JP7299044B2

JP7299044B2 - Machine Tools

Info

Publication number: JP7299044B2
Application number: JP2019049817A
Authority: JP
Inventors: 佳太 ▲浅▼野
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2019-03-18
Filing date: 2019-03-18
Publication date: 2023-06-27
Anticipated expiration: 2039-03-18
Also published as: JP2020151778A

Description

本開示は、工作機械に関するものである。 The present disclosure relates to machine tools.

クーラントを貯留するクーラントタンクと、クーラントタンク内に貯留されているクーラントを吸い上げてワークに供給するポンプとを備える工作機械が知られている（例えば、特許文献１参照。）。 A machine tool is known that includes a coolant tank that stores coolant and a pump that sucks up the coolant stored in the coolant tank and supplies it to a workpiece (see, for example, Patent Document 1).

特開平１１－３３３７２３号公報JP-A-11-333723

ポンプの吸い込み口には切粉などの異物のポンプ内への侵入を阻止するフィルタが配置されるが、フィルタは目詰まりするため、吸い込み口への切粉の侵入を極力低減することが望ましい。特に、ポンプを停止させた状態において行われるクーラントタンクの清掃中等に、クーラント内に舞い上がった切粉が吸い込み口内に侵入し易い状況となることを未然に防止することが望ましい。 A filter is placed at the suction port of the pump to prevent chips and other foreign matter from entering the pump. In particular, it is desirable to prevent chips floating in the coolant from easily entering the suction port during, for example, cleaning of the coolant tank while the pump is stopped.

本開示の一態様は、クーラントを貯留するクーラントタンク内に配置され、前記クーラントを吸い込んでワークに供給するポンプを備え、該ポンプが、前記クーラントの吸い込み口を有するケーシングと、該ケーシング内に軸線回りに回転可能に支持されたプロペラと、該プロペラを前記軸線回りに回転駆動するサーボモータと、該サーボモータによって前記軸線回りに回転駆動され、所定の回転角度位置において前記吸い込み口を閉塞可能な蓋体とを備える工作機械である。 One aspect of the present disclosure includes a pump disposed in a coolant tank that stores coolant, sucks the coolant and supplies it to a workpiece, the pump includes a casing having a coolant suction port, and an axis line in the casing. a propeller rotatably supported around; a servomotor that rotates the propeller around the axis; and a servomotor that rotates the propeller around the axis so that the suction port can be closed at a predetermined rotational angle position. and a lid.

本開示の一実施形態に係る工作機械を示す全体構成図である。1 is an overall configuration diagram showing a machine tool according to an embodiment of the present disclosure; FIG. 図１の工作機械に用いられるクーラントポンプを示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a coolant pump used in the machine tool of FIG. 1; 図２のクーラントポンプの停止時の吸い込み口と蓋体との位置関係を示す横断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing the positional relationship between the suction port and the lid when the coolant pump of FIG. 2 is stopped; 図３のクーラントポンプのプロペラが回転して吸い込み口が開放された状態を示す横断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which the propeller of the coolant pump of FIG. 3 rotates to open the suction port; 図２のクーラントポンプの変形例を示す、停止状態の縦断面図である。FIG. 3 is a vertical cross-sectional view showing a modified example of the coolant pump of FIG. 2 in a stopped state; 図５のクーラントポンプのプロペラが回転して吸い込み口が開放された状態を示す縦断面図である。FIG. 6 is a vertical cross-sectional view showing a state in which the propeller of the coolant pump of FIG. 5 rotates to open the suction port; 図１の工作機械に備えられる洗浄用ノズルの一例を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing an example of a cleaning nozzle provided in the machine tool of FIG. 1;

本開示の一実施形態に係る工作機械１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る工作機械１は、図１に示されるように、開閉可能な筐体２の底部に、クーラントＸを貯留可能なクーラントタンク３と、クーラントタンク３内のクーラントＸを吸い上げるクーラントポンプ（ポンプ）４と、吸い上げられたクーラントＸを吐出するノズル５と、クーラントポンプ４を制御する制御部６とを備えている。 A machine tool 1 according to an embodiment of the present disclosure will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, a machine tool 1 according to the present embodiment includes a coolant tank 3 capable of storing coolant X and a coolant pump for sucking up the coolant X in the coolant tank 3 at the bottom of an openable and closable housing 2. (pump) 4 , a nozzle 5 for discharging the sucked coolant X, and a control unit 6 for controlling the coolant pump 4 .

