JPH07299694A

JPH07299694A - 工作機械のノズル方向制御装置

Info

Publication number: JPH07299694A
Application number: JP11447694A
Authority: JP
Inventors: Koichi Takemura; 竹村公一
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-04-29
Filing date: 1994-04-29
Publication date: 1995-11-14

Abstract

(57)【要約】【目的】工具長の計測手段とノズル手段とを合体させ
た新規なノズルの方向制御装置を提供することを目的と
する。【構成】工作機械１０等の主軸３に、方向制御できる
クーランのノズル手段Ｎと、主軸装着の工具長を検出す
るセンサ棒Ｆの計測手段とを一体的に備え、上記各手段
を主軸頭４等に備えた遠隔操作部Ｅに結んで同期動作さ
せ、工具先端を検出する計測手段のティーチング結果に
よりノズル手段を同方向に姿勢制御するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工作機械の工具に流体
又は気体を噴射させるノズルの方向制御装置に関し、方
向制御できるノズル手段と、主軸装着の工具先端を検出
する計測手段とを有機的に機能させると共に、この計測
データを有効利用して一台若しくは複数台の工作機械に
対して効率良くノズルの方向制御が行えるようにしたも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、工具の加工点を冷却して工具寿命
を長くしたり、樹脂加工時に工具に巻き付く切粉を除去
するために、クーラントや冷却空気を供給するノズル方
向制御装置が各種提案されている。そして、ノズルの方
向制御をＮＣプログラムだけで行うと、ＮＣの付加軸を
使用するためのサーボモータとアンプを１軸分だけ余分
に必要とし、コスト的にも機構的にも高く付く。従っ
て、コスト、機構、ソフトの各面で多くの問題があり実
用的でない。これが複数台の工作機械をシステムにして
運転する場合に、益々深刻な問題になっている。

【０００３】また、工具交換に伴い、工具の折損を検出
する必要上から、ノズル装置の他に折損検出器を別設す
るとなると、設置スペースやコスト面それに工具交換動
作に連動機能させるためのソフトウエアの開発に多くの
時間とコストそれに、扱いにくさを増大させている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点や要望に鑑みてなされたもので、工具先端の
計測手段とノズル手段とを合体させた新規なノズルの方
向制御装置を提供すると共に、この計測した工具データ
を有効利用して複数のワークや一台若しくは複数台の工
作機械に対して効率良くノズルの方向制御が行えるよう
にしたことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以下、本発明を構成する
主要な構成手段のみを記述する。本発明の請求項１は、
工作機械の主軸付近に、方向制御できるノズル手段と、
主軸装着の工具先端を検出する計測手段とを備え、上記
各手段を遠隔操作部に結んで同期動作するよう構成し、
シーケンサの制御のもとに工具交換毎に工具先端を検出
する計測手段に基づきノズルを方向制御することを特徴
とする工作機械のノズル方向制御装置を主要構成とす
る。しかして、主軸上に装備する工具先端の計測手段と
ノズル方向制御を連動させて行うことで、両者の機能を
同時に発揮できる作用が与えられ、全く新しい思想のノ
ズル方向制御技術を提供する。

【０００６】又、本発明の請求項２は、工作機械の主軸
付近に、方向制御されるノズル手段と、主軸装着の工具
先端を検出する計測手段とを備え、上記各手段を遠隔操
作部に結んで同期動作するよう構成し、シーケンサの制
御のもとに初回のワークに対する総ての加工工具の工具
交換毎に工具先端を検出する計測手段に基づきノズルを
方向制御した工具データをメモリ部に記憶し、二回目以
降に交換された同一ワークでは加工工具の交換に伴うノ
ズル方向制御を前記記憶した工具データにより方向制御
することを特徴とする工作機械のノズル方向制御装置と
したものである。これにより、計測手段でのデータ取り
の時間とその動作が省略でき、生産性を向上する。

【０００７】そして、本発明の請求項３は、工作機械上
で異なるワークに対する総ての加工工具の工具先端を計
測手段で検出し、上記計測手段に基づきノズルを方向制
御して工具データをメモリ部に記憶し、上記工作機械に
おいて二回目以降のワーク加工時にはその選択されたワ
ークに該当する上記記憶の工具データを選択し、各工具
に対するノズルの方向制御を上記工具データにより順次
行うことを特徴とする工作機械のノズル方向制御装置で
ある。これにより、計測手段でのデータ取りの時間とそ
の動作が省略でき、生産性を向上する。

【０００８】更に、本発明の請求項４は、工作機械上で
１つ乃至各個のワークに対する総ての加工工具の工具先
端に対してノズル方向を目測により旋回位置決めし、上
記ノズルの方向を工具と対応した工具データ（ティーチ
ングデータ）としてメモリ部に記憶し、次に上記工作機
械の自動運転によるワーク加工時には、その選択された
ワークに対応する上記記憶の工具データを選択し、工具
交換に伴い各工具に対するノズルの方向制御を上記工具
データにより順次行うことを特徴とする工作機械のノズ
ル方向制御装置である。これにより、計測手段でのデー
タ取りの時間とその動作が省略でき、生産性を向上す
る。

