JP7522686B2 - Machine tool and method for applying paste lubricant - Google Patents
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Description
本明細書は、工具保持装置を備えた工作機械、および、工具またはワークにペースト状潤滑剤を塗布する塗布方法を開示する。 This specification discloses a machine tool equipped with a tool holding device and a method for applying a paste lubricant to a tool or workpiece.
従来から、工作機械によるワークの加工を自動化し、夜間等、人員を確保することが難しい場面では、無人で加工を継続できるようにすることが提案されている。ここで、ワークを加工する際には、加工摩擦の低減を目的として、加工箇所に潤滑剤を供給する必要がある。ワークの加工を自動化した場合、当然ながら、この潤滑剤の供給も自動化する必要がある。特許文献1には、液状の潤滑剤を自動供給する技術が開示されている。 Conventionally, it has been proposed to automate the machining of workpieces using machine tools, so that machining can continue unmanned in situations where it is difficult to secure personnel, such as at night. When machining a workpiece, it is necessary to supply lubricant to the machining area in order to reduce machining friction. When automating the machining of a workpiece, it is naturally necessary to automate the supply of this lubricant as well. Patent Document 1 discloses a technology for automatically supplying liquid lubricant.
こうした潤滑剤として、水溶性切削液を使用することが考えられる。しかし、高精度なタップ加工を行う場合や、加工負荷の高い大径のタップ加工を行う場合、水溶性切削液では、十分な潤滑性が得られず、加工精度が低下する。 One possible way to use such a lubricant is to use water-soluble cutting fluid. However, when performing high-precision tapping or large-diameter tapping that places a high processing load on the workpiece, water-soluble cutting fluid does not provide sufficient lubrication, resulting in reduced processing accuracy.
そこで、水溶性切削液に替えて、油性切削液を用いることも考えられる。しかし、油性切削液は、引火性液体であるため、油性切削液を用いる場合は、人による監視が必要である。そのため、油性切削液を用いた場合、無人でのワークの加工ができず、加工効率を十分に向上できない。 Instead of water-soluble cutting fluid, it is possible to use an oil-based cutting fluid. However, because oil-based cutting fluid is a flammable liquid, manual supervision is required when using oil-based cutting fluid. As a result, unmanned machining of workpieces is not possible when oil-based cutting fluid is used, and machining efficiency cannot be sufficiently improved.
そこで、一部では、液状の潤滑剤ではなく、ペースト状潤滑剤を用いることが提案されている。ペースト状潤滑剤は、潤滑剤として高い性能を有するため、高精度なタップ加工や、加工負荷の高い大径のタップ加工も可能となる。また、ペースト状潤滑剤は、非引火性物質のため、人による監視が不要である。 As a result, some have proposed using a paste-type lubricant instead of a liquid lubricant. Paste-type lubricants have high lubricant performance, making it possible to perform high-precision tapping and large-diameter tapping that places a high processing load. Furthermore, paste-type lubricants are non-flammable, so no manual supervision is required.
特許文献2には、こうしたペースト状潤滑剤を自動で工具に塗布する技術が提案されている。具体的には、特許文献2には、直進移動可能な給油ノズルと、給油ノズルの根本側からペースト状潤滑剤を供給する供給機構と、を備え、給油ノズルの先端開口内に工具を差し込んだ状態で、給油ノズルの根本側からペースト状潤滑剤を供給することで、工具にペースト状潤滑剤を供給する装置が開示されている。かかる技術によれば、無人で工具にペースト状潤滑剤を供給できる。結果として、加工の自動化が可能となり、加工効率をより向上できる。 Patent Document 2 proposes a technology for automatically applying such a paste-like lubricant to a tool. Specifically, Patent Document 2 discloses an apparatus that includes an oil supply nozzle that can move linearly and a supply mechanism that supplies paste-like lubricant from the base side of the oil supply nozzle, and supplies paste-like lubricant to a tool by supplying the paste-like lubricant from the base side of the oil supply nozzle while the tool is inserted into the tip opening of the oil supply nozzle. This technology makes it possible to supply paste-like lubricant to a tool unmannedly. As a result, it becomes possible to automate processing, and processing efficiency can be further improved.
しかし、特許文献2の技術の場合、ペースト状潤滑剤の供給のために、大型で高価な供給機構を設ける必要があった。この供給機構は、ペースト状潤滑剤の供給以外に利用することができないため、工作機械として他の作業を行う場合には、改めて別の機構を設置する必要がある。結果として、特許文献2の技術では、工作機械全体のコストアップや大型化を招いていた。 However, in the case of the technology of Patent Document 2, it was necessary to provide a large and expensive supply mechanism to supply the paste lubricant. This supply mechanism cannot be used for anything other than supplying the paste lubricant, so if the machine tool is to perform other tasks, a separate mechanism must be installed. As a result, the technology of Patent Document 2 leads to increased costs and size of the entire machine tool.
そこで、本明細書では、大型化を抑制しつつ、加工効率をより向上できる工作機械、および、ペースト状潤滑剤の塗布方法を開示する。 Therefore, this specification discloses a machine tool that can improve machining efficiency while suppressing size increase, and a method for applying a paste lubricant.
本明細書で開示する工作機械は、加工室内に配置され、工具が取り付けられる工具取付部を1以上有する工具保持装置と、内部にペースト状潤滑剤が充填されるとともに一部が開口された保管容器と、前記加工室内に配置され、前記保管容器を、その位置および姿勢を変更可能に保持するロボットと、1以上の前記工具取付部の一つに取り付けられた前記工具または塗布具である被保持部材が前記開口を通じて前記保管容器内に進入して前記ペースト状潤滑剤と接触するように、前記ロボットおよび前記工具保持装置の少なくとも一方を駆動して、前記保管容器の前記被保持部材に対する相対的な位置および姿勢を変更するコントローラと、を備えることを特徴とする。 The machine tool disclosed in this specification is characterized by comprising: a tool holding device arranged in a machining chamber and having one or more tool mounting parts to which a tool is attached; a storage container filled with a paste-like lubricant and having a portion open; a robot arranged in the machining chamber and holding the storage container so that its position and attitude can be changed; and a controller that drives at least one of the robot and the tool holding device to change the position and attitude of the storage container relative to the held member, which is the tool or applicator attached to one of the one or more tool mounting parts, so that the held member enters the storage container through the opening and comes into contact with the paste-like lubricant.
この場合、前記被保持部材は、前記工具であり、前記コントローラは、前記工具を前記保管容器内に進入させた後、前記ペースト状潤滑剤が付着した前記工具でワークを加工するように、前記工具保持装置を駆動してもよい。 In this case, the held member is the tool, and the controller may drive the tool holding device so that the tool with the paste lubricant attached thereto is used to machine a workpiece after the tool is inserted into the storage container.
また、前記被保持部材は、前記塗布具であり、前記コントローラは、前記塗布具を前記保管容器内に進入させた後、前記ペースト状潤滑剤が付着した前記塗布具がワークの加工対象箇所に接触するように、前記工具保持装置を駆動してもよい。 The held member may be the applicator, and the controller may drive the tool holding device after the applicator enters the storage container so that the applicator with the paste lubricant attached thereto comes into contact with the portion of the workpiece to be machined.
また、前記コントローラは、前記被保持部材が、同じ前記保管容器内の同じ箇所に2回以上進入しないように、前記被保持部材の進入箇所を、進入のたびに変更してもよい。 The controller may also change the location of entry of the held member each time it enters, so that the held member does not enter the same location in the same storage container more than twice.
また、前記ロボットは、関節を介して連結された2以上のリンクを有し、全体として3自由度以上の自由度を有する多関節ロボットであってもよい。 The robot may also be a multi-joint robot having two or more links connected via joints and having three or more degrees of freedom overall.