クーラントタンク３は、クーラントポンプ４によって吸い上げられ、ノズル５から吐出されることにより加工中のワークＷを冷却したクーラントＸを回収可能な位置に配置されている。
クーラントポンプ４は、上下方向に延びる円筒状のケーシング４１と、ケーシング４１内において鉛直軸線（軸線）Ａ回りに回転可能に支持されたプロペラ４２と、プロペラ４２に固定された蓋体４３と、プロペラ４２を回転駆動するサーボモータ４４とを備えている。サーボモータ４４には図示しないエンコーダが備えられている。 The coolant tank 3 is arranged at a position where the coolant X that has cooled the workpiece W being processed by being sucked up by the coolant pump 4 and discharged from the nozzle 5 can be recovered.
The coolant pump 4 includes a vertically extending cylindrical casing 41, a propeller 42 rotatably supported around a vertical axis (axis) A within the casing 41, a lid 43 fixed to the propeller 42, and a propeller. and a servomotor 44 that drives 42 to rotate. The servomotor 44 is equipped with an encoder (not shown).

ケーシング４１は、クーラントタンク３の底面に配置され、その下部に、クーラントタンク３に貯留されているクーラントＸを吸引する複数の吸い込み口４５が開口している。
プロペラ４２は、サーボモータ４４に接続されるシャフト４６に周方向に間隔をあけて固定された６枚の羽根を有している。プロペラ４２のシャフト４６は、鉛直軸線Ａに沿って配置されている。 The casing 41 is arranged on the bottom surface of the coolant tank 3 , and has a plurality of suction ports 45 opening at its lower portion for sucking in the coolant X stored in the coolant tank 3 .
The propeller 42 has six blades that are circumferentially spaced and fixed to a shaft 46 that is connected to a servo motor 44 . A shaft 46 of the propeller 42 is arranged along the vertical axis A. As shown in FIG.

クーラントポンプ４を駆動すると、プロペラ４２が鉛直軸線Ａ回りに回転させられることにより、クーラントＸが吸い込み口４５からケーシング４１内部に吸引され、ケーシング４１内を上方に流動しケーシング４１の上部に接続された配管５０を経由して、配管５０の先端に配置されたノズル５から吐出される。 When the coolant pump 4 is driven, the propeller 42 is rotated around the vertical axis A, whereby the coolant X is sucked into the casing 41 through the suction port 45, flows upward in the casing 41, and is connected to the upper part of the casing 41. It is discharged from the nozzle 5 arranged at the tip of the pipe 50 via the pipe 50 .

本実施形態においては、ケーシング４１の吸い込み口４５は、周方向に等間隔をあけて６か所に設けられている。また、蓋体４３は、プロペラ４２の羽根の外周縁に隣接する羽根を連結する位置に固定され、ケーシング４１内面に対して径方向に微小間隔をあけて配置される円弧板状の部材である。蓋体４３も、周方向に等間隔をあけて６か所に設けられ、図２に示されるように、吸い込み口４５に一致する回転角度位置に配置されたときに吸い込み口４５を閉塞可能な形状を有している。 In this embodiment, the suction ports 45 of the casing 41 are provided at six locations at equal intervals in the circumferential direction. The cover 43 is an arc plate-shaped member that is fixed at a position that connects adjacent blades to the outer peripheral edges of the blades of the propeller 42 and that is arranged with a small gap in the radial direction with respect to the inner surface of the casing 41 . . The lids 43 are also provided at six locations at equal intervals in the circumferential direction, and can close the suction port 45 when arranged at the rotational angle position corresponding to the suction port 45 as shown in FIG. have a shape.