【０００９】更に、本発明の請求項１０は、工具マガジ
ンに納められている全ての工具をその工具Ｎｏと工具デ
ータとを対比させてシーケンサに予め記憶させ、所定ワ
ークの加工に先立ち使用工具順にシーケンサ内の工具デ
ータを並び替え（プログラム）し、工作機械の自動運転
時には工具交換信号を受けるシーケンサが使用工具Ｎｏ
に対応する工具データを順次呼び出し、この呼び出した
工具データによりノズル方向制御を行うようにしたこと
を特徴とする工作機械のノズル方向制御装置である。こ
れにより、ワーク変更に伴う工具の数や使用順序を手動
でプログラムできるから、自由なノズル方向制御に適合
する。

【００１０】更に、本発明の請求項１１は、複数台の工
作機械で一つのワークを順次加工する加工システムにお
いて、各工作機械を統括制御する中央制御装置又は個々
の工作機械を分割制御するＮＣ制御装置から発せられる
工具情報により各工具に対するノズル手段を作動させ、
ノズル方向制御を行うようにしたことを特徴とする工作
機械のノズル方向制御装置である。従って、ＦＭＳシス
テムにおいて、中央処理制御装置からの工具情報を各工
作機械のシーケンサやＮＣ制御装置に対して送り、この
工具情報により各ワークの各工具に対してのノズル方向
制御を総合的に行え、ＦＭＳシステムにおける生産性を
向上する。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の請求項１から１１に記載する
技術を含んだ図面の実施例で説明する。図１は本発明の
全体構成を示し、工作機械１０はベッドＢ、ワークＷを
載せるテーブルＴ、工具Ｔ１を装着した主軸３とその主
軸頭４及び各種の工具Ｔ１・・・Ｔｎを交換するＡＴＣ
装置２０を備える。上記工作機械１０における主軸頭４
の外周下端個所に、方向制御できるクーラント等のノズ
ル手段Ｎと工具の外周先端（以下、先端という）を検出
するタッチセンサ式の計測手段Ｆ（以下、センサ棒Ｆと
いう）を一体構成にして備えている。上記ノズル手段Ｎ
のノズルｎを工具Ｔ１の外周先端に向けるべく、その方
向にセンサ棒とノズルを連動して制御する。尚、上記セ
ンサ棒Ｆはノズル手段Ｎを目測で工具先端に向けるティ
ーチング方法によるときは、方向を見定める物差しとし
て使用される。

【００１２】上記手段Ｎ，Ｆは、図１，２に示すよう
に、同期動作させる遠隔操作部Ｅ（例えばエンコーダ付
モータＭとシリンダＣ）を備え、この機構Ｅは主軸頭４
が工具交換位置Ｏ１からワークの直上位置Ｏ２へ水平移
動する途上でドッグ１がスイッチＫ１を作用させ、この
ＯＮ信号を受けるシーケンサの制御器ＭＣによりモータ
Ｍ，シリンダＣを起動させ、待機位置である主軸の軸方
向Ａに向いているノズルｎと板状のセンサ棒Ｆを実線で
示す工具ＴＨの先端方向（Ａ´）に同じ姿勢で旋回させ
る。ここで、センサ棒が工具Ｔ１の先端方向に向いて突
出したり、又センサ棒をユニットＵ内へ没入させる。

【００１３】この後、主軸は直上位置Ｏ２から加工位置
Ｏ３へ降下し、ワーク加工に入る。加工後は、Ｏ３から
Ｏ２への移動途上でドッグ２がスイッチＫ２を作用させ
てシリンダＣのみを作動させ、センサ棒を突出させる。
ここで、必要あれば、再度工具長検出を行い、ＯＮ信号
を発すると、工具折損無しと判別する。この後、Ｏ２か
らＯ１へ移動して、新しい工具と交換する基本サイクル
で運転されるべく構成されている。

【００１４】続いて、図２から７で、遠隔操作部Ｅとノ
ズル手段Ｎとセンサ棒Ｆとの連結構成を説明する。遠隔
操作部Ｅ内の減速機付モータＭにより駆動される回転軸
１１は、フレキシブルワイヤ１２により、主軸頭４にバ
ンド３０´で取付けた本体１３内のウオーム１４に、ト
ルク伝達する。この本体１３内に支持する回転軸１５に
は、ウオームホイル１６が取付けられ、これにウオーム
１４が噛み合い、モータＭの回転を低速にした小径部１
５には、ノズル手段ＮのユニットＵが取付けられ、この
前面に首振り自在のノズルｎを螺着している。このノズ
ルｎには、クーラント液又は空気流の流体Ｒを供給する
配管１７が上記操作部Ｅ等から配備されている。

【００１５】尚、上記ノズルｎが下向き（Ａ）から主軸
３の方向に９０度旋回規制するべく、回転軸１１のギヤ
Ｇ１に噛合するギヤ１８のネジ棒１９には、ドッグＤが
螺合し、この昇降位置を２つのリミットスイッチ（磁気
センサ等でも良い）Ｌ１，Ｌ２により検出し、モータＭ
の停止位置を司る。勿論、リミットスイッチＬ２をＬ２
´へ移動させれば、ノズルｎの旋回角度を（Ｂ）位置ま
で拡大調節できる。又、ノズルｎの方向制御をその旋回
角度により調節するためのエンコーダ２１がギヤＧ２を
介してギヤＧ１と噛み合い、このエンコーダ２１からの
指令値をメモリ部ＭＥに各工具の工具データとして記憶
することで、第２回目以降のノズル方向制御は、この工
具データによりモータＭを回転制御する。