また、前記ロボットは、前記ペースト状潤滑剤の塗布を行っていない期間中に、工具交換、ワーク交換、加工状態のセンシングの少なくとも一つを実行してもよい。 The robot may also perform at least one of tool replacement, workpiece replacement, and sensing of the machining state during periods when the paste lubricant is not being applied.
また、前記工具保持装置は、刃物台または主軸頭であり、前記塗布具は、ブラシ、ローラ、刷毛、ヘラ、スポンジ、の少なくとも一つを含んでもよい。 The tool holding device may be a tool rest or a spindle head, and the applicator may include at least one of a brush, a roller, a paint brush, a spatula, and a sponge.
また、本明細書で開示するペースト状潤滑剤の塗布方法は、加工室内に配置された工具保持装置が有する1以上の工具取付部のうちの一つに、工具または塗布具である被保持部材を取り付け、前記加工室内に配置されたロボットに、内部にペースト状潤滑剤が充填されるとともに一部が開口された保管容器を取り付け、前記ロボットおよび前記工具保持装置の少なくとも一方を駆動して、前記保管容器の前記被保持部材に対する相対的な位置および姿勢を変更することで、前記被保持部材を、前記開口を通じて前記保管容器内に進入させて、前記被保持部材に前記ペースト状潤滑剤を接触させる、ことを特徴とする。 The method of applying a paste-type lubricant disclosed in this specification is characterized in that a held member, which is a tool or applicator, is attached to one of one or more tool mounting portions of a tool holding device arranged in a processing chamber, a storage container filled with a paste-type lubricant and having a portion open is attached to a robot arranged in the processing chamber, and at least one of the robot and the tool holding device is driven to change the relative position and attitude of the storage container with respect to the held member, thereby causing the held member to enter the storage container through the opening and bringing the paste-type lubricant into contact with the held member.
本明細書で開示する技術によれば、工具または塗布具にペースト状潤滑剤を自動で付着させることができる。その結果、人がいない環境下でも、ペースト状潤滑剤を用いた加工を実行できる。結果として、無人環境下での自動加工が可能であるため、加工効率をより向上できる。また、ロボットは、ペースト状潤滑剤の塗布以外にも利用できるため、工作機械に、多数の機構を設ける必要がなく、工作機械の大型化を抑制できる。 The technology disclosed in this specification allows the paste lubricant to be automatically applied to a tool or applicator. As a result, processing using the paste lubricant can be performed even in an environment where no one is present. As a result, automatic processing in an unmanned environment is possible, and processing efficiency can be further improved. In addition, since the robot can be used for purposes other than applying the paste lubricant, there is no need to provide multiple mechanisms in the machine tool, and the size of the machine tool can be suppressed.
以下、工作機械10の構成について図面を参照して説明する。図1は、工作機械10の概略的な正面図である。以下の説明では、ワーク56の回転軸と平行な方向をZ軸、刃物台20のZ軸と直交する移動方向と平行な方向をX軸と呼ぶ。本例において、X軸は、工作機械10の正面から見て、後方に進むにつれ上方に進む後上がり方向の軸である。 The configuration of the machine tool 10 will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic front view of the machine tool 10. In the following description, the direction parallel to the rotation axis of the workpiece 56 is called the Z axis, and the direction parallel to the movement direction of the tool rest 20 that is perpendicular to the Z axis is called the X axis. In this example, the X axis is an axis in the rear-upward direction that moves upward as it moves rearward when viewed from the front of the machine tool 10.
この工作機械10は、自転するワーク56に刃物台20で保持した工具50を当てることで、素材を加工する旋盤である。より具体的には、この工作機械10は、NC制御されるとともに、複数の工具50を保持するタレット22を備えたターニングセンタである。 This machine tool 10 is a lathe that processes a material by applying a tool 50 held by a tool rest 20 to a rotating workpiece 56. More specifically, this machine tool 10 is a turning center that is NC controlled and has a turret 22 that holds multiple tools 50.
工作機械10の加工室12の周囲は、カバー14で覆われている。カバー14にはドア(図示せず)が設けられており、オペレータは、必要に応じて、ドアを開閉し、加工室12内にアクセスする。 The machining chamber 12 of the machine tool 10 is surrounded by a cover 14. The cover 14 is provided with a door (not shown), and the operator opens and closes the door to access the machining chamber 12 as necessary.
工作機械10は、ワーク56の一端を自転可能に保持する主軸台16と、工具50を保持する刃物台20と、を備えている。主軸台16は、ワーク56を回転させる主軸を有した台である。この主軸台16には、ワーク56を着脱自在に保持するチャック18やコレットが設けられており、保持するワーク56を適宜、交換できる。チャック18は、ワーク56とともに、水平方向(Z軸方向)に延びる回転軸を中心として自転する。 The machine tool 10 is equipped with a headstock 16 that rotatably holds one end of a workpiece 56, and a tool rest 20 that holds a tool 50. The headstock 16 is a table that has a spindle that rotates the workpiece 56. The headstock 16 is provided with a chuck 18 and collet that detachably holds the workpiece 56, so that the held workpiece 56 can be replaced as appropriate. The chuck 18 rotates together with the workpiece 56 about a rotation axis that extends horizontally (Z-axis direction).
刃物台20は、工具50を保持する工具保持装置である。この刃物台20は、Z軸、すなわち、ワーク56の回転軸と平行な方向に移動可能となっている。また、刃物台20の載置面は、X軸と平行な方向に傾斜しており、刃物台20は、この載置面に沿って移動することで、X軸方向にも移動できる。換言すれば、刃物台20は、ワーク56の軸方向および径方向の双方向に進退できる。 The tool rest 20 is a tool holding device that holds the tool 50. The tool rest 20 is movable in the Z-axis, i.e., in a direction parallel to the axis of rotation of the workpiece 56. The mounting surface of the tool rest 20 is inclined in a direction parallel to the X-axis, and the tool rest 20 can also move in the X-axis direction by moving along this mounting surface. In other words, the tool rest 20 can move forward and backward in both the axial and radial directions of the workpiece 56.
刃物台20の端面には、複数の工具50を保持可能なタレット22が設けられている。タレット22は、Z軸方向視で多角形をしており、Z軸に平行な軸を中心として回転可能となっている。このタレット22の周面には、工具50が取り付けられる工具取付部24が複数設けられている。この工具取付部24の形態は、特に限定されないが、例えば、工具取付部24は、工具50または工具ホルダの一部が挿し込まれる穴でもよい。そして、このタレット22を回転させることで、加工に使用する工具50を変更できる。タレット22で保持される工具50は、旋削に使用される旋削用工具(「バイト」とも呼ばれる)でもよいし、転削に使用される転削工具(「エンドミル」とも呼ばれる)でもよい。また、工具50は、ネジ切り加工に用いられる工具(「タップ」とも呼ばれる)や、穴開け加工に用いられるドリル等でもよい。こうした工具50は、直接、または、工具ホルダを介して、タレット22に装着される。なお、旋削工具やタップ、ドリルのように、加工時に、自転する必要がある工具50は、原則として、特定の工具取付部24にのみ装着可能となっている。この特定の工具取付部24に装着された工具には、刃物台20に内蔵されたモータの回転力が伝達されるようになっている。 A turret 22 capable of holding a plurality of tools 50 is provided on the end face of the tool rest 20. The turret 22 is polygonal when viewed in the Z-axis direction and can rotate around an axis parallel to the Z-axis. A plurality of tool mounting portions 24 to which the tools 50 are attached are provided on the peripheral surface of the turret 22. The form of the tool mounting portion 24 is not particularly limited, but for example, the tool mounting portion 24 may be a hole into which the tool 50 or a part of the tool holder is inserted. Then, by rotating the turret 22, the tool 50 used for processing can be changed. The tool 50 held by the turret 22 may be a turning tool (also called a "bit") used for turning, or a turning tool (also called an "end mill") used for turning. The tool 50 may also be a tool used for thread cutting (also called a "tap"), a drill used for hole drilling, or the like. Such a tool 50 is attached to the turret 22 directly or via a tool holder. In addition, tools 50 that need to rotate during machining, such as turning tools, taps, and drills, can in principle only be attached to specific tool attachment parts 24. The rotational force of a motor built into the tool rest 20 is transmitted to the tools attached to these specific tool attachment parts 24.