制御部６は、エンコーダにより検出されたサーボモータ４４の回転角度に基づいてサーボモータ４４の回転数および回転角度位置を制御する。
特に、制御部６は、サーボモータ４４の回転数を制御して、ノズル５からのクーラントＸの必要な吐出圧を達成するためのプロペラ４２の回転速度を実現する。また、制御部６は、クーラントポンプ４を停止する際には、サーボモータ４４の回転角度を制御して、６つの蓋体４３が６つの吸い込み口４５に一致する回転角度にプロペラ４２を静止させる。 The control unit 6 controls the rotation speed and rotation angle position of the servo motor 44 based on the rotation angle of the servo motor 44 detected by the encoder.
In particular, the controller 6 controls the number of revolutions of the servomotor 44 to achieve the rotational speed of the propeller 42 for achieving the required discharge pressure of the coolant X from the nozzle 5 . Further, when the coolant pump 4 is stopped, the control unit 6 controls the rotation angle of the servomotor 44 to stop the propeller 42 at a rotation angle in which the six lids 43 match the six suction ports 45. .

このように構成された本実施形態に係る工作機械１によれば、サーボモータ４４を所望の回転数に制御することにより、クーラントポンプ４によるクーラントＸの必要な吐出圧を達成し、ワークＷの冷却、潤滑およびクーラントタンク３の洗浄を効率的に行うことができる。この場合において、サーボモータ４４が駆動されると、サーボモータ４４によってプロペラ４２および蓋体４３が回転駆動され、蓋体４３による吸い込み口４５の開閉が高速に行われる。これにより、図４に示されるように、吸い込み口４５が開かれたときにクーラントＸがケーシング４１内に吸い込まれてノズル５から吐出される。 According to the machine tool 1 according to the present embodiment configured as described above, the necessary discharge pressure of the coolant X by the coolant pump 4 is achieved by controlling the servomotor 44 to a desired number of revolutions. Cooling, lubrication and cleaning of the coolant tank 3 can be efficiently performed. In this case, when the servomotor 44 is driven, the propeller 42 and the lid 43 are rotationally driven by the servomotor 44, and the lid 43 opens and closes the suction port 45 at high speed. Thereby, as shown in FIG. 4, the coolant X is sucked into the casing 41 and discharged from the nozzle 5 when the suction port 45 is opened.

一方、クーラントポンプ４を停止する際には、サーボモータ４４によってプロペラ４２および蓋体４３の回転角度が制御され、図２および図３に示されるように、６つの蓋体４３が６つの吸い込み口４５に一致する回転角度において停止される。これにより、クーラントポンプ４の停止状態においては、全ての吸い込み口４５が閉塞される。したがって、クーラントタンク４を洗浄する際に、クーラントタンク４内に貯留されているクーラントＸ中に切粉が舞い上がっても、切粉が吸い込み口４５からケーシング４１内に侵入することを確実に防止することができるという利点がある。 On the other hand, when the coolant pump 4 is stopped, the rotation angles of the propeller 42 and the cover 43 are controlled by the servomotor 44, and as shown in FIGS. It is stopped at the rotation angle corresponding to 45. As a result, all the suction ports 45 are closed when the coolant pump 4 is stopped. Therefore, even if chips rise up in the coolant X stored in the coolant tank 4 when cleaning the coolant tank 4, the chips are reliably prevented from entering the casing 41 through the suction port 45. has the advantage of being able to

なお、本実施形態においては、プロペラ４２の回転によってプロペラ４２に固定された蓋体４３が回転し、クーラントポンプ４の作動時には、プロペラ４２とともに回転する蓋体４３によって吸い込み口４５が高速に開閉される場合を例示したが、これに限定されるものではない。 In the present embodiment, the rotation of the propeller 42 causes the cover 43 fixed to the propeller 42 to rotate, and when the coolant pump 4 is in operation, the cover 43 rotating together with the propeller 42 opens and closes the suction port 45 at high speed. Although the case where it is used has been exemplified, it is not limited to this.