【００１６】次に、工具先端の計測手段たるセンサ棒Ｆ
の構成に関し、図５から図１０で説明する。樹脂製の上
記ユニットＵにおけるノズルｎに近傍した位置の偏平断
面の貫通孔２２Ｂに貫通されており、その先端がノズル
ｎと並んで突出している。そして、センサ棒Ｆの後端側
は、絶縁材の偏平チューブ３０内にガイドされて図１の
ように、シリンダＣのピストン棒ＣＡに絶縁具を介して
連結している。また、センサ棒の後端には、タッチセン
サ本体Ｓの感知棒ＳＡが接触され、この状態にて電気的
導通が無いから、タッチセンサＳはＯＦＦになってい
る。しかし、センサ棒の先端に工具ＴＨが触れると、電
気的導通状態となり、タッチセンサをＯＮ動作させ、こ
のＯＮ信号により工具長の検出を行う。尚、タッチセン
サＳは、電気的導通、静電容量、電磁的接合手段による
などあらゆる手段が採用できる。

【００１７】尚、上記偏平チューブ３０は、たわむ性質
に富み、且つ絶縁性を確保すべく、図８に示すようにＬ
型断面の一対の樹脂材３０Ａ，３０Ｂを抱合させたもの
である。特に、樹脂材３０Ａ側にスリット３０Ａ´を設
けているため、図９のように屈曲性が良い。又、図１０
のように半円断面の樹脂材３１Ａ，３１Ｂによるチュー
ブ３１として円形断面のセンサ棒に対応しても良いし、
楕円断面の樹脂材３２Ａ，３２Ｂによるチューブ３２と
して楕円断面のセンサ棒に対応しても良い。更に、円筒
断面のニポレックスチューブとして知られた樹脂製のパ
イプを偏平熱処理したチューブでもよい。上記、センサ
棒Ｆは、ノズルｎ側が凹んだ偏平断面を呈し、ノズルｎ
側からの外力に対して大きな力で伸長状態を保持する
も、ノズルｎ側への小さい力で容易に折れ曲がるスチー
ル製の巻尺の材質を流用している。これにより、センサ
棒は、大きな外力に対して折れ曲がるも、外力が無くな
ると復元する。尚、上記センサ棒が両方向に対して剛性
を高めたいのであれば、２本のセンサ棒を互いに対称的
に対面抱合させた構成としてもよい。

【００１８】所で、上記センサ棒Ｆを出没させる駆動部
は、図１のシリンダＣによるほか図６，７に示す一実施
例の駆動部４０で構成してもよい。即ち、センサ棒Ｆの
チューブ３０の後端３０´は駆動本体４０Ａに連接し、
この内部空間４０Ｂには一対のプーリ４１，４２が支軸
４３，４４に絶縁材４１Ａ，４２Ａを介して支持され、
１つのピニオン４５によって各プーリに一体的に設けた
ウオーム４６，４７が噛み合っている。このピニオン４
５を図示しない小型モータにより正逆回転すると、一対
のプーリ４１，４２が実線，破線のように相反する方向
へ低速回転し、各プーリ４１，４２間で挟持した偏平な
センサ棒Ｆを工具ＴＨ方向に対して出没駆動する。尚、
上記駆動部４０の後端にセンサ棒Ｆの後端を巻き取る巻
取器５０を付設している。又、上記空間４０Ｂ内に露出
してセンサ棒Ｆを上記センサＳが感知するようになって
いる（図６には示さず）。勿論、センサ棒Ｆの駆動部４
０の構成は上記に限定されず、適宜公知手段の送り機構
を採用できる。

【００１９】上記各部材（モータＭ，シリンダＣ又はモ
ータ，スイッチＫ１，Ｋ２，タッチセンサＳ他）は、シ
ーケンサである制御器ＭＣによりシーケンス制御される
信号源とアクチュエータになっており、例えば、図１１
に示すような一実施例の操作パネルＯＰによって操作さ
れる。上記操作パネルＯＰには、電源スイッチＳＷとノ
ズル方向制御の「自動」「手動」選択スイツチＳ１、毎
回のセンシング及び１サイクルのみのセンシングを切り
替えるモードスイッチＭＳのほか、刃具検知の有無スイ
ッチＳＨ等を備えている。そして、選択スイッチＳ１が
「手動」位置において、「ノズル上」のスイッチＮＳ１
を押すとノズルの向きを主軸３側へ上向きに移動させ、
「ノズル下」のスイッチＮＳ２を押すとノズルの向きを
下向きに旋回する。又、「センサ出」のスイッチＳＳ１
を押すとセンサ棒Ｆを突出させ、「センサ戻」のスイッ
チＳＳ２を押すとセンサ棒Ｆを没入させる。ここで、メ
モリ釦（ＭＭ）を押すと、ノズルｎの向きがエンコーダ
からの「位置指令値」としてティーチングされた数値が
シーケンサＭＣ内のメモリ部に記憶される。

