じた後洗浄液供給通路を閉じるまでの間洗浄液貯留容器内の洗浄液が洗浄液通路に流出する分だけ、加圧エアの洗浄液への加圧力が弱くなる。それ故、洗浄液貯留容器内の圧力を脱圧する場合、洗浄液が外部に勢いよく流出するのを防止できる。

請求項２の発明によれば、第３のバルブ手段は、洗浄液貯留容器の内部の加圧エアをタンクに排気する為の排気通路及びこの排気通路を開閉可能にするので、工具洗浄終了後に洗浄液貯留容器内の圧力を脱圧する為に排気通路を開けると、加圧エアによって洗浄液も排気通路を介してタンク側に流出するが、加圧エアの洗浄液への加圧力が弱まっており、洗浄液が排気通路を介してタンクに流出したときにタンクから洗浄液が溢れるのを防止できる。

請求項３の発明によれば、閉弁遅延手段は、第１の電磁方向弁を切換えるタイミングを、第２の電磁方向弁を切換えるタイミングよりも遅らせるように駆動制御手段が駆動制御するので、第１，第２電磁方向弁の切換えタイミングに応じて第１のバルブ手段を閉弁するタイミングを第２のバルブ手段を閉弁するタイミングよりも遅らせることができる。それ故、請求項１，２と同様の効果を奏する。

請求項４の発明によれば、閉弁遅延手段は、第１のパイロットエア通路に介装し且つ第１のバルブ手段が閉弁するときの作動速度を第２のバルブ手段が閉弁するときの作動速度よりも遅くする流量絞り手段で構成したので、第１のパイロットエア通路を流動するエアの流量を調整できると共に、第１のバルブ手段を閉弁するタイミングを第２のバルブ手段を閉弁するタイミングよりも遅らせることができる。それ故、請求項１，２と同様の効果を奏する。

請求項５の発明によれば、閉弁遅延手段は、第１のパイロットエア通路の長さを、第２のパイロットエア通路の長さよりも長くしたので、パイロットエアの第１，第２バルブ手段までの到達タイミングをずらすことができると共に、第１のバルブ手段を閉弁するタイミングを第２のバルブ手段を閉弁するタイミングよりも遅らせることができる。それ故、請求項１，２と同様の効果を奏する。

本発明の実施例１に係る工具洗浄装置の斜視図（タンク装着前）である。 図１の側面図（タンク装着後）である。 主軸と主軸ヘッドの正面図である。 図３の側面図(一部)である。 図３の底面図（一部）である。 主軸と主軸ヘッドの要部断面図である。 工具洗浄装置の回路図である。 工具洗浄装置の制御系のブロック図である。 工具洗浄制御を示すフローチャートである。 実施例２に係る工具洗浄装置の回路図である。 実施例３に係る工具洗浄装置の回路図である。

以下、本発明を実施する為の形態について実施例に基づいて説明する。

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。

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。

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、図中、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。

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、切削箇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。

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。

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。

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、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。

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。

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。

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。

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。

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、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３５，３８，４５と、複数の電磁弁４３，４４，５６を有する。

第１ポンプ１３は、貯留槽１１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。

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。

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方向への流通を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。

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。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液量が所定量に該当する。前記所定量は、１回の工具交換指令に基づいて工具交換を開始してから終了するまでに噴射ノズル２９から噴射する量である。

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（第３のバルブ手段）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。

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。

第１エア通路４０の他端近傍部は、第１電磁弁４３（第１の電磁方向弁）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。

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（第１のパイロットエア通路）が接続している。

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。

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。

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、可変絞り弁４８と、第３切替バルブ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とを備えている。

第１エア通路４０の他端は、第３電磁弁５６（第２の電磁方向弁）に接続している。第３電磁弁５６は、第３電磁弁５６の下流方向のエア供給を禁止すると共に第３電磁弁５６下流の圧力をサイレンサ５６ａを介して大気開放する第１位置と、第３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。

第３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３電磁弁５６の下流には、第３切替バルブ４５にエア源３９からの加圧エアを供給可能な第６エア通路５５（第２のパイロットエア通路）が接続している。

