JPH11320326A - 加工液吐出装置及び加工液吐出方法 - Google Patents

加工液吐出装置及び加工液吐出方法

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JPH11320326A
JPH11320326A JP13373198A JP13373198A JPH11320326A JP H11320326 A JPH11320326 A JP H11320326A JP 13373198 A JP13373198 A JP 13373198A JP 13373198 A JP13373198 A JP 13373198A JP H11320326 A JPH11320326 A JP H11320326A
Authority
JP
Japan
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tool
nozzle
discharge nozzle
machining
tip
Prior art date
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JP13373198A
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English (en)
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Susumu Oka
晋 岡
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Fujikura Ltd
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Fujikura Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 工具長や工具径が変わっても、加工液吐出ノ
ズルの向きを常に適切な位置(加工液が工具先端部近傍
に吐出される位置)に自動調整し、加工不良、工具破損
等を回避すると共に、自動運転及び夜間無人運転を実現
する。 【解決手段】 工作機械の回転軸5に取り付けられた工
具3によりワーク1を加工するに際して、加工液吐出ノ
ズル9より該工具3の先端部近傍に向けて加工液を吐出
する加工液吐出装置において、前記工具3の長さ及び/
又は先端部径に応じて該工具3の先端部近傍に前記加工
液が吐出されるように、前記加工液吐出ノズル9のノズ
ル角度θを可変自在とするロータリーアクチュエータ1
1及び演算部を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばNC工作機
械に用いられる加工液吐出装置及び加工液吐出方法に関
し、詳細には長さや直径が異なる各種工具に対しても該
工具の先端部近傍に加工液を吐出させることができるよ
うにした加工液吐出装置及び加工液吐出方法を提供する
ことにある。
【0002】
【従来の技術】例えば、マシニングセンター等の如き複
数種類の工具をNCプログラムに応じて使い分けるNC
工作機械には、加工時に生じる熱を冷却等するために工
具先端に加工液を吐出する加工液吐出装置が設けられて
おり、その加工液吐出装置のON/OFF動作は、前記
NCプログラムにて指令されるようになされている。
【0003】図4には、加工液吐出装置の一例を示す。
かかる加工液吐出装置は、被加工物であるワーク101
を加工するための工具103がセットされた回転軸10
5を回転自在に支持するハウジング107の先端に、加
工液吐出ノズル109を設け、該ワーク101の加工時
に該加工液吐出ノズル109の先端より加工液を吐出す
るように構成されている。
【0004】前記加工液吐出ノズル109は、例えばプ
ラスチックからなる蛇腹形状とされ、作業者が任意にそ
のノズルの向きを自由に可変することができるようにな
されている。また、加工液吐出ノズル109は、一方向
からではなく他方向からも加工部に加工液が吐出される
ように、前記ハウジング107の先端に数カ所設けられ
ている。
【0005】ところで、工具103に対する加工液吐出
ノズル109の向きは、加工部に生じる熱を冷却等する
ために、該工具103の先端部近傍に加工液が吐出され
るように傾ける必要がある。その加工液吐出ノズル10
9の向きは、作業者が手作業によってその向きを変える
ようにしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、マシニングセ
ンターのように工具長、工具径の異なる複数種類の工具
103を有する場合には、作業者がそれぞれの工具に応
じて適切な位置に加工液吐出ノズル109の向きを変え
てやる必要がある。加工液吐出ノズル109の向きを変
える作業は、上記したように作業者が直接ノズルを持た
なければならないため、ワーク101の加工中(回転軸
105及び工具103の回転中)では危険であり、装置
を一旦停止させた状態で行う必要がある。このように、
工具毎に作業者が加工液吐出ノズル109の位置を変え
なければならないため、マシニングセンター等の如き工
作機械を自動運転する場合や夜間無人運転をする場合に
妨げとなる。
【0007】また、工具103に対する加工液吐出ノズ
ル109の向きを調整しないと、加工液が該工具103
に対して適正な位置に吐出されず、加工不良や工具破損
等の危険を伴う。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、工具長及び/又は工具径に応じて該工
具の先端部近傍に加工液が吐出されるように該加工液吐
出ノズルのノズル角度を演算部で計算し、その演算部で
算出したノズル角度に合わせて該加工液吐出ノズルをア
クチュエータによって自動的に可動させるようにして、