【００２０】他方、選択スイッチＳ１を「自動」にする
と、工具交換動作と連動して、センサ棒Ｆが工具先端の
計測と同時にノズル方向の制御を行い、加工後に刃具検
知スイッチＳＨが「無」ならば刃具検知を省略し、又
「有」ならば刃具検知を実行した後、再び工具交換動作
を行うとき、センサ棒Ｆが工具先端の計測と同時にノズ
ル方向の制御を繰り返す。モードスイッチＭＳは「毎
回」に選択すると、ワークＷの種類や数に関係なく工具
交換毎に工具先端検出とノズル方向制御とを行う。又、
モードスイッチＭＳを「１回メモリ」に選択すると、１
つのワークＷに対して全ての加工工具の工具先端のデー
タ取りを実行し、これをシーケンサＭＣ内のメモリ部に
記憶する。そして、ワーク交換後に同一ワークの加工を
実行するとき、記憶した各工具に対する工具データに基
づき工具交換毎にノズル方向制御する。更に「１回メモ
リ」と例えば９９種類のワーク選択を行えるワークセレ
クトスイッチＷＳにより「ワークＮｏ」の設定をしたと
きは、各ワーク毎に使用工具とその工具データがメモリ
される。この工具データはローダＲを介してＩＣカード
にメモリすることも出来るし、又、加工ワークに対応し
たＩＣカードをローダＲに差し込み、シーケンサＭＣに
工具データを戻して該当するワークの工具毎のノズル方
向制御を行うことが出来る。

【００２１】尚、「アラーム」ＡＬは、工具計測ミスや
刃具欠損を生じるとき点灯し、「メモリ」ＭＭは工具デ
ータがメモリしている状態を示し、「原位置」Ｐはノズ
ルｎが待機位置（Ａ）にあるとき点灯する。又、「運転
ランプ」ＰＬは電源ランプでもあり、運転状態を示す。
勿論、上記操作パネルＯＰにおける各スイッチやその他
の表示器及びシーケンサＭＣに内蔵する各機器等の配置
関係等は上記実施例に限定されず、必要に応じてレイア
ウト変更や仕様変更も可能である。

【００２２】本発明のノズルの方向制御装置は、上記の
ように構成され、以下のように作用する。図１２のフロ
ーチャート及び図１を中心にして、先ず、基本動作であ
る「工具交換毎に毎回センシング」する作用から説明す
る。スタートにより、「加工・加工終了」（イ）となる
と、「センサ棒の突出・加工点Ｏ３から上昇Ｏ２へ」
（ロ）移動させる。この途上で折損検出機能をスイッチ
Ｋ２のＯＮで働かせ、突出したセンサ棒Ｆが工具Ｔ１の
先端に触れないと、ＯＦＦのままで「折損・アラーム」
（ハ）となってＮＣ制御装置に知らせる。他方、ＯＮと
なればセンサ棒Ｆを縮めて、交換位置Ｏ１へ進める。こ
のとき、新工具検出とノズル方向制御指令に備えて、ノ
ズルｎとセンサ棒を軸方向Ａへ戻す。工具交換後・工具
をＯ１からＯ２へ移動させる。ここで、スイッチＫ１が
働き「センサ棒突出・ノズルユニット旋回」（ヘ）によ
り、「工具長検出・ノズル方向の調節」（ト）を遠隔操
作部Ｅにより同期動作させる。

【００２３】続いて、「タッチセンサＯＮ」（チ）にな
ると、「モータ停止・シリンダ作用」（リ）させて「セ
ンサ棒を縮め、ノズル方向固定」（ヌ）する。これに
て、ノズルｎは正しく工具方向へ向く。主軸の「加工位
置Ｏ３への移動」（ル）と「加工完了」（ヲ）で、再度
主軸はＯ３からＯ２へ戻り、ここで突出するセンサ棒Ｆ
に工具が触れると「折損無し」、触れないと「折損・ア
ラーム」（ハ）とする。「折損無し」ならば、次の新工
具交換へと移る。以下、順次同様の作用を行う。尚、必
要なければ、加工後の工具折損検出を省略した運転プロ
グラムとしても良い。そのフローチャートを図１３に示
す。先ず、モードスイッチＭＳを「毎回」とし、刃具検
知を「無」，そして「自動」の運転とする。続いて、ワ
ークの「「加工・加工終了」（ａ）で、工具Ｔ１を「加
工点Ｏ３からＡＴＣ点Ｏ１」（ｂ）移動させる。ここで
「工具交換後・工具をＯ１からＯ２」（ｃ）へ移動なが
ら「センサを検知位置へ旋回」（ｄ）し、「センサ棒突
出」（ｅ）をする。この後、センサ棒が「工具長検出」
をすると同時に「ノズル方向調節」（ｆ）を遠隔操作部
Ｅにより同期動作させる。「タッチセンサＯＮ」（ｇ）
ならば、「モータ停止」で「ノズル方向固定」（ｈ）
し、「センサ棒を縮める」（ｉ）という作用を実行す
る。そして主軸の工具を「加工位置Ｏ３へ移動し加工開
始」（ｊ）となる。以下、順次同一サイクルを繰り返え
す。

【００２４】次に、最初のワークに対する１サイクルの
みセンシングし、同一ワークの２回目以降は、メモリ部
に記憶した工具データを加工に使用される工具順に対応
して呼び出し、ノズル方向制御させる作用を図１４と図
１で説明するモードスイッチＭＳを「１回メモリ」と
し、刃具検知「無」、「自動」運転とする。初回ワーク
の加工時は、「新ワーク取付」（イ）により、先ず、
「ＡＴＣ動作」（ロ）を行うとドッグ１に当るスイッチ
Ｋ１により工具交換を感知し、「新工具の検知とノズル
方向制御」（ハ）を行い、この工具データは「メモリ
１」としてメモリ部に記憶する。そして「ワーク加工・
終了」（ニ）で「ＡＴＣ動作による次工具の交換」
（ホ）を行い、「次工具の検知とノズル方向制御」
（ヘ）を行い、この工具データは「メモリ２」としてメ
モリ部に記憶する。以下、工具の交換毎にその工具デー
タを「メモリ３，メモリ４・・・・」として記憶し、１
つの「ワーク加工の完了」となる。