タレット22に保持された工具50は、刃物台20を、Z軸と平行な方向に移動することで、Z軸と平行な方向に移動する。また、刃物台20をX軸と平行な方向に移動させることで、タレット22に保持された工具50は、X軸に平行な方向に移動する。そして、刃物台20をX軸に平行な方向に移動させることで、工具50による素材の切り込み量等が変更できる。 The tool 50 held by the turret 22 moves in a direction parallel to the Z-axis by moving the tool rest 20 in a direction parallel to the Z-axis. In addition, by moving the tool rest 20 in a direction parallel to the X-axis, the tool 50 held by the turret 22 moves in a direction parallel to the X-axis. And by moving the tool rest 20 in a direction parallel to the X-axis, the amount of cutting into the material by the tool 50 can be changed, etc.
加工室12内には、さらに、機内ロボット30およびオートエンドエフェクタチェンジャ38が設けられている。機内ロボット30は、加工室12の内部に設けられたロボットである。ここで、「ロボット」とは、二つ以上の軸についてプログラムによって動作し、ある程度の自律性をもち、所定の作業を実行する運動機構のことである。 The machining chamber 12 also includes an on-board robot 30 and an automatic end effector changer 38. The on-board robot 30 is a robot provided inside the machining chamber 12. Here, a "robot" refers to a motion mechanism that operates according to a program about two or more axes, has a certain degree of autonomy, and performs a specified task.
機内ロボット30は、後述する保管容器40を保持できるのであれば、その形態は、特に限定されない。したがって、機内ロボット30は、三つの直進関節を有するガントリロボットや、二つの回転関節と一つの直進関節とを有し、それらの軸が極座標系を構成する極座標ロボットや、閉ループ構造を構成するリンクを有するパラレルリンクロボットでもよい。本例では、機内ロボット30として、関節34を介して接続された複数のリンク32を有する多関節ロボットを採用している。この機内ロボット30は、少なくとも、3自由度以上の自由度を有しており、その先端の位置および姿勢を自由に変更できる。なお、図1では、機内ロボット30を加工室12の側面に設置しているが、機内ロボット30は、刃物台20で保持された工具50にアクセスできるのであれば、その設置場所や構成は適宜、変更されてもよい。例えば、機内ロボット30は、加工室12の天面や刃物台20に設置されてもよい。 The in-machine robot 30 is not particularly limited in its form as long as it can hold the storage container 40 described later. Therefore, the in-machine robot 30 may be a gantry robot having three translatory joints, a polar coordinate robot having two rotary joints and one translatory joint, whose axes form a polar coordinate system, or a parallel link robot having links forming a closed loop structure. In this example, a multi-joint robot having a plurality of links 32 connected via joints 34 is used as the in-machine robot 30. This in-machine robot 30 has at least three degrees of freedom or more, and the position and attitude of its tip can be freely changed. In FIG. 1, the in-machine robot 30 is installed on the side of the processing room 12, but the installation location and configuration of the in-machine robot 30 may be changed as appropriate as long as the in-machine robot 30 can access the tool 50 held by the tool rest 20. For example, the in-machine robot 30 may be installed on the ceiling of the processing room 12 or on the tool rest 20.
機内ロボット30には、エンドエフェクタ36が取り付けられている。エンドエフェクタ36は、機内ロボット30が所定の作業を行うために、当該機内ロボット30に装着される機構である。エンドエフェクタ36は、機内ロボット30の先端に、着脱可能に装着されている。例えば、機内ロボット30には、エンドエフェクタ36の装着状態を維持するラッチ(図示せず)が設けられており、このラッチを解除することで、エンドエフェクタ36を機内ロボット30から取り外すことができる。また、エンドエフェクタ36は、予め、複数種類が用意されており、機内ロボット30が行う作業種類に応じて、当該機内ロボット30に装着するエンドエフェクタ36を交換できる。 An end effector 36 is attached to the on-board robot 30. The end effector 36 is a mechanism that is attached to the on-board robot 30 so that the on-board robot 30 can perform a specified task. The end effector 36 is detachably attached to the tip of the on-board robot 30. For example, the on-board robot 30 is provided with a latch (not shown) that maintains the attached state of the end effector 36, and the end effector 36 can be removed from the on-board robot 30 by releasing this latch. In addition, multiple types of end effectors 36 are prepared in advance, and the end effector 36 attached to the on-board robot 30 can be changed depending on the type of task performed by the on-board robot 30.
加工室12には、機内ロボット30に装着するエンドエフェクタ36を自動的に交換するオートエンドエフェクタチェンジャ38が設けられている。オートエンドエフェクタチェンジャ38は、機内ロボット30が所定の解除動作をすれば、当該機内ロボット30に装着されていたエンドエフェクタ36を受け取り、機内ロボット30が所定の装着動作をすれば、収容中のエンドエフェクタ36を機内ロボット30に装着する。かかるオートエンドエフェクタチェンジャ38の構成は、特に限定されない。したがって、オートエンドエフェクタチェンジャ38は、オートツールチェンジャと同様の構成でもよい。 The processing chamber 12 is provided with an auto end effector changer 38 that automatically replaces the end effector 36 attached to the on-machine robot 30. When the on-machine robot 30 performs a predetermined release operation, the auto end effector changer 38 receives the end effector 36 that was attached to the on-machine robot 30, and when the on-machine robot 30 performs a predetermined attachment operation, the auto end effector changer 38 attaches the stored end effector 36 to the on-machine robot 30. The configuration of the auto end effector changer 38 is not particularly limited. Therefore, the auto end effector changer 38 may have the same configuration as an auto tool changer.
また、オートエンドエフェクタチェンジャ38は、エンドエフェクタ36を係合保持する係合部を複数有してもよい。この場合、機内ロボット30から装着中のエンドエフェクタ36を取り外す場合、機内ロボット30は、その姿勢を変更して、装着中のエンドエフェクタ36を係合部に係合させる。その後、機内ロボット30は、ラッチを解除して機内ロボット30とエンドエフェクタ36との連結を解除する。そして、最後に、機内ロボット30が移動すれば、エンドエフェクタ36は、係合部に係合された状態のままオートエンドエフェクタチェンジャ38に残存し、両者が分離する。一方、機内ロボット30に新たなエンドエフェクタ36を装着する場合、機内ロボット30は、移動して、オートエンドエフェクタチェンジャ38に係合しているエンドエフェクタ36の一つと連結できる位置まで移動し、ラッチを掛ける。その後、機内ロボット30が、エンドエフェクタ36と係合部との係合を解除できる方向に移動すればよい。 The automatic end effector changer 38 may also have multiple engagement parts that engage and hold the end effector 36. In this case, when the end effector 36 currently attached is removed from the on-board robot 30, the on-board robot 30 changes its posture to engage the attached end effector 36 with the engagement part. The on-board robot 30 then releases the latch to release the connection between the on-board robot 30 and the end effector 36. Finally, when the on-board robot 30 moves, the end effector 36 remains in the automatic end effector changer 38 while still engaged with the engagement part, and the two are separated. On the other hand, when a new end effector 36 is attached to the on-board robot 30, the on-board robot 30 moves to a position where it can be connected to one of the end effectors 36 engaged with the automatic end effector changer 38, and latches it. Then, the on-board robot 30 moves in a direction in which it can release the engagement between the end effector 36 and the engagement part.