例えば、図５に示されるように、蓋体４３とプロペラ４２とを別体とし、６枚の蓋体４３を連結する連結部材４７を、シャフト４６に設けられたスリット４８内を鉛直方向に移動可能にシャフト４６に取り付けることにしてもよい。これにより、蓋体４３とプロペラ４２とが鉛直軸線Ａ回りの相対回転を係止されかつ回転によって蓋体４３がシャフト４６の鉛直軸線Ａ方向に沿って移動させられる。 For example, as shown in FIG. 5, the cover 43 and the propeller 42 are separated, and the connecting member 47 connecting the six covers 43 is vertically moved in the slit 48 provided in the shaft 46. It may be attached to the shaft 46 if possible. As a result, the lid 43 and the propeller 42 are prevented from rotating relative to each other about the vertical axis A, and the rotation causes the lid 43 to move along the vertical axis A of the shaft 46 .

このようにすると、クーラントポンプ４の作動時には、プロペラ４２の推進力によって、蓋体４３をシャフト４６の鉛直軸線Ａ方向に移動させ、吸い込み口４５から鉛直軸線Ａ方向にずれた位置に配置することができ、吸い込み口４５を開放した状態に維持することができる。 In this way, when the coolant pump 4 is operated, the driving force of the propeller 42 moves the cover 43 in the direction of the vertical axis A of the shaft 46 and displaces it from the suction port 45 in the direction of the vertical axis A. , and the suction port 45 can be maintained in an open state.

また、本実施形態においては、クーラントポンプ４が、プロペラ４２を駆動する駆動源としてサーボモータ４４を採用しているので、工作機械１がサーボモータ４４の駆動電流を監視する負荷検出部（図示略）を備えることによってプロペラ４２にかかる負荷を検出することができる。したがって、制御部６が、駆動電流を所定の閾値と比較し、上側閾値よりも大きい場合あるいは下側閾値よりも小さい場合に、過大な負荷がかかっていること、あるいは、過小な負荷がかかっていることを報知する報知部７を備えていてもよい。 Further, in this embodiment, the coolant pump 4 employs the servomotor 44 as a drive source for driving the propeller 42, so that the machine tool 1 monitors the drive current of the servomotor 44. ), the load on the propeller 42 can be detected. Therefore, the control unit 6 compares the drive current with a predetermined threshold value, and if it is larger than the upper threshold value or smaller than the lower threshold value, it indicates that an excessive load is applied or an excessively small load is applied. A notification unit 7 may be provided to notify that the user is present.

報知部７によりクーラントポンプ４に大きな負荷がかかっていることが報知されることによって、ユーザは、クーラントポンプ４、配管５０あるいはノズル５における目詰まりの可能性があることを認識することができる。
また、報知部７によりクーラントポンプ４にかかる負荷が過小であることが報知されることによって、ユーザは、プロペラ４２の摩耗等により、吐出圧が低下している可能性があることを認識することができる。 By notifying that the coolant pump 4 is heavily loaded by the notification unit 7, the user can recognize that the coolant pump 4, the pipe 50, or the nozzle 5 may be clogged.
In addition, since the notification unit 7 notifies that the load applied to the coolant pump 4 is too small, the user can recognize that the discharge pressure may have decreased due to wear of the propeller 42 or the like. can be done.

報知部７としては、モニタあるいはランプのような表示装置、ブザー等の音声による報知装置あるいは振動等の任意の報知装置を採用してもよい。 As the notification unit 7, a display device such as a monitor or a lamp, a notification device using sound such as a buzzer, or any notification device such as vibration may be employed.