【００２５】これで、ワーク交換をした後、同一形状の
ワークを再度取付ける。この２回目ワークの加工時は、
「次ワークと交換」（チ）後に、「ＡＴＣ動作・メモリ
１によりノズル方向制御」（リ）と「ワーク加工・終
了」（ヌ）、そして「ＡＴＣ動作・メモリ２によりノズ
ル方向制御」（ル）と・・・・・・「ワーク加工・完
了」（ヲ）となり、初回目の工具データを交換工具に対
応して呼び出し、ノズル方向制御に利用される。以下、
３回目、４回目のワーク加工も同様に実行され、センシ
ング動作が省略されるため、生産性が向上する。

【００２６】更に、複数の異なる各ワークＷ１〜Ｗｎに
対する各工具の工具データをメモリする方法を図１５に
示す。これは、各ワークＷ１〜Ｗｎに対する各工具の使
用順に各工具の検出とノズル方向制御をメモリＴＭ１〜
ＴＭｎしておく「準備工程」において、データ取りを実
行し、メモリ部に記憶させたりＩＣカードに記憶した工
具データをローダＲで読み取り、このデータにより、各
ワークＷ１〜Ｗｎの中から加工するワークＷ１をワーク
セレクトスイッチＷＳで「１〜９９種類」の中から一つ
を呼び出す。このワークに対応した加工内容に使用され
る工具毎にそのノズル方向制御が実行される。

【００２７】続いて、ワークの加工運転に入り、「各ワ
ーク加工工程でノズル方向制御」するときは、即ち、ワ
ークＷ１においては、先ず、「ＡＴＣ動作・工具Ｔ１」
（イ）をした後、ドッグ１にスイッチＫ１が触れること
による信号で、上記工具データの「メモリＴＭ１により
ノズル方向制御」（ロ）し、この工具による加工が終わ
ると「ＡＴＣ動作・工具Ｔ２」（ハ）と交換し、ドッグ
１にスイッチＫ１が触れることによる信号で、この工具
データの「メモリＴＭ２によりノズル方向制御」（ニ）
し、この工具による加工が終わると・・・・・・「ＡＴ
Ｃ動作・工具Ｔｎ」（ホ）と交換し、ドッグ１にスイッ
チＫ１が触れることによる信号で、この工具データの
「メモリＴＭｎによりノズル方向制御」（ヘ）し、上記
ワークＷ１の加工が完了する。以下、ワークＷ２，Ｗ３
・・・Ｗｎに対する加工とノズル方向制御は、ワークセ
レクトスイッチＷＳの切り替えにより加工するワークＷ
２〜Ｗｎの１つを呼び出し、上記と同様にしてノズル方
向制御が行われる。

【００２８】所で、上記図１５の実施例では、各ワーク
Ｗ１〜Ｗｎに対する各工具Ｔ１〜Ｔｎの使用順に各工具
の検出とノズル方向制御を工具データＴＭ１〜ＴＭｎと
してメモリしておく「準備工程」におけるデータ取り
を、計測手段による自動計測で行った。しかし、計測手
段によらず、手動操作によるノズルの旋回でノズルを工
具先端に目測で向け、この方向をエンコーダで「方向指
令値」としてシーケンサ等のメモリ部に記憶するティー
チング方式を採用してもよい。（図１６，１７，１１参
照）

【００２９】図１１において、まず、スイッチＳ１を
「手動」とし、ワークセレクトスイッチＷＳを「０１」
とし、ワークＷ１に対応させる。モードスイッチＭＳは
「毎回」とする。ここで、図１７に示すように、ノズル
ｎ及びセンサ棒Ｆを頼りに工具Ｔ１の先端方向へ目測で
旋回調整する。これは図１１に示すように、「ノズル
上」のスイッチＮＳ１か「ノズル下」のスイッチＮＳ２
を操作して行われる。ノズルｎの方向が位置決めされた
所で、「メモリスイッチＭＭ」を押し、ここでのエンコ
ーダの「方向指令値」をシーケンサ等のメモリ部に記憶
する。これを図１６で説明すると、ワークＷ１に対応さ
せてワークナンバー「０１」を指定し、ワークＷ１にお
ける使用工具Ｔ１，Ｔ，・・・Ｔｎの順次に「ＡＴＣの
手動操作」を行い、先ず工具Ｔ１におけるノズル方向を
「ノズル上」のスイッチＮＳ１か「ノズル下」のスイッ
チＮＳ２を操作して行う。正しい方向へ合わせられた
ら、ティーチングメモリＴＭ１を「メモリスイッチＭ
Ｍ」を押し、ここでのエンコーダの「方向指令値」とし
てシーケンサ等のメモリ部に記憶する。以下、同様にし
て「ＡＴＣの手動操作」を行い、工具Ｔ２，Ｔ３，・・
・Ｔｎについて個々にそのノズル方向のティーチングメ
モリＴＭ１を「メモリスイッチＭＭ」を押し、ここでの
エンコーダの「方向指令値」としてシーケンサ等のメモ
リ部に記憶する。上記ティーチング操作は、次のワーク
Ｗ２，Ｗ３・・・Ｗｎについても同様に行い、各々ワー
クナンバー「０２」「０３」，・・・「９９」を指定し
記憶される