いずれにしても、本例の機内ロボット30は、装着するエンドエフェクタ36の種類を自動的に交換できるようになっている。工作機械10は、エンドエフェクタ36として、少なくとも、保管容器40が固着されたエンドエフェクタ36、または、保管容器40を保持可能なエンドエフェクタ36を有している。保管容器40を保持可能なエンドエフェクタ36としては、例えば、対象物を保持する保持機構が該当する。この場合、エンドエフェクタ36は、一対の部材で対象物を把持するハンド装置でもよいし、対象物を吸引保持する吸引チャックでもよいし、磁力等を利用して対象物を保持する磁気チャックでもよい。 In any case, the on-board robot 30 of this example is capable of automatically changing the type of end effector 36 to be attached. The machine tool 10 has, as the end effector 36, at least an end effector 36 to which a storage container 40 is fixed, or an end effector 36 capable of holding a storage container 40. An end effector 36 capable of holding a storage container 40 is, for example, a holding mechanism that holds an object. In this case, the end effector 36 may be a hand device that grasps an object with a pair of members, a suction chuck that suction-holds an object, or a magnetic chuck that holds an object using magnetic force or the like.
また、工作機械10は、さらに、別の種類のエンドエフェクタ36を有してもよい。例えば、工作機械10は、エンドエフェクタ36の一つとして、対象物に関する情報をセンシングするセンサを有してもよい。この場合、エンドエフェクタ36は、例えば、対象物への接触の有無を検知する接触センサや、対象物までの距離を検知する距離センサ、対象物の振動を検知する振動センサ、対象物から付加される圧力を検知する圧力センサ、対象物の温度を検知するセンサ等でもよい。 The machine tool 10 may further have another type of end effector 36. For example, the machine tool 10 may have a sensor that senses information about an object as one of the end effectors 36. In this case, the end effector 36 may be, for example, a contact sensor that detects whether or not an object has been contacted, a distance sensor that detects the distance to the object, a vibration sensor that detects vibrations of the object, a pressure sensor that detects pressure applied from the object, a sensor that detects the temperature of the object, etc.
また、別の形態として、工作機械10は、エンドエフェクタ36として、ワーク56の加工を補助するための流体を出力する装置を有してもよい。この場合、エンドエフェクタ36は、切粉を吹き飛ばすためのエアや、工具50またはワーク56に、液状潤滑剤(例えば水性切削液や油性切削液等)を放出する装置でもよい。また、工作機械10は、エンドエフェクタ36として、ワーク造形のためエネルギまたは材料を放出する装置を有してもよい。この場合、エンドエフェクタ36は、例えば、レーザやアークを放出する装置でもよいし、積層造形のために材料を放出する装置でもよい。さらに別の形態として、工作機械10は、エンドエフェクタ36として、対象物を撮影するカメラを有してもよい。 In another embodiment, the machine tool 10 may have, as the end effector 36, a device that outputs a fluid to assist in machining the workpiece 56. In this case, the end effector 36 may be a device that releases air to blow away chips, or a liquid lubricant (e.g., water-based cutting fluid or oil-based cutting fluid) to the tool 50 or the workpiece 56. The machine tool 10 may have, as the end effector 36, a device that releases energy or material for workpiece molding. In this case, the end effector 36 may be, for example, a device that releases a laser or an arc, or a device that releases material for additive manufacturing. In yet another embodiment, the machine tool 10 may have, as the end effector 36, a camera that captures an image of an object.
機内ロボット30に装着するエンドエフェクタ36を交換可能とすることで、機内ロボット30は、様々な作業を実施できる。すなわち、本例によれば、一つの機内ロボット30で、ワーク56や工具50を保持して搬送したり、対象物の状態をセンシングしたり、加工を保持したり、できる。その結果、工作機械10の大型化を避けつつ、オペレータが行う作業量を低減でき、加工の自動化をより促進できる。 By making the end effector 36 attached to the on-board robot 30 interchangeable, the on-board robot 30 can perform a variety of tasks. That is, according to this example, a single on-board robot 30 can hold and transport a workpiece 56 or a tool 50, sense the condition of the target object, and perform processing. As a result, the amount of work done by the operator can be reduced while avoiding an increase in size of the machine tool 10, and automation of processing can be further promoted.
加工の自動化をより促進するために、本例の機内ロボット30は、保管容器40を保持できる。すなわち、機内ロボット30は、保管容器40が固着されたエンドエフェクタ36、または、保管容器40を保持可能な保持装置であるエンドエフェクタ36が装着できる。機内ロボット30に、保持装置が装着されている場合、さらに、加工室12に、保管容器40の載置台を設けてもよい。この場合、機内ロボット30は、必要に応じて、載置台に載置された保管容器を、保持装置(すなわちエンドエフェクタ36)で保持する。 To further facilitate automation of processing, the on-board robot 30 in this example can hold a storage container 40. That is, the on-board robot 30 can be equipped with an end effector 36 to which the storage container 40 is fixed, or an end effector 36 that is a holding device capable of holding the storage container 40. When the on-board robot 30 is equipped with a holding device, a mounting table for the storage container 40 may also be provided in the processing chamber 12. In this case, the on-board robot 30 holds the storage container placed on the mounting table with the holding device (i.e., the end effector 36) as necessary.
図4は、保管容器40の斜視図である。保管容器40は、ペースト状潤滑剤42が充填されるとともに、その一部(図4の例では、保管容器40の上面)が開口された箱状容器である。ペースト状潤滑剤42は、常温でペースト状であり、加工熱で液状に変化する潤滑剤である。このペースト状潤滑剤42は、優れた潤滑性能を有しており、工具50またはワーク56に塗布されることで、工具50とワーク56との間の摩擦を低減し、工具50を保護する。かかるペースト状潤滑剤42は、一般的な旋削加工でも有用であるが、摩擦抵抗が大きくなりやすい加工、例えば、タッピング加工やドリル加工において、特に有用である。ここで、油性切削液も、ペースト状潤滑剤42と同様に、優れた潤滑性能を有する。ただし、油性切削液は、引火性液体であるため、使用時には、人の監視が必要である。一方、ペースト状潤滑剤42は、非引火性であるため、人が監視していない環境下でも使用できる。 Figure 4 is a perspective view of the storage container 40. The storage container 40 is a box-shaped container filled with a paste-like lubricant 42 and part of it (the top surface of the storage container 40 in the example of Figure 4) is open. The paste-like lubricant 42 is a lubricant that is in a paste form at room temperature and changes to a liquid form when heated during processing. This paste-like lubricant 42 has excellent lubricating properties, and when applied to the tool 50 or the workpiece 56, it reduces friction between the tool 50 and the workpiece 56 and protects the tool 50. The paste-like lubricant 42 is useful in general turning processing, but is particularly useful in processing that tends to increase frictional resistance, such as tapping processing and drilling processing. Here, the oil-based cutting fluid also has excellent lubricating properties, similar to the paste-like lubricant 42. However, since the oil-based cutting fluid is a flammable liquid, human supervision is required during use. On the other hand, the paste-like lubricant 42 is non-flammable, so it can be used in an environment where no human supervision is present.
ペースト状潤滑剤42は、常温では、重力で流動しない程度の粘土を有している。そのため、ペースト状潤滑剤42を充填した保管容器40の姿勢を変更し、保管容器40の開口を横や下に向けたとしても、ペースト状潤滑剤42が、開口から垂れ落ちることはない。一方で、ペースト状潤滑剤42は、あくまでペースト状であるため、工具50や後述するブラシ52が保管容器40内に進入した際、工具50等の形状に応じて流動変形し、工具50等の進入を許容する。機内ロボット30が、こうしたペースト状潤滑剤42を保持する理由については、後述する。 At room temperature, the paste-like lubricant 42 has a viscosity that does not allow it to flow due to gravity. Therefore, even if the position of the storage container 40 filled with the paste-like lubricant 42 is changed and the opening of the storage container 40 is turned to the side or downward, the paste-like lubricant 42 will not drip from the opening. On the other hand, since the paste-like lubricant 42 is in a paste form, when a tool 50 or a brush 52 (described later) enters the storage container 40, it flows and deforms according to the shape of the tool 50, etc., allowing the tool 50, etc. to enter. The reason why the on-board robot 30 holds such paste-like lubricant 42 will be described later.