異なる工具長等に対する加工液吐出ノズルの向きを自動
調整する。
【0009】このようにすれば、工具長や工具径が変わ
っても、加工液吐出ノズルの向きを常に適切な位置(加
工液が工具先端部近傍に吐出される位置)に自動調整す
ることが可能となり、加工不良、工具破損等が回避され
ると共に、自動運転及び夜間無人運転が可能となる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した具体的な
実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【0011】<装置構成の説明>先ず、本発明を適用し
た加工液吐出装置の構成について説明する。本実施形態
は、本発明を、マシニングセンター等のように複数種類
の工具をNCプログラムに基づいて自動交換し、その工
具でワークに所望の加工を行わせしめる工作機械に適用
したものである。
【0012】本実施形態の加工液吐出装置は、図1に示
すように、被加工物であるワーク1を加工するためのド
リルやリーマ等の如き工具3がセットされた回転軸5を
回転自在に支持するハウジング7の先端に、加工液吐出
ノズル9を設け、該ワーク1の加工時に該加工液吐出ノ
ズル9の先端より加工液を吐出するように構成したもの
である。
【0013】前記工具3は、NCプログラムに基づいて
図示しない工具自動交換装置によってストック部より取
り出された後、前記回転軸5に装着され、該回転軸5に
よって回転するようになされている。
【0014】前記加工液吐出ノズル9は、ストレート形
状をした円筒体として形成され、回転軸5を回転自在に
支持する軸受け等を固定するハウジング7の先端部に設
けられている。そして、この加工液吐出ノズル9は、後
述の角度自動調整手段により、前記工具3の長さ及び/
又は先端部径に応じて該工具3の先端部近傍に加工液が
吐出されるように、前記加工液吐出ノズル9のノズル角
度θが可変自在とされている。
【0015】前記角度自動調整手段は、図1に示すよう
に、工具3の先端部近傍に加工液を吐出することができ
る位置における加工液吐出ノズル9の傾き(このときの
傾きをノズル角度θという)を計算する演算部と、この
演算部で算出された前記ノズル角度θに合わせて前記加
工液吐出ノズル9の向きを可変自在とするロータリーア
クチュエータ11とからなる。前記ノズル角度θは、加
工液吐出ノズル9と工具3の先端とを結ぶ線と、ハウジ
ング7の先端面7aとのなす角度で表される。
【0016】演算部は、制御部13の中に設けられた、
例えば中央演算処理装置(CPU)からなる。ここで
は、工具長オフセットである工具3の長さH1が与えら
れると、次式(1)によって前記ノズル角度θが計算さ
れる。
【0017】 tan-1{(H1+B)/C} ・・・(1) 或いは、工具長オフセットであるワーク1の上面から工
具3の先端までの距離h1が与えられると、次式(2)
によって加工液吐出ノズル9の前記ノズル角度θが計算
される。
【0018】 tan-1{(A−│h1│+B)/C}・・・(2) A:ワーク1の上面から工具3が装着される回転軸5の
先端までの距離 B:加工液吐出ノズル9から回転軸5の先端までの距離 C:加工液吐出ノズル9から回転軸5の中心までの距離 なお、A、B、Cの値は、機械固有の値であり、各工作
機械によってそれぞれ決まる値である。
【0019】図2に示すように、工具長に加えて工具径
オフセットである工具3の径(直径Dまたは半径D1)
が与えられている場合には、それぞれ次式(3)、
(4)によって前記ノズル角度θが計算される。
【0020】
【数1】 tan-1{(H1+B)/(C−D1)} ・・・(3) tan-1{(A−│h1│+B)/(C−D1)}・・・(4) ロータリーアクチュエータ11は、前記演算部で算出さ
れた前記ノズル角度θの指令を制御部13から受けて、
加工液吐出ノズル9のノズルの向きを前記ノズル角度θ
となるように可変自在とする。ロータリーアクチュエー
タ11としては、例えばステッピングモータ等から構成
される。
【0021】<動作説明>上述のように構成された加工
液吐出装置の動作を、図3のフローチャートを参照しな
がら説明する。なお、ここでは、工具データとして工具
長が与えられた例として説明する。
【0022】先ず、電源がONされることによりスター
トし、ステップS1において、NCプログラムで工具長
オフセット値が正で与えられた場合(工具長がH1で与
えられたとき)は、ステップS2に進む。ステップS2
では、回転軸5に取り付けられた工具3の工具長に応じ
て、前記ノズル角度θが前記演算部によって前記(1)
式より求められる。
【0023】一方、工具長オフセット値が負で与えられ
た場合(工具長がh1で与えられたとき)は、ステップ
S3に進む。ステップS3では、同様にして、前記ノズ
ル角度θが前記演算部によって前記(2)式より求めら
れる。
【0024】次に、ステップS4において、前記演算部
で算出したノズル角度θをロータリーアクチュエータ1
1に指令する。すると、ステップS5において、ロータ
リーアクチュエータ11が駆動し、前記ノズル角度θに
合わせて加工液吐出ノズル9の傾きを可変する。これに
より、加工液吐出ノズル9は、図1に示すように、工具
3の先端部近傍に加工液が吐出される向きに可動され
る。
【0025】そして、加工液吐出ノズル9が前記ノズル
角度θとなると、この加工液吐出ノズル9の先端より加
工液が前記工具3の先端部近傍に向かって吐出され、ス
テップS6において、前記工具3が回転してワーク1が
加工される。このように、ワーク1を加工する際に工具
3の先端部、言い換えればワーク1の加工位置(この位
置が適正位置)に加工液が供給されれば、加工時に発生
する熱がこの加工液によって冷却されて加工不良及び工