【００３０】この後、上記図１５の実施方法と同様に、
各ワークＷ１，Ｗ２・・・・Ｗｎを適宜手段により選択
し、この指定されたワークＷ１についての「自動運転
（ワーク加工）」を、工具交換に伴う新工具に対応した
ノズル方向制御を順次記憶させたティーチングメモリＴ
Ｍ１，ＴＭ２・・・・ＴＭｎ順に出力し、ノズル方向制
御を行う。

【００３１】所で、上記ティーチング方法によりノズル
ｎを工具先端に向ける時の目安は、ノズルに接近して並
設したセンサ棒Ｆを工具先端に接近若しくは触れること
で、行っても良いし、一時的にクーラントをノズルから
噴射し、その方向確認により行ってもよい。尚、センサ
棒Ｆは図１７に示すように、ノズルユニットＮに付設し
た巻取器５０から目測時に手動操作で引出すか、又は巻
取器５０に付設したロータリアクチュエータ（図示な
し）により、操作パネルＯＰの「センサ出」ＳＳ１を押
して操作する方法を採用してもよい。このティーチング
方法によると、工具先端の有無を確認するセンサ棒Ｆの
スイッチ機能を省略できる利点が有る。勿論、センサ棒
Ｆの刃具欠損検出機能は省略されることとなる。

【００３２】次に、図１８示すように、準備工程でマシ
ニングセンタの工具マガジンに納められた全ての工具Ｔ
１〜Ｔｎを予めその「工具Ｎｏ」（１）と「工具データ
取りのティーチング」（２）を行い、工具Ｎｏに対する
ノズル方向情報（工具データ）ＴＭ１〜ＴＭｎとを対比
させて制御器（シーケンサ）ＭＣに「メモリ」（３）さ
せる。次にワーク（例えばＷ１）の指定を行い、この加
工に使用する工具順序のプログラムを「手動入力」
（４）する。続いて、自動運転に入り、マシニングセン
タからの工具交換信号（ＡＴＣ位置（Ｏ１）からの主軸
移動をドッグ１がスイッチＫ１で感知される）により、
工具Ｎｏに対応した工具データＴＭ１〜ＴＭｎの１つを
「呼び出し」（５）、このノズル方向情報（工具デー
タ）ＴＭ１〜ＴＭｎの１つで「ノズル方向制御」（６）
を順次実行する。ここで、「加工・加工終了」となり、
次の新しい工具と交換するときも同様に「工具交換信
号」を入力し、次の工具Ｎｏに対応してプログラムした
ノズル方向情報（工具データ）ＴＭ１〜ＴＭｎの１つを
「呼び出し」（５）、この新たなノズル方向情報（工具
データ）ＴＭ１〜ＴＭｎの１つで「ノズル方向制御」
（６）を改めて実行する。この方式の利点は、別のワー
クへの変更に伴う工具順序の変更は、予めシーケンサＭ
Ｃ内等にメモリされている工具Ｎｏに対応したノズル方
向情報（工具データ）ＴＭ１〜ＴＭｎを利用して手動入
力により自由にプログラムされるから、ワーク変更に伴
いランダムに交換される工具に対しても適応制御でき
る。勿論、上記「工具Ｎｏ」に対応するノズル方向情報
（工具データ）ＴＭ１〜ＴＭｎは、ＩＣカードやシーケ
ンサ内のメモリ部に記憶させておけば、次回からは、準
備工程が省略できる。

【００３３】所で、上記ＩＣカードに記憶した工具デー
タにより各ワークＷ１〜Ｗｎのノズル方向制御を行うに
は、１台の工作機械に限定されず、複数台の工作機械が
共通の工具データとして利用させることも可能である。
例えば、図１９に示すように、複数台の工作機械１０
Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを並行運転するＦＭＳシステムに
は、中央処理制御装置ＣＰＵ内に「工具情報Ｔ１〜Ｔ
ｎ」に対する「工具データＴＭ１〜ＴＭｎ」を記憶させ
ておいたり、ＩＣカードにメモリした「工具データＴＭ
１〜ＴＭｎ」をローダＲで中央処理制御装置ＣＰＵへ転
送するなどして、「工具データＴＭ１〜ＴＭｎ」をメモ
リさせる。そして、各工作機械１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ
に備えるシーケンサの制御装置ＭＣに各ワークＷ１〜Ｗ
ｎに対応する「工具データＴＭ１〜ＴＭｎ」を照合さ
せ、ノズル方向制御が行われる。

【００３４】尚、純粋に、複数台の工作機械１０Ａ，１
０Ｂ，１０ＣをＦＭＳシステム運転するときなどで中央
処理制御装置ＣＰＵ内の「工具ＮｏＴ１〜Ｔｎ」だけに
よりノズル方向制御を行うには、「工具ＮｏＴ１〜Ｔ
ｎ」に対応する「ノズル方向制御指令値」を中央処理制
御装置ＣＰＵから各工作機械のシーケンサ付の制御装置
ＭＣに送り、その「ノズル方向制御指令値」により付加
１軸のノズル方向制御サーボモータ（図示なし）を駆動
し、「ノズル方向制御」することになる。