コントローラ26は、オペレータからの指示に応じて、工作機械10の各部の駆動を制御する。このコントローラ26は、物理的には、プロセッサ26aとメモリ26bとを有したコンピュータである。この「コンピュータ」には、コンピュータシステムを一つの集積回路に組み込んだマイクロコントローラも含まれる。また、コントローラ26は、例えば、工具50やワーク56の位置を随時演算する数値制御装置を含んでもよい。ここで、プロセッサ26aとは、広義的なプロセッサを指し、汎用的なプロセッサ(例えばCPU:Central Processing Unit、等)や、専用のプロセッサ(例えばGPU:Graphics Processing Unit、ASIC:Application Specific Integrated Circuit、FPGA:Field Programmable Gate Array、プログラマブル論理デバイス、等)を含むものである。また、プロセッサ26aは、単一である必要はなく、物理的に離れた位置に存在する複数のプロセッサ26aを有してもよい。メモリ26bも、物理的に一つの要素である必要はなく、物理的に離れた位置に存在する複数のメモリで構成されてもよい。また、メモリ26bは、半導体メモリ(例えばRAM、ROM、ソリッドステートドライブ等)および磁気ディスク(例えば、ハードディスクドライブ等)の少なくとも一つを含んでもよい。 The controller 26 controls the operation of each part of the machine tool 10 in response to instructions from the operator. The controller 26 is physically a computer having a processor 26a and a memory 26b. This "computer" also includes a microcontroller in which a computer system is incorporated into a single integrated circuit. The controller 26 may also include, for example, a numerical control device that calculates the positions of the tool 50 and the workpiece 56 at any time. Here, the processor 26a refers to a processor in a broad sense, and includes a general-purpose processor (e.g., CPU: Central Processing Unit, etc.) and a dedicated processor (e.g., GPU: Graphics Processing Unit, ASIC: Application Specific Integrated Circuit, FPGA: Field Programmable Gate Array, programmable logic device, etc.). Furthermore, the processor 26a does not have to be a single one, and may have multiple processors 26a located at physically separate locations. The memory 26b does not have to be a single physical element, and may be composed of multiple memories located at physically separate locations. The memory 26b may also include at least one of a semiconductor memory (e.g., RAM, ROM, solid state drive, etc.) and a magnetic disk (e.g., hard disk drive, etc.).
コントローラ26は、例えば、ワーク56を工具50で加工する際に、主軸台16や刃物台20の動きを制御する。また、本例のコントローラ26は、さらに、必要に応じて、機内ロボット30および刃物台20を駆動して、刃物台20で保持されている工具50に、ペースト状潤滑剤42を塗布させる。以下、このペースト状潤滑剤42の塗布処理について詳説する。 The controller 26 controls the movement of the headstock 16 and the tool rest 20, for example, when the workpiece 56 is machined by the tool 50. In addition, the controller 26 in this example further drives the in-machine robot 30 and the tool rest 20 as necessary to apply the paste lubricant 42 to the tool 50 held by the tool rest 20. The process of applying this paste lubricant 42 will be described in detail below.
上述した通り、ペースト状潤滑剤42は、優れた潤滑性能を有しているため、摩擦の低減が強く求められる加工、例えば、高精度なタップ加工や、大径のタップ加工の際に、多用される。従来、こうしたペースト状潤滑剤42は、オペレータが、手作業で、工具50やワーク56に塗布していた。しかし、加工効率の更なる向上のためには、人が少ない時間帯(例えば夜間等)には、工作機械10が、予め登録されたプログラムに従い、無人で加工を継続する無人加工の実現が求められる。こうした無人加工の実現のため、ペースト状潤滑剤42の塗布も、人に頼ることなく、自動で行うことが求められている。 As described above, the paste lubricant 42 has excellent lubricating properties and is therefore often used in processes where reduced friction is highly required, such as high-precision tapping and large-diameter tapping. Conventionally, such paste lubricant 42 has been applied manually by an operator to the tool 50 and workpiece 56. However, to further improve machining efficiency, it is necessary to realize unmanned machining in which the machine tool 10 continues machining unmanned according to a pre-registered program during times when there are few people (e.g., at night). To realize such unmanned machining, it is necessary to apply the paste lubricant 42 automatically, without relying on humans.
そこで、本例では、このペースト状潤滑剤42の塗布処理を自動化している。図2は、ペースト状潤滑剤42を、工具50に塗布する様子を示すイメージ図である。図2の例では、タレット22の工具取付部24の一つには、工具50としてタップが、その軸方向が水平となる姿勢で取り付けられている。かかる工具50にペースト状潤滑剤42を塗布する場合、コントローラ26は、機内ロボット30の姿勢を変更させて、保管容器40の開口を、工具50に向ける。図2の例では、保管容器40の上面に開口が設けられているため、この上面が、工具50の軸に対して略直交するように、機内ロボット30が、姿勢変更する。ペースト状潤滑剤42は、重力で流動しない程度の粘度を有しているため、かかる姿勢を取ったとしても、ペースト状潤滑剤42は、垂れ落ちない。 Therefore, in this example, the application process of the paste lubricant 42 is automated. FIG. 2 is an image diagram showing the application of the paste lubricant 42 to the tool 50. In the example of FIG. 2, a tap is attached as the tool 50 to one of the tool attachment parts 24 of the turret 22 in a position in which its axial direction is horizontal. When applying the paste lubricant 42 to such a tool 50, the controller 26 changes the position of the in-machine robot 30 to face the opening of the storage container 40 toward the tool 50. In the example of FIG. 2, since an opening is provided on the upper surface of the storage container 40, the in-machine robot 30 changes its position so that the upper surface is approximately perpendicular to the axis of the tool 50. Since the paste lubricant 42 has a viscosity that does not flow due to gravity, even if the in-machine robot 30 assumes such a position, the paste lubricant 42 does not drip.
そして、その状態で、工具50が、開口を通じて保管容器40の内部に進入するように、機内ロボット30および刃物台20の少なくとも一方を駆動する。コントローラ26は、工具50の塗布対象部分が、全て、ペースト状潤滑剤42に埋もれるまで、機内ロボット30および刃物台20を相対移動させる。 Then, in this state, at least one of the on-board robot 30 and the tool rest 20 is driven so that the tool 50 enters the interior of the storage container 40 through the opening. The controller 26 moves the on-board robot 30 and the tool rest 20 relative to each other until the entire portion of the tool 50 to be coated is covered in the paste lubricant 42.
塗布対象部分が全てペースト状潤滑剤42に埋もれれば、コントローラ26は、再び、機内ロボット30および刃物台20の一方を駆動し、工具50を、保管容器40の外側に移動させる。このとき、ペースト状潤滑剤42の一部は、工具50に付着した状態のまま工具50とともに移動する。その結果、保管容器40から離脱した工具50は、ペースト状潤滑剤42が塗布された状態となる。この状態になれば、機内ロボット30は、加工の邪魔にならない位置に退避する。そして、コントローラ26は、主軸台16および刃物台20を駆動して、工具50によるワーク56の加工を開始する。 When the entire area to be coated is covered with the paste-like lubricant 42, the controller 26 again drives either the in-machine robot 30 or the tool rest 20 to move the tool 50 outside the storage container 40. At this time, some of the paste-like lubricant 42 moves with the tool 50 while still adhering to the tool 50. As a result, the tool 50 removed from the storage container 40 is coated with the paste-like lubricant 42. When this state is reached, the in-machine robot 30 retreats to a position that does not interfere with machining. The controller 26 then drives the headstock 16 and the tool rest 20 to start machining the workpiece 56 with the tool 50.