具破損等が無くなる。
【0026】また、上記のように、NCプログラムデー
タから得られる工具長データをパラメータとして前記加
工液吐出ノズル9のノズル角度θを適正位置となるよう
に自動制御しているため、工具長の異なる工具3に対し
ても作業者の手作業によらず、自動で加工液吐出ノズル
9を適正位置に配置することができ、作業者を危険にさ
らすこともなく、また自動運転や夜間無人運転等も行う
ことが可能となる。
【0027】そして、ステップS7でワーク1の加工が
終了すると、次のステップS8において、前記回転軸5
に別の工具に取り替えた工具が元の工具の長さに対して
変化した場合(YESであるとき)は、ステップS1に
戻ってステップS7までの工程を繰り返し、そうでない
場合(NOであるとき)は、次のステップS9に進む。
ステップS9では、元のノズル角度θでワーク1を加工
する。
【0028】以上、本発明を適用した具体的な一実施形
態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に制
限されることなく種々の変更が可能である。
【0029】上述の図3に示すフローチャートでは、前
記工具3のパラメータが工具長だけであったが、工具長
と工具径の両方が与えられたときには、ステップS2に
おいて、前記した(3)式または(4)式によって前記
ノズル角度θが求められる。かかる場合、ステップS2
での処理が異なる他は、ステップS4以降の動作と同じ
である。
【0030】また、上述の実施形態においては、加工液
吐出ノズル9をストレート形状の円筒体としたが、その
形状は特に制限されることはなく、例えば図4に示した
蛇腹形状であっても構わない。
【0031】また、上述の実施形態では、制御部13で
加工液吐出ノズル9の向きを自動調整したが、例えばN
C装置の操作盤上に、前記ノズル角度θを任意にコント
ロールすることができるジョイスティック等のレバーを
設ければ、このレバーを操作することで、ワーク1の加
工中でも安全に加工液吐出ノズル9の吐出位置を変更す
ることができる。
【0032】
【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【0033】本発明の加工液吐出装置によれば、工具の
長さ及び/又は先端部径に応じて該工具の先端部近傍に
前記加工液が吐出されるように、前記加工液吐出ノズル
のノズル角度を可変自在とする角度自動調整手段を備え
ているので、工具長や工具径が変わっても、作業者によ
る手作業ではなく加工液吐出ノズルの向きを常に適切な
位置(加工液が工具先端部近傍に吐出される位置)に自
動調整することができ、それにより加工不良や工具破損
等を回避することができると共に、自動運転及び夜間無
人運転も実現される。
【0034】また、本発明の加工液吐出方法によれば、
前記工具の長さ及び/又は先端部径に応じて前記加工液
吐出ノズルより吐出される加工液が該工具の先端部近傍
に吐出されるように該加工液吐出ノズルのノズル角度を
演算部で計算し、その算出した該ノズル角度に合わせて
該加工液吐出ノズルをアクチュエータによって可動制御
するようにしているため、工具長や工具径が変わっても
それらに応じて加工液吐出ノズルの向きを適切な位置に
自動的に傾けることができ、自動運転及び夜間無人運転
が行え機械稼働率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】工具長に応じて求められたノズル角度θに合わ
せて加工液吐出ノズルを傾けた状態を示す加工液吐出装
置の概略構成を示すブロック図である。
【図2】工具長及び工具径に応じて求められたノズル角
度θに合わせて加工液吐出ノズルを傾けた状態を示す加
工液吐出装置の概略構成を示すブロック図である。
【図3】加工液吐出動作を示すフローチャートである。
【図4】従来の加工液吐出装置の概略構成図である。
【符号の説明】
1 ワーク 3 工具 5 回転軸 7 ハウジング 9 加工液吐出ノズル 11 ロータリーアクチュエータ 13 制御部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 工作機械の回転軸に取り付けられた工具
    により被加工物を加工するに際して、加工液吐出ノズル
    より該工具の先端部近傍に向けて加工液を吐出する加工
    液吐出装置において、 前記工具の長さ及び/又は先端部径に応じて該工具の先
    端部近傍に前記加工液が吐出されるように、前記加工液
    吐出ノズルのノズル角度を可変自在とする角度自動調整
    手段を備えていることを特徴とする加工液吐出装置。
  2. 【請求項2】 前記角度自動調整手段は、前記ノズル角
    度を計算する演算部と、この演算部で算出された前記ノ
    ズル角度に合わせて前記加工液吐出ノズルの向きを可変
    自在とするアクチュエータとからなることを特徴とする
    請求項1記載の加工液吐出装置。
  3. 【請求項3】 被加工物を加工するに際して、加工液吐
    出ノズルより工具の先端部近傍に向けて加工液を吐出す
    る加工液吐出方法において、 前記工具の長さ及び/又は先端部径に応じて前記加工液
    吐出ノズルより吐出される加工液が該工具の先端部近傍
    に吐出されるように該加工液吐出ノズルのノズル角度を
    演算部で計算し、その算出した該ノズル角度に合わせて
    該加工液吐出ノズルをアクチュエータによって可動制御
    するようにしたことを特徴とする加工液吐出方法。
JP13373198A 1998-05-15 1998-05-15 加工液吐出装置及び加工液吐出方法 Pending JPH11320326A (ja)

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