また、工作機械１は、クーラントポンプ４により吸い込んだクーラントＸをクーラントタンク３内に吐出する洗浄用ノズル８を備えていてもよい。
この洗浄用ノズル８は、図７に示されるように、配管１０の先端に、例えば、鉛直軸線回りに回転可能に支持されるとともに、図示しないバネによって一方向（矢印Ｚの方向）に付勢されている。 The machine tool 1 may also include a cleaning nozzle 8 that discharges the coolant X sucked by the coolant pump 4 into the coolant tank 3 .
As shown in FIG. 7, the cleaning nozzle 8 is supported at the tip of the pipe 10 so as to be rotatable about, for example, a vertical axis, and is biased in one direction (in the direction of arrow Z) by a spring (not shown). It is

サーボモータ４４の回転数を変更してクーラントＸの吐出圧を増大させることにより、バネによる付勢方向とは逆方向に洗浄用ノズル８を鉛直軸線回りに回転させ、クーラントＸの吐出方向を変更することができる。例えば、クーラントタンク３内を洗浄する際に、サーボモータ４４の回転数を切り替えることにより、洗浄用ノズル８からのクーラントＸの吐出圧を変更し、それによって、洗浄用ノズル８の位置を変更して、クーラントタンク３の種々の位置にクーラントＷを吐出させてもよい。これにより、クーラントタンク３内の特定位置に残り易い切粉を十分に洗浄して、クーラントタンク３内から除去することができる。 By changing the rotation speed of the servomotor 44 to increase the discharge pressure of the coolant X, the cleaning nozzle 8 is rotated about the vertical axis in a direction opposite to the biasing direction of the spring, thereby changing the discharge direction of the coolant X. can do. For example, when cleaning the inside of the coolant tank 3, the rotation speed of the servomotor 44 is switched to change the discharge pressure of the coolant X from the cleaning nozzle 8, thereby changing the position of the cleaning nozzle 8. Therefore, the coolant W may be discharged to various positions of the coolant tank 3 . As a result, chips that tend to remain at specific positions in the coolant tank 3 can be sufficiently washed and removed from the coolant tank 3 .

１工作機械
３クーラントタンク
４クーラントポンプ（ポンプ）
７報知部
８洗浄用ノズル
４１ケーシング
４２プロペラ
４３蓋体
４４サーボモータ
４５吸い込み口
Ａ鉛直軸線（軸線）
Ｗワーク
Ｘクーラント 1 machine tool 3 coolant tank 4 coolant pump (pump)
7 notification unit 8 cleaning nozzle 41 casing 42 propeller 43 lid 44 servo motor 45 suction port A vertical axis (axis)
W Work X Coolant

Claims

Equipped with a pump that is arranged in a coolant tank that stores coolant and that sucks in the coolant and supplies it to the workpiece,
The pump comprises a casing having a coolant suction port, a propeller rotatably supported in the casing about an axis, a servomotor rotating the propeller about the axis, and a shaft driven by the servomotor. A machine tool, comprising: a cover body that is rotationally driven to close the suction port at a predetermined rotational angle position.

the lid body is supported so as to be movable in a direction along the axis;
2. A machine tool according to claim 1, wherein said lid and said propeller are locked against relative rotation about said axis.

3. A machine tool according to claim 2, wherein said cover is supported by said propeller so as to be movable in a direction along said axis by a propulsive force due to rotation of said propeller .

a load detection unit that monitors the drive current of the servomotor;
4. The machine tool according to any one of claims 1 to 3, further comprising a notification section that notifies when the drive current detected by the load detection section exceeds a predetermined threshold.

A cleaning nozzle for discharging the coolant sucked by the pump into the coolant tank,
5. The machine tool according to any one of claims 1 to 4, wherein the cleaning nozzle changes the discharge direction according to the discharge pressure of the coolant.