以上の説明から明らかなとおり、本例によれば、ペースト状潤滑剤42を自動的に工具50に塗布できる。その結果、ペースト状潤滑剤42を使用する加工を無人環境下で行うことができ、加工効率をより向上できる。 As is clear from the above explanation, according to this embodiment, the paste lubricant 42 can be automatically applied to the tool 50. As a result, processing using the paste lubricant 42 can be performed in an unmanned environment, and processing efficiency can be further improved.
また、本例では、保管容器40は、自由度の高い機内ロボット30で保持している。そのため、刃物台20で保持される工具50の姿勢に応じて、保管容器40の姿勢を自由に変更できる。結果として、様々な姿勢の工具50に、ペースト状潤滑剤42を塗布できる。すなわち、コントローラ26は、塗布対象の工具50の取り付け姿勢を予め記憶しており、この工具50の姿勢に応じて、保管容器40の姿勢、ひいては、機内ロボット30の姿勢を変更する。例えば、図3に示すように、工具50が、鉛直方向下向きの姿勢で、工具取付部24に取り付けられている場合、機内ロボット30は、そのアームの姿勢を変更して、保管容器40の開口を鉛直方向上向きにする。そして、その状態で、工具50を保管容器40の内部に進入させることで、工具50にペースト状潤滑剤42を塗布する。 In this example, the storage container 40 is held by the on-board robot 30, which has a high degree of freedom. Therefore, the attitude of the storage container 40 can be freely changed according to the attitude of the tool 50 held by the tool rest 20. As a result, the paste lubricant 42 can be applied to the tool 50 in various attitudes. That is, the controller 26 stores in advance the mounting attitude of the tool 50 to be applied, and changes the attitude of the storage container 40 and, in turn, the attitude of the on-board robot 30 according to the attitude of the tool 50. For example, as shown in FIG. 3, when the tool 50 is attached to the tool mounting portion 24 in a vertically downward attitude, the on-board robot 30 changes the attitude of its arm to make the opening of the storage container 40 face vertically upward. Then, in that state, the tool 50 is inserted into the storage container 40, and the paste lubricant 42 is applied to the tool 50.
また、コントローラ26は、工具50の保管容器40への進入箇所を、進入のたびに変更している。これについて図4を参照して説明する。繰り返し述べる通り、ペースト状潤滑剤42は、重力で流動しない程度の粘度を有している。そのため、ペースト状潤滑剤42のうち、工具50が差し込まれた箇所には、工具50の形状に応じた穴(以下「進入穴44」と呼ぶ)が形成される。常温環境下では、この進入穴44は、時間が経過しても、崩れることなく、そのまま残存し続ける。すでに形成済みの進入穴44に、工具50が進入した場合、工具50とペースト状潤滑剤42との接触面積が低下し、工具50に十分な量のペースト状潤滑剤42を塗布できない。そこで、コントローラ26は、工具50が、進入穴44に進入しないように、保管容器40への進入箇所を、進入のたびに変更している。 The controller 26 also changes the entry point of the tool 50 into the storage container 40 each time it enters. This will be described with reference to FIG. 4. As mentioned repeatedly, the paste lubricant 42 has a viscosity that does not flow due to gravity. Therefore, a hole (hereinafter referred to as an "entrance hole 44") corresponding to the shape of the tool 50 is formed in the paste lubricant 42 at the point where the tool 50 is inserted. In a room temperature environment, this entry hole 44 does not collapse even over time and continues to remain as it is. If the tool 50 enters an entry hole 44 that has already been formed, the contact area between the tool 50 and the paste lubricant 42 decreases, and a sufficient amount of the paste lubricant 42 cannot be applied to the tool 50. Therefore, the controller 26 changes the entry point into the storage container 40 each time the tool 50 enters so that the tool 50 does not enter the entry hole 44.
例えば、コントローラ26は、保管容器40に充填されたペースト状潤滑剤42の上面(すなわち開口との対向面)を、複数のエリアに分割して管理してもよい。この場合、一つのエリアは、工具50一つの直径より十分に大きくしておく。そして、コントローラ26は、工具50が進入したエリアを使用済みエリア、工具50が進入していないエリアを未使用エリアとして記憶しておき、新たな工具50の進入箇所は、未使用エリアの中から選択していく。そして、すべてのエリアに工具50が進入し、未使用エリアが無くなれば、コントローラ26は、機内ロボット30で保持する保管容器40を新しいものに交換する。このように、工具50の保管容器40への進入箇所を、進入のたびに変更することで、工具50に、適切な量のペースト状潤滑剤42を、繰り返し塗布できる。 For example, the controller 26 may divide the top surface of the paste lubricant 42 filled in the storage container 40 (i.e., the surface facing the opening) into multiple areas for management. In this case, each area is made sufficiently larger than the diameter of one tool 50. The controller 26 then stores the area into which the tool 50 has entered as a used area and the area into which the tool 50 has not entered as an unused area, and selects the entry point for a new tool 50 from among the unused areas. When the tool 50 has entered all areas and there are no unused areas left, the controller 26 replaces the storage container 40 held by the on-board robot 30 with a new one. In this way, by changing the entry point of the tool 50 into the storage container 40 each time it enters, an appropriate amount of the paste lubricant 42 can be repeatedly applied to the tool 50.
また、コントローラ26は、工具50のペースト状潤滑剤42を塗布しない期間中、機内ロボット30に他の作業、例えば、工具交換、ワーク交換、加工状態のセンシングの少なくとも一つを実行させてもよい。また、これらの作業を実行するために、機内ロボット30の際には、必要に応じて、機内ロボット30に装着するエンドエフェクタ36を交換してもよい。このように、ペースト状潤滑剤42の塗布に用いる機内ロボット30に、他の作業も実施させることで、工作機械10の大型化を防止しつつ、加工の自動化をより促進できる。 The controller 26 may also cause the on-machine robot 30 to perform at least one of other tasks, such as tool replacement, workpiece replacement, and sensing of the machining state, during periods when the tool 50 is not being applied with the paste lubricant 42. In addition, when the on-machine robot 30 is in operation to perform these tasks, the end effector 36 attached to the on-machine robot 30 may be replaced as necessary. In this way, by having the on-machine robot 30 used to apply the paste lubricant 42 also perform other tasks, it is possible to prevent the machine tool 10 from becoming larger while further promoting automation of machining.
また、これまでの説明では、ペースト状潤滑剤42を、工具50に直接的に塗布している。しかし、工具50ではなく、ワーク56の加工対象箇所にペースト状潤滑剤42を塗布してもよい。ただし、ワーク56の加工対象箇所にペースト状潤滑剤42を、保管容器40から直接塗布することは難しいため、この場合には、塗布具51を用いて、塗布すればよい。これについて、図5、図6を参照して説明する。図5、図6は、塗布具51であるブラシ52を用いて、ワーク56の加工対象箇所にペースト状潤滑剤42を塗布する様子を示すイメージ図である。 In the explanation so far, the paste-like lubricant 42 is applied directly to the tool 50. However, the paste-like lubricant 42 may be applied to the part of the workpiece 56 to be machined, instead of to the tool 50. However, since it is difficult to apply the paste-like lubricant 42 directly from the storage container 40 to the part of the workpiece 56 to be machined, in this case, it is sufficient to apply it using an applicator 51. This will be explained with reference to Figures 5 and 6. Figures 5 and 6 are conceptual diagrams showing the application of the paste-like lubricant 42 to the part of the workpiece 56 to be machined, using a brush 52, which is the applicator 51.