【００３５】本発明は、上記実施例に限定されることな
く各部構成を設計変更出来ること勿論である。例えば、
ノズル方向を替えるスイッチＮＳ１，ＮＳ２は、これを
中間零（Ｏ）で右に回すとノズル方向を「上向き及びそ
の速度調節」を行い、左に回すとノズル方向を「下向き
及びその速度調節」を行うように、その使用勝手を向上
させる工夫を盛り込んでもよい。そして、ＡＴＣ後の主
軸移動を感知するドッグ１とスイッチＫ１の配置を図示
以外の適所に変更することができる。更に、操作パネル
ＯＰは、工作機械のペンダントパネル（図示なし）の右
側面にマグネットで着脱自在としてもよいし、スイッチ
類をシートスイッチにしてもよい。

【００３６】更に、図１２から１８で説明した各種運転
フローチャートは、その細部を適宜に変更して実施され
ること勿論である。例えば、図２０に示すように、ワー
クＷ１（Ｗ２，Ｗ３の時も同じ）の加工時において、工
具Ｔ２の使用中に停電となったときは、「再スタート」
を今仮りに、「工具Ｔ４」から始めようとするには、図
１１に示す「工具Ｎｏ指定Ｔｎｏｓ」を「Ｔ４」とす
る。そして、「工具Ｎｏ表示Ｔｎｏ」で「Ｔ４」を確認
する。その後、「再スタート」をさせることで、「工具
Ｔ４」に交換され、工具データＴＭ４となり、このノズ
ル方向制御を「矢印」のように行う。即ち、工具の飛び
越しや割込みを行っても、それに対応したノズル方向制
御が行われる。

【００３７】

【効果】本発明は、上記のように構成されたものである
から、以下の効果が期待される。主軸上に装備する工具長の計測手段とノズル方向制御
を連動させて行うことで、両者の機能を同時に発揮でき
る作用が与えられ、全く新しい思想のノズル方向制御技
術を提供する。ＮＣ制御装置のプログラムを不要とし、工具先端のセ
ンサ棒との検出相互作用でノズル制御運転が簡便に行え
る。ノズルやセンサ棒が一体構成されているから、既存の
工作機械の主軸への取付けが簡便にできるほか、空間の
有効利用にも貢献する。加工後の工具折損検出機能との併用も可能であり、装
置の多機能化と構成の簡素化を両立し、コストダウンを
図れる。一回目のワーク加工に当り、各工具先端へのノズル方
向制御のために計測使用した工具データを記憶し、同一
形状の二回目以降のワークに対しては上記交換工具に対
応する上記工具データ呼び出してノズル方向制御を自動
的に行う。これにより、計測手段でのデータ取りの時間
とその動作が省略でき、生産性を向上する。一回目の異なる数種類の各ワーク加工に当り、各工具
先端へのノズル方向制御のために計測使用した各工具デ
ータを記憶し、上記と同一形状で異なる数種類の二回目
以降の各ワークに対しては上記交換工具に対応する上記
工具データを呼び出してノズル方向制御を自動的に行
う。これにより、計測手段でのデータ取りの時間とその
動作が省略でき、生産性を向上する。各種ワークに対
応して使用工具の工具データが自動計測手段やマニュア
ルのティーチング手段によりでメモリ部やＩＣカードに
記憶される。このメモリ部やＩＣカードから加工を行う
ワークを選択し、指定されたワークの加工に使用される
工具に対応した工具データを順次に呼び出し、ノズル方
向制御を行える。これにより、計測手段でのデータ取り
の時間とその動作が省略でき、生産性を向上する。ワーク変更に伴う工具順序の変更でも、予めメモリさ
れているマガジン内の「工具Ｎｏ」とこのノズル方向情
報（工具データ）ＴＭ１〜ＴＭｎとを利用して、加工に
使用される工具順序が手動入力でプログラムされ、工具
順序やその使用本数が変更されてもノズル方向制御が適
格に実行できる。ＦＭＳシステムにおいて、中央処理制御装置からの工
具情報を各工作機械のシーケンサやＮＣ制御装置に対し
て送り、この工具情報により各ワークの各工具に対して
のノズル方向制御を総合的に行え、ＦＭＳシステムにお
ける生産性を向上する等多くの効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のノズルの方向制御装置を備えた工作機
械の正面図である。

