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技術 切屑清掃用ロボット

出願人 三菱重工工作機械株式会社
発明者 松元茂岡谷潤一
出願日 2014年1月6日 (6年11ヶ月経過) 出願番号 2014-000068
公開日 2015年7月16日 (5年5ヶ月経過) 公開番号 2015-128795
状態 特許登録済
技術分野 工作機械の補助装置
主要キーワード すくい出し 横カバー モータボックス 清掃用ロボット 機械幅方向 堆積位置 押し出し力 ブラシ回転用モータ
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (9)

課題

種々の工作機械に対する汎用性を有することができると共に、広い範囲を効率的に自動清掃することができる切屑清掃用ロボットを提供する。

解決手段

工作機械10のテーブル13に取り付けられたワークWを加工する際にその上面13aに飛散した切屑を、当該上面13aに設定された走行ルートに沿って走行することにより清掃する切屑清掃用ロボット20であって、上面13aを自走するロボット本体21と、進行方向前方に向けて下側から上側に回転することによって、切屑を進行方向前方に向けて掃き出す回転ブラシ43と、回転ブラシ43を通過した切屑を、進行方向前方に向けてすくい出して、その回転ブラシ43の回転領域送り出すブレード44とを備える。

概要

背景

機械加工の分野においては、自動化や省人化等を目的としたNC工作機械が、幅広く採用されている。このような工作機械では、工具やワークを自動交換しながら、長時間の連続運転を行うため、多量の切屑飛散して堆積する。そして、飛散した切屑が、機械摺動部や、ワーク上に堆積したままの状態になると、機械の摺動に悪影響を与えたり、ワークや工具の損傷を招いたりするおそれがある。

従来の切屑清掃手段としては、飛散した切屑を作業者自ら清掃する手段が、一般的に採用されていた。しかしながら、このように、作業者自ら切屑を清掃すると、清掃する時間や手間がかかるだけでなく、作業者ごとに清掃むらが発生してしまう。

そこで、上記の問題を解決するため、近年、工作機械の中には、切屑清掃装置を備えたものが提供されている。そして、このような切屑清掃装置としては、例えば、特許文献1に開示されている。

概要

種々の工作機械に対する汎用性を有することができると共に、広い範囲を効率的に自動清掃することができる切屑清掃用ロボットを提供する。工作機械10のテーブル13に取り付けられたワークWを加工する際にその上面13aに飛散した切屑を、当該上面13aに設定された走行ルートに沿って走行することにより清掃する切屑清掃用ロボット20であって、上面13aを自走するロボット本体21と、進行方向前方に向けて下側から上側に回転することによって、切屑を進行方向前方に向けて掃き出す回転ブラシ43と、回転ブラシ43を通過した切屑を、進行方向前方に向けてすくい出して、その回転ブラシ43の回転領域送り出すブレード44とを備える。

目的

本発明は上記課題を解決するものであって、種々の工作機械に対する汎用性を有することができると共に、広い範囲を効率的に自動清掃することができる切屑清掃用ロボットを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

工作機械テーブル上面に取り付けられた被加工物を加工する際に前記テーブル上面に飛散した切屑を、前記テーブル上面に設定された走行ルートに沿って走行することにより清掃する切屑清掃用ロボットであって、前記テーブル上面を自走するロボット本体と、前記ロボット本体の前方に設けられ、進行方向前方に向けて下側から上側に回転することによって、切屑を進行方向前方に向けて掃き出す回転ブラシと、前記回転ブラシの後方に設けられ、前記回転ブラシを通過した切屑を、進行方向前方に向けてすくい出して、前記回転ブラシの回転領域送り出すブレードとを備えることを特徴とする切屑清掃用ロボット。

請求項2

請求項1に記載の切屑清掃用ロボットにおいて、