図5に示すように、この場合、ブラシ52は、刃物台20の工具取付部24に取り付けられている。このブラシ52は、シャフトの全周囲に毛が植えられたロールブラシである。コントローラ26は、このブラシ52が、保管容器40内に進入するように、機内ロボット30および刃物台20の少なくとも一方を駆動する。そして、ブラシ52がペースト状潤滑剤42の内部に埋もれれば、当該ブラシ52を保管容器40から取り出す。これにより、ブラシ52には、ペースト状潤滑剤42が付着した状態となる。この状態になれば、コントローラ26は、図6に示すように、刃物台20を駆動して、当該刃物台20が保持しているブラシ52を、加工対象箇所に接触させる。これにより、ブラシ52に付着しているペースト状潤滑剤42の一部が、加工対象箇所に転写され、加工対象箇所にペースト状潤滑剤42が塗布される。 As shown in FIG. 5, in this case, the brush 52 is attached to the tool attachment portion 24 of the tool rest 20. This brush 52 is a roll brush with bristles planted around the entire circumference of the shaft. The controller 26 drives at least one of the in-machine robot 30 and the tool rest 20 so that the brush 52 enters the storage container 40. Then, when the brush 52 is buried inside the paste-like lubricant 42, the brush 52 is removed from the storage container 40. As a result, the brush 52 is in a state where the paste-like lubricant 42 is attached to it. When this state is reached, the controller 26 drives the tool rest 20 as shown in FIG. 6 to bring the brush 52 held by the tool rest 20 into contact with the processing target area. As a result, a portion of the paste-like lubricant 42 attached to the brush 52 is transferred to the processing target area, and the paste-like lubricant 42 is applied to the processing target area.
このように、ブラシ52等の塗布具51を介在させることで、ワーク56にもペースト状潤滑剤42を塗布できる。なお、これまでの説明では、塗布具51として、ブラシ52を例示したが、塗布具51は、ペースト状潤滑剤42を塗り広げることができるのであれば、他の形態でもよい。例えば、塗布具51は、所定のシャフトを中心として自転可能なローラでもよい。この場合、ローラは、塗布対象箇所の形状に合わせて弾性変形できる程度の弾性を有する樹脂ローラまたはゴムローラでもよい。さらに、塗布具51は、刷毛、ヘラ、スポンジの少なくとも一つを有してもよい。 In this way, by using an applicator 51 such as a brush 52, the paste-like lubricant 42 can also be applied to the workpiece 56. In the above explanation, the brush 52 has been exemplified as the applicator 51, but the applicator 51 may have other forms as long as it can spread the paste-like lubricant 42. For example, the applicator 51 may be a roller that can rotate around a specified shaft. In this case, the roller may be a resin roller or a rubber roller that has enough elasticity to be able to elastically deform to match the shape of the area to be applied. Furthermore, the applicator 51 may have at least one of a brush, a spatula, and a sponge.
また、これまでの説明では、工具取付部24に取り付けられた工具50および塗布具51(すなわち「被保持部材」)を、保管容器40に充填されたペースト状潤滑剤42に埋もれさせているが、例えば、工具50および塗布具51の一部を、ペースト状潤滑剤42の表面に接触させた状態を維持したまま、工具50または塗布具51を保管容器40に対して移動させてもよい。例えば、図3に示すように、工具50が、その先端に刃50aが形成された旋削工具の場合を考える。この場合、コントローラ26は、刃50aをペースト状潤滑剤42の表面に接触させた状態で、工具50を当該表面と平行な方向に相対移動させてもよい。かかる動きをすることで、ペースト状潤滑剤42の表面が工具50の刃50aで削り取られ、この削り取られたペースト状潤滑剤42が刃50aに付着する。また、別の形態として、図7に示すように、塗布具51としてローラ53を用いる場合を考える。この場合、コントローラ26は、当該ローラ53がペースト状潤滑剤42の表面で転がるように、ローラ53を保管容器40に対して移動させてもよい。かかる動きをすることで、ローラ53の外周面にペースト状潤滑剤42が付着する。 In the above description, the tool 50 and the applicator 51 (i.e., the "held member") attached to the tool attachment portion 24 are buried in the paste-like lubricant 42 filled in the storage container 40. However, for example, the tool 50 or the applicator 51 may be moved relative to the storage container 40 while maintaining a part of the tool 50 and the applicator 51 in contact with the surface of the paste-like lubricant 42. For example, as shown in FIG. 3, consider the case where the tool 50 is a turning tool having a blade 50a formed at its tip. In this case, the controller 26 may relatively move the tool 50 in a direction parallel to the surface of the paste-like lubricant 42 while the blade 50a is in contact with the surface of the paste-like lubricant 42. By such a movement, the surface of the paste-like lubricant 42 is scraped off by the blade 50a of the tool 50, and the scraped off paste-like lubricant 42 adheres to the blade 50a. As another embodiment, consider the case where a roller 53 is used as the applicator 51 as shown in FIG. 7. In this case, the controller 26 may move the roller 53 relative to the storage container 40 so that the roller 53 rolls on the surface of the paste lubricant 42. By moving in this manner, the paste lubricant 42 adheres to the outer circumferential surface of the roller 53.
このように、工具50および塗布具51を、ペースト状潤滑剤42に埋もれさせない構成とすることで、進入穴44の形成を抑制でき、保管容器40の交換頻度を少なくできる。また、この場合、工具50または塗布具51の、ペースト状潤滑剤42の表面への接触圧力を調整することで、工具50または塗布具51に付着するペースト状潤滑剤42の量を調整できる。 In this way, by configuring the tool 50 and applicator 51 so that they are not buried in the paste-like lubricant 42, the formation of the entry hole 44 can be suppressed, and the frequency of replacing the storage container 40 can be reduced. In addition, in this case, by adjusting the contact pressure of the tool 50 or applicator 51 on the surface of the paste-like lubricant 42, the amount of paste-like lubricant 42 adhering to the tool 50 or applicator 51 can be adjusted.
さらに、塗布具51を用いてワーク56にペースト状潤滑剤42を塗布する場合、刃物台20だけでなく、主軸台16も駆動してもよい。例えば、図8に示すように、塗布具51として、ヘラ54を用いる場合を考える。図8の例では、ワーク56の一端に形成された穴の内周面が、加工対象部位となる。この場合、ヘラ54の先端縁を、保管容器40に挿し込むことで、ヘラ54の先端縁にペースト状潤滑剤42を付着させることができる。換言すれば、ヘラ54は、その一方向端部にしかペースト状潤滑剤42が付着しない。これは、360度の全範囲にペースト状潤滑剤42が付着するロールブラシと大きく異なる。こうしたヘラ54の先端縁を、ワーク56の加工対象部位、すなわち、穴の内周面に接触させる。その状態で、主軸台16を駆動して、ワーク56を自転させれば、ペースト状潤滑剤42を、穴の全内周面に塗り広げることができる。このように、ペースト状潤滑剤42が付着した塗布具51を、加工対象部位に接触させた状態で、主軸台16を駆動してワーク56を自転させることで、ヘラ54や刷毛のように、ペースト状潤滑剤42が一方向端部にしか付着しない塗布具51を用いて、ワーク56の様々な面にペースト状潤滑剤42を塗布できる。 Furthermore, when applying the paste-like lubricant 42 to the workpiece 56 using the applicator 51, not only the tool rest 20 but also the headstock 16 may be driven. For example, as shown in FIG. 8, consider a case where a spatula 54 is used as the applicator 51. In the example of FIG. 8, the inner surface of a hole formed at one end of the workpiece 56 is the part to be processed. In this case, the tip edge of the spatula 54 is inserted into the storage container 40, so that the paste-like lubricant 42 can be attached to the tip edge of the spatula 54. In other words, the spatula 54 only has the paste-like lubricant 42 attached to its one end. This is significantly different from a roll brush in which the paste-like lubricant 42 is attached over the entire range of 360 degrees. The tip edge of the spatula 54 is brought into contact with the part to be processed of the workpiece 56, i.e., the inner surface of the hole. In this state, if the headstock 16 is driven to rotate the workpiece 56, the paste-like lubricant 42 can be spread over the entire inner surface of the hole. In this way, by driving the headstock 16 to rotate the workpiece 56 while the applicator 51 with the paste-like lubricant 42 attached is in contact with the part to be machined, the paste-like lubricant 42 can be applied to various surfaces of the workpiece 56 using an applicator 51 that only adheres to one end, such as a spatula 54 or a brush.