【図２】本発明のノズルの方向制御装置の断面図であ
る。

【図３】本発明ノズル手段の断面図である。

【図４】本発明駆動部のリミットスイッチ構成を示す側
面図である。

【図５】本発明ノズル手段と計測手段の関係を示す断面
図である。

【図６】本発明センサ棒の駆動部を示す要部の側面図で
ある。

【図７】本発明センサ棒の送り機構を示す要部の断面図
である。

【図８】センサ棒のチューブを示す側面図と平面図であ
る。

【図９】本発明チューブの屈曲状態を示す部分図であ
る。

【図１０】本発明に係るチューブの断面図である。

【図１１】本発明に係る操作パネル他のブロック線図で
ある。

【図１２】本発明に係る毎回センシングと刃具検知によ
るフローチャート図である。

【図１３】本発明に係る毎回センシングのみのフローチ
ャート図である。

【図１４】本発明に係る初回センシングと２回目以降の
ノズル制御を示すフローチャート図である。

【図１５】本発明に係り複数ワークに対してのノズル制
御を示すフローチャート図である。

【図１６】本発明に係るマニュアルティーチングによる
ノズル制御を行う工具データ取り手順を示す説明図であ
る。

【図１７】本発明に係りマニュアルティーチングに適し
た計測手段を示す主軸部の正面図である。

【図１８】本発明に係りマガジン内の工具Ｎｏと対応し
て使用工具順序をプムグラムできるノズル制御を示すフ
ローチャート図である。

【図１９】本発明に係りＦＭＳシステムに対してのノズ
ル制御を示すブロック線図である。

【図２０】本発明に係り工具の割込み飛び越し使用での
ノズル制御を示す説明図である。

【符号の説明】

３主軸Ｎノズル手段Ｆセンサ棒（計測手段）Ｅ遠隔操作部ＭモータＣシリンダＫ１，Ｋ２スイッチＬ１，Ｌ２リミットスイッチ１０工作機械ＳタッチセンサＭＣ制御器（シーケンサ）ＵノズルユニツトＷ１〜ＷｎワークＴＭ１〜ＴＭｎ工具データ（ノズル方向情報）Ｔ１〜Ｔｎ工具

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】工作機械の主軸付近に、方向制御できる
ノズル手段と、主軸装着の工具先端を検出する計測手段
とを備え、上記各手段を遠隔操作部に結んで同期動作す
るよう構成し、シーケンサの制御のもとに工具交換毎に
工具先端を検出する計測手段に基づきノズルを方向制御
することを特徴とする工作機械のノズル方向制御装置。
【請求項２】工作機械の主軸付近に、方向制御される
ノズル手段と、主軸装着の工具先端を検出する計測手段
とを備え、上記各手段を遠隔操作部に結んで同期動作す
るよう構成し、シーケンサの制御のもとに初回のワーク
に対する総ての加工工具の工具交換毎に工具先端を検出
する計測手段に基づきノズルを方向制御した工具データ
をメモリ部に記憶し、二回目以降に交換された同一ワー
クでは加工工具の交換に伴うノズル方向制御を前記記憶
した工具データにより方向制御することを特徴とする工
作機械のノズル方向制御装置。
【請求項３】工作機械上で異なるワークに対する総て
の加工工具の工具先端を計測手段で検出し、上記計測手
段に基づきノズルを方向制御して工具データをメモリ部
に記憶し、上記工作機械において二回目以降のワーク加
工時にはその選択されたワークに該当する上記記憶の工
具データを選択し、各工具に対するノズルの方向制御を
上記工具データにより順次行うことを特徴とする工作機
械のノズル方向制御装置。
【請求項４】工作機械上で１つ乃至各個のワークに対
する総ての加工工具の工具先端に対してノズル方向を目
測により旋回位置決めし、上記ノズルの方向を工具と対
応した工具データ（ティーチングデータ）としてメモリ
部に記憶し、次に上記工作機械の自動運転によるワーク
加工時には、その選択されたワークに対応する上記記憶
の工具データを選択し、工具交換に伴い各工具に対する
ノズルの方向制御を上記工具データにより順次行うこと
を特徴とする工作機械のノズル方向制御装置。
【請求項５】ノズル手段と一体に構成された計測手段
は、センサ棒に工具先端が触れるか接近すると感知する
スイッチ機能を持つと共に、ワーク加工時にセンサ棒を
没入させる構成とした請求項１及び２及び３に記載の工
作機械のノズル方向制御装置。
【請求項６】ノズル手段を方向制御する工具データを
記憶するメモリ部は、メモリ素子のほかＩＣカードとロ
ーダとから構成とした請求項１及び２及び３及び４に記
載の工作機械のノズル方向制御装置。
【請求項７】センサ棒を出入する巻取器部は、手動引
出式若しくはアクチュエータ式としたことを特徴とする
請求項４に記載の工作機械のノズル方向制御装置。
【請求項８】センサ棒を出入する駆動部は、一対のプ
ーリでセンサ棒を挟持し、このプーリの正逆転駆動によ
りチューブ内に通したセンサ棒を出入することを特徴と
する請求項５に記載の工作機械のノズル方向制御装置。
【請求項９】センサ棒を出入する計測手段とこの駆動
部間のセンサ棒は、Ｌ型断面の一対の偏平帯材を抱合さ
せたチューブ若しくは円筒形の樹脂を偏平成形したチュ
ーブで被覆させたことを特徴とする請求項８に記載の工
作機械のノズル方向制御装置。
【請求項１０】工具マガジンに納められている全ての
工具をその工具Ｎｏと工具データとを対比させてシーケ
ンサに予め記憶させ、所定ワークの加工に先立ち使用工
具順にシーケンサ内の工具データを並び替え（プログラ
ム）し、工作機械の自動運転時には工具交換信号を受け
るシーケンサが使用工具Ｎｏに対応する工具データを順
次呼び出し、この呼び出した工具データによりノズル方
向制御を行うようにしたことを特徴とする工作機械のノ
ズル方向制御装置。
【請求項１１】複数台の工作機械で一つのワークを順
次加工する加工システムにおいて、各工作機械を統括制
御する中央制御装置又は個々の工作機械を分割制御する
ＮＣ制御装置から発せられる工具情報により各工具に対
するノズル手段を作動させ、ノズル方向制御を行うよう
にしたことを特徴とする工作機械のノズル方向制御装
置。