第３切替バルブ４５は、通路を遮断する閉弁位置と逆止弁４９を介して貯留タンク５０方向のエア供給を可能とする開弁位置とに切替え可能となっている。第３切替バルブ４５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。

制御部５１は、前述した第１電磁弁４３，第２電磁弁４４，第３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。

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。

制御部５１は、第３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３電磁弁５６を通過して第６エア通路５５に流れる。第６エア通路５５に流れた加圧エアは、第３切替バルブ４５の付勢手段を圧縮し、第３切替バルブ４５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、可変絞り弁４８と第３切替バルブ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。

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。

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。

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。

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５６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。

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。

次に、制御部５１に設けた閉弁遅延手段としての遅延制御手段について説明する。
遅延制御手段は、工具２０洗浄後、第１電磁弁４３，第３電磁弁５６をオンからオフ操作（第１位置から第２位置へ作動）するタイミングを異ならせるように制御する。即ち、遅延制御手段は、工具２０洗浄後、第１切替バルブ３５を閉弁するタイミングを第３切替バルブ４５を閉弁するタイミングよりも遅らせる為、第１電磁弁４３を第１位置から第２位置へ切替えるタイミングを、第３電磁弁５６を第１位置から第２位置へ切替えるタイミングよりも所定の短時間（例えば、１秒）遅らせる遅延制御を実行する。

次に、図９のフローチャートに基づき、遅延制御手段が実行する洗浄機構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。

ＣＰＵ７２は、エア源３９のエア圧が正常か否かを圧力センサ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、第１ポンプ１３が駆動しているか否かについてＲＡＭ７４を参照して判定する。

第１ポンプ１３が駆動している場合（Ｓ３でＹｅｓ）、ＣＰＵ７２は、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液面センサ３６により判定する（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判定する（Ｓ５）。

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をする際、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を記憶する。それ故、ＣＰＵ７２は、工具交換指令が有るか否かについてＲＡＭ７４を参照して判定する。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。工具交換指令が有る場合（Ｓ５でＹｅｓ）、ＣＰＵ７２は、第１電磁弁４３，第２電磁弁４４、第３電磁弁５６をオン操作する（Ｓ６）。

第１電磁弁４３，第２電磁弁４４、第３電磁弁５６をオン操作後、ＣＰＵ７２は、工具交換の開始を許可する（Ｓ７）。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。その後、ＣＰＵ７２は、工具交換が完了するまで待つ（Ｓ８）。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、エンコーダで検出する。工具交換が完了した場合（Ｓ８でＹｅｓ）、ＣＰＵ７２は処理をＳ９に移行し、第３電磁弁５６をオフ操作して処理をＳ１０に移行する。Ｓ１０において、ＣＰＵ７２は、タイマＴ１のカウントを開始し、カウント開始後１秒経過したか否かを判定する（Ｓ１１）。それ故、工具洗浄装置６７は、貯留タンク５０への加圧エアの供給を停止する。

加圧エア供給停止状態で、貯留タンク５０からクーラント液がクーラントホース２８に流出する所定時間、例えば、１秒経過した場合（Ｓ１１でＹｅｓ）、ＣＰＵ７２は、第１電磁弁４３，第２電磁弁４４をオフ操作して（Ｓ１２）、処理をＳ１３に移行する。尚、Ｓ１１の判定結果、タイマＴ１が１秒経過していない場合、ＣＰＵ７２は、タイマＴ１のカウントを継続する。Ｓ１３では、ＣＰＵ７２は、タイマＴ２のカウントを開始し、処理をＳ１４に移行する。尚、Ｓ１２では、工具洗浄装置６７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。

Ｓ１４の判定結果、貯留タンク５０の脱圧が完了する所定時間、例えば、５秒経過した場合、ＣＰＵ７２は、処理をＳ１５に移行する。ＣＰＵ７２は、第２電磁弁４４をオン操作して（Ｓ１５）、処理を終了する。尚、Ｓ１４の判定結果、脱圧が未完了、つまり、タイマＴ２が５秒経過していない場合、ＣＰＵ７２はタイマＴ２のカウントを継続する。