また、これまでの説明では、工具50を保持する工具保持装置として、刃物台20を例に挙げて説明したが、工具保持装置は、1以上の工具取付部24を有するのであれば、他の装置でもよい。例えば、図9に示すように、工作機械10は、工具保持装置として、主軸頭60を有してもよい。主軸頭60は、ドリル、フライス、砥石等の工具50を回転可能に保持する部位である。この主軸頭60に、工具50または塗布具51を取り付け、その状態で、工具50または塗布具51の一部がペースト状潤滑剤42と接触するように、機内ロボット30および主軸頭60を相対移動させてもよい。なお、本明細書で記載した「刃物台」、「主軸台」、「主軸頭」の用語の意味は、いずれも、それぞれ、日本工業規格(JIS)の規格「JIS B0106 工作機械10-部品および工作方向-用語」で規定された意味に従う。 In the above description, the tool rest 20 has been used as an example of a tool holding device that holds the tool 50, but the tool holding device may be another device as long as it has one or more tool attachments 24. For example, as shown in FIG. 9, the machine tool 10 may have a spindle head 60 as a tool holding device. The spindle head 60 is a part that rotatably holds a tool 50 such as a drill, milling cutter, or grindstone. The tool 50 or applicator 51 may be attached to the spindle head 60, and the in-machine robot 30 and the spindle head 60 may be moved relative to each other in such a state that a part of the tool 50 or applicator 51 comes into contact with the paste lubricant 42. Note that the meanings of the terms "tool rest," "spindle head," and "spindle head" described in this specification all follow the meanings defined in the Japanese Industrial Standards (JIS) standard "JIS B0106 Machine Tool 10 - Parts and Machining Direction - Terminology."
10 工作機械、12 加工室、14 カバー、16 主軸台、18 チャック、20 刃物台、22 タレット、24 工具取付部、26 コントローラ、26a プロセッサ、26b メモリ、30 機内ロボット、32 リンク、34 関節、36 エンドエフェクタ、38 オートエンドエフェクタチェンジャ、40 保管容器、42 ペースト状潤滑剤、44 進入穴、50 工具、50a 刃、51 塗布具、52 ブラシ、53 ローラ、54 ヘラ、56 ワーク、60 主軸頭。 10 Machine tool, 12 Machining chamber, 14 Cover, 16 Headstock, 18 Chuck, 20 Tool rest, 22 Turret, 24 Tool attachment, 26 Controller, 26a Processor, 26b Memory, 30 In-machine robot, 32 Link, 34 Joint, 36 End effector, 38 Auto end effector changer, 40 Storage container, 42 Paste lubricant, 44 Entry hole, 50 Tool, 50a Blade, 51 Applicator, 52 Brush, 53 Roller, 54 Spatula, 56 Workpiece, 60 Spindle head.
Claims (6)
内部にペースト状潤滑剤が充填されるとともに一部が開口された保管容器と、
前記加工室内に配置され、前記保管容器を、その位置および姿勢を変更可能に保持するロボットと、
1以上の前記工具取付部の一つに取り付けられた塗布具である被保持部材が前記開口を通じて前記保管容器内に進入して前記ペースト状潤滑剤と接触するように、前記ロボットおよび前記工具保持装置の少なくとも一方を駆動して、前記保管容器の前記被保持部材に対する相対的な位置および姿勢を変更するコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、前記塗布具を前記保管容器内に進入させた後、前記ペースト状潤滑剤が付着した前記塗布具がワークの加工対象箇所に接触するように、前記工具保持装置を駆動する、
ることを特徴とする工作機械。 a tool holding device disposed within the processing chamber and having one or more tool mounting portions to which a tool is attached;
a storage container filled with a paste-like lubricant and having a portion open;
a robot that is disposed within the processing chamber and that holds the storage container in a manner that allows the position and attitude of the storage container to be changed;
a controller that drives at least one of the robot and the tool holding device to change a relative position and attitude of the storage container with respect to the held member, the held member being an applicator attached to one of the one or more tool attachment portions, so that the held member enters the storage container through the opening and comes into contact with the paste-like lubricant;
Equipped with
The controller drives the tool holding device so that the applicator with the paste-like lubricant attached thereto comes into contact with a portion of a workpiece to be machined after the applicator enters the storage container.
A machine tool characterized by:
前記コントローラは、前記被保持部材が、同じ前記保管容器内の同じ箇所に2回以上進入しないように、前記被保持部材の進入箇所を、進入のたびに変更する、ことを特徴とする工作機械。 2. The machine tool according to claim 1 ,
The machine tool is characterized in that the controller changes the entry location of the held member each time the held member enters so that the held member does not enter the same location in the same storage container more than twice.
前記ロボットは、関節を介して連結された2以上のリンクを有し、全体として3自由度以上の自由度を有する多関節ロボットである、ことを特徴とする工作機械。 3. The machine tool according to claim 1 or 2 ,
The machine tool is characterized in that the robot is a multi-joint robot having two or more links connected via joints and having three or more degrees of freedom overall.
前記ロボットは、前記ペースト状潤滑剤の塗布を行っていない期間中に、工具交換、ワーク交換、加工状態のセンシングの少なくとも一つを実行する、ことを特徴とする工作機械。 A machine tool according to any one of claims 1 to 3 ,
The machine tool, wherein the robot performs at least one of tool change, workpiece change, and sensing of a machining state during a period when the robot is not applying the paste lubricant.
前記工具保持装置は、刃物台または主軸頭であり、
前記塗布具は、ブラシ、ローラ、刷毛、ヘラ、スポンジ、の少なくとも一つを含む、
ことを特徴とする工作機械。 A machine tool according to any one of claims 1 to 4 ,
The tool holding device is a tool rest or a spindle head,
The applicator includes at least one of a brush, a roller, a paintbrush, a spatula, and a sponge.
A machine tool characterized by:
前記加工室内に配置されたロボットに、内部にペースト状潤滑剤が充填されるとともに一部が開口された保管容器を取り付け、
前記ロボットおよび前記工具保持装置の少なくとも一方を駆動して、前記保管容器の前記被保持部材に対する相対的な位置および姿勢を変更することで、前記被保持部材を、前記開口を通じて前記保管容器内に進入させて、前記被保持部材に前記ペースト状潤滑剤を接触させ、
前記塗布具を前記保管容器内に進入させた後、前記ペースト状潤滑剤が付着した前記塗布具がワークの加工対象箇所に接触するように、前記工具保持装置を駆動させる、
ことを特徴とするペースト状潤滑剤の塗布方法。 A held member, which is an applicator, is attached to one of one or more tool mounting portions of a tool holding device arranged in the processing chamber;
a storage container filled with a paste lubricant and having a portion open is attached to the robot disposed in the processing chamber;
at least one of the robot and the tool holding device is driven to change a position and an attitude of the storage container relative to the held member, thereby causing the held member to enter the storage container through the opening and bringing the paste lubricant into contact with the held member ;
After the applicator is inserted into the storage container, the tool holding device is driven so that the applicator with the paste-like lubricant attached thereto comes into contact with a portion of a workpiece to be machined.
1. A method for applying a paste lubricant comprising the steps of:
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