Ｓ８の判定の結果、Ｎｏの場合、ＣＰＵ７２は、工具交換が完了するまで待つ。この場合、クーラント液の噴射は、継続する。
Ｓ４の判定の結果、Ｎｏの場合、クーラント液が液面センサ３６の位置よりも低い位置のため、ＣＰＵ７２は液面エラーと判定し（Ｓ１６）、処理をＳ９に移行する。

Ｓ２の判定結果、Ｎｏの場合、ＣＰＵ７２は、第３電磁弁５６をオフ操作して（Ｓ１７）、貯留タンク５０への加圧エアの供給を停止し、処理をＳ１８に移行する。Ｓ１８では、ＣＰＵ７２は、タイマＴ１のカウントを開始し、処理をＳ１９に移行する。Ｓ１９の判定結果、加圧エア供給停止状態で、例えば、１秒経過した場合（Ｓ１９でＹｅｓ）、ＣＰＵ７２は、第１電磁弁４３，第２電磁弁４４をオフ操作して、処理を終了する。

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から噴射ノズル２９にクーラント液を供給して工具２０を洗浄した後、第１電磁弁４３，第３電磁弁５６をオンからオフ操作（第１位置から第２位置へ作動）する際、第１電磁弁４３を切替えるタイミングを第３電磁弁５６を切替えるタイミングよりも遅らせる。

第１電磁弁４３,第３電磁弁５６の切替えタイミングに応じて第１切替バルブ３５の閉弁タイミングが第３切替バルブ４５の閉弁タイミングよりも遅れる。その結果、第３切替バルブ４５によって第３エア供給通路４２を閉じた後第１切替バルブ３５によってクーラントホース２８を閉じるまでの所定時間（例えば、１秒間）、貯留タンク５０のクーラント液がクーラントホース２８に流出する分だけ加圧エアのクーラント液への加圧力が弱まる。

第２切替バルブ３８によって排気通路３７を開けて貯留タンク５０の圧力を脱圧する際、加圧エアによってクーラント液も排気通路３７を介してタンク側に流出するが、クーラント液が排気通路３７を介して貯留タンク５０に勢いよく流出することがない。それ故、洗浄液が排気通路３７を介して貯留タンク５０に流出したときに貯留タンク５０から洗浄液が溢れるのを防止できる。

次に、本発明の実施例２の工具洗浄装置６７Ａについて、図１０に基づいて説明する。但し、前記実施例１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。実施例１との相違点は、実施例１では、閉弁遅延手段として遅延制御手段を設けたのに対して、実施例２では遅延手段としてエアの流量を調整する流量絞り手段を設けた点である。

図１０に示すように、第１エア通路４０は、通路上流側部分に介装した第１電磁弁４３を備えている。第１エア通路４０の他端は、その他端から二股に分岐した第７エア通路６０（第１パイロットエア通路），第８エア通路６２（第２パイロットエア通路）の一端に接続している。第７エア通路６０の他端は、第１切替バルブ３５（第１のバルブ手段）に接続している。第８エア通路６２の他端は、第３切替バルブ４５（第２のバルブ手段）に接続している。

第１電磁弁４３は、第７エア通路６０，第８エア通路６２内の圧力をサイレンサ４３ａを介して大気開放する第１位置と、第７エア通路６０，第８エア通路６２を介して第１切替バルブ３５，第３切替バルブ４５にエア供給が可能な第２位置とに電気的に切替え可能となっている。

第７エア通路６０は、通路下流側部分に介装したスピードコントローラ６１（流量絞り手段）を備えている。スピードコントローラ６１は、第１切替弁３５が閉弁するときの作動速度を第３切替弁４５の閉弁するときの作動速度よりも遅くする為に設けたものである。

第１電磁弁４３が第２位置に切替わり、第７エア通路６０，第８エア通路６２内の圧力を脱圧する際、スピードコントローラ６１は、第７エア通路６０を流動するエアを流量制御路６１ａに導いてその流量を可変絞り６１ｃにより調整する閉弁遅延手段としての機能を有する。即ち、スピードコントローラ６１は、可変絞り６１ｃにより第７エア通路６０を流動するエアの流量を第８エア通路６２を流動するエアの流量よりも小さくする。それ故、第７エア通路６０，第８エア通路６２内の圧力の脱圧時の時間差により、第１切替バルブ３５の閉弁タイミングは、第３切替バルブ４５の閉弁タイミングよりも遅れる。

エア源３９からの加圧エアは、第１エア通路４０、第１電磁弁４３を介して第７エア通路６０に流入し、逆止弁６１ｂ側を流動してエアの流量が制御を受けることなく自由に流動するようになっている。実施例１においては、第３電磁弁５６よりも第１電磁弁４３を後で、オフ操作することで第１切替バルブ３５を第３切替バルブ４５より後で閉弁位置になるようにしている。実施例２においては、第１電磁弁４３をオフ操作するのみにより、スピードコントローラ６１に基づいて第１切替バルブ３５を第３切替バルブ４５より後で閉弁位置になるようにしている。それ故、実施例２の洗浄制御は、図９に示す実施例１の工具洗浄制御における、第３電磁弁５６に関する箇所を無くすだけである。それ故、図９のＳ１７，Ｓ１８，Ｓ１９のステップと、Ｓ９、Ｓ１０、Ｓ１１のステップを削除すると共に、Ｓ６のステップにおいて、第３電磁弁５６をオン操作する処理を除くものとなる。

以上説明した実施例２の工具洗浄装置６７Ａの作用・効果について説明する。
制御部５１によって第１電磁弁３５をオンからオフ操作した後、第１切替バルブ３５を閉弁するときの作動速度を第３切替バルブ４５が閉弁するときの作動速度よりも遅くするスピードコントローラ６１を有し、第７エア通路６０，第８エア通路６２内の圧力を脱圧する際、スピードコントローラ６１の可変絞り６１ｃによって第７エア通路６０のエアの流量を調整する。

これによって、第７エア通路６０を流動するエアの流量を第８エア通路６２を流動するエアの流量よりも小さくして第１切替バルブ３５を閉弁するタイミングを第３切替バルブ４５を閉弁するタイミングよりも遅らせることができる。そのため、第３切替バルブ４５閉弁後第１切替バルブ３５を閉弁するまでの間、貯留タンク５０のクーラント液がクーラントホース２８に流出する分だけ加圧エアのクーラント液への加圧力が弱まる。それ故、実施例１と同様の効果を奏する。

次に、本発明の実施例３の工具洗浄装置６７Ｂについて、図１１に基づいて説明する。但し、前記実施例２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。実施例２との相違点は、エアの流量を調整する流量絞り手段としてスピードコントローラ６１を設けたのに対して、実施例３ではスピードコントローラ６１の代わりにエア通路の長さを長くした点である。

実施例２の図１０と実施例３の図１１との異なる点は、第１電磁弁４３から第１切替バルブ３５までのエア通路の長さと、第１電磁弁４３から第３切替バルブ４５までの長さと、スピードコントローラ６１の有無である。

第１電磁弁４３から第１切替バルブ３５までのエア通路の長さは、第７エア通路６０（実施例２）よりも第１０エア通路６４（実施例３）の方が長い。第１電磁弁４３から第３切替バルブ４５までの長さは、第８エア通路６２（実施例２）よりも、第９エア通路６３（実施例３）の方が短い。

スピードコントローラ６１は、実施例３では必要としない。第１０エア通路６４及び第９エア通路６３の長さは、第９エア通路６３及び第１０エア通路６４の内の圧力の脱圧に時間差を設けることで第１切替バルブ３５の閉弁タイミングを第３切替バルブ４５の閉弁タイミングよりも遅らせる閉弁遅延手段としての機能を有する。尚、本実施例の洗浄機構の工具洗浄制御については、実施例２と同様であるので、その説明を省略する。

以上説明した実施例３の工具洗浄装置６７Ｂの作用・効果について説明する。
第１切替バルブ３５に接続した第１０エア通路６４の長さを、第３切替バルブ４５に接続した第９エア通路６３の長さよりも長くしたので、制御部５１によって第１電磁弁３５をオンからオフ操作した後、その長さの違いによる脱圧の時間差により、第１切替バルブ３５の閉弁タイミングが第３切替バルブ４５の閉弁タイミングよりも遅れる。そのため、第３切替バルブ４５閉弁後第１切替バルブ３５を閉弁するまでの間、貯留タンク５０のクーラント液がクーラントホース２８に流出する分だけ加圧エアのクーラント液への加圧力が弱まる。それ故、実施例１，２と同様の効果を奏する。

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］実施例３では、第１０エア通路６４の長さを、第９エア通路６３の長さよりも長くしたが、通路の径を異なるようにしてもよい。この場合、第１０エア通路６４の径を、第９エア通路６３の径よりも小さくするようにしてもよい。

１ マシニングセンタ
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
３１ クーラント供給通路
３５ 第１切替バルブ
３７ 排気通路
３８ 第２切替バルブ
３９ エア源
４２ 第３エア通路
４３ 第１電磁弁
４４ 第２電磁弁
４５ 第３切替バルブ
４６ 第４エア通路
５０ 貯留タンク
５１ 制御部
５５ 第６エア通路
５６ 第３電磁弁
６０ 第７エア通路
６１ スピードコントローラ
６２ 第８エア通路
６３ 第９エア通路
６４ 第１０エア通路
６７，６７Ａ，６７Ｂ 工具洗浄装置

Claims (5)

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、
   前記エア供給通路及びこのエア供給通路を開閉可能な第２のバルブ手段と、
   前記洗浄液貯留容器から前記ノズル手段に洗浄液を供給して前記工具を洗浄後に、前記第１のバルブ手段と、前記第２のバルブ手段とを閉弁する際に、第１のバルブ手段を閉弁するタイミングを第２のバルブ手段を閉弁するタイミングよりも遅らせる閉弁遅延手段とを備えたことを特徴とする工作機械の工具洗浄装置。
2. 前記洗浄液供給手段により前記洗浄液貯留容器に洗浄液を供給する際に前記洗浄液貯留容器の内部の加圧エアを前記タンクに排気する為の排気通路及びこの排気通路を開閉可能な第３のバルブ手段を備えた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。
3. 前記第１のバルブ手段にパイロットエアを供給する第１のパイロットエア通路と、この第１のパイロットエア通路に介装した第１の電磁方向弁と、前記第２のバルブ手段にパイロットエアを供給する第２のパイロットエア通路と、この第２のパイロットエア通路に介装した第２の電磁方向弁と、前記第１の電磁方向弁と前記第２の電磁方向弁とを駆動制御する駆動制御手段とを更に備え、
   前記閉弁遅延手段は、前記第１の電磁方向弁を切換えるタイミングを、前記第２の電磁方向弁を切換えるタイミングよりも遅らせるように前記駆動制御手段が駆動制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の工作機械の工具洗浄装置。
4. 第１のバルブ手段にパイロットエアを供給する第１のパイロットエア通路と、第２のバルブ手段にパイロットエアを供給する第２のパイロットエア通路とを更に備え、
   前記閉弁遅延手段は、前記第１のパイロットエア通路に介装し且つ第１のバルブ手段が閉弁するときの作動速度を第２のバルブ手段が閉弁するときの作動速度よりも遅くする流量絞り手段で構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の工作機械の洗浄装置。
5. 第１のバルブ手段にパイロットエアを供給する第１のパイロットエア通路と、第２のバルブ手段にパイロットエアを供給する第２のパイロットエア通路とを更に備え、
   前記閉弁遅延手段は、第１のパイロットエア通路の長さを、第２のパイロットエア通路の長さよりも長くしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の工作機械の工具洗浄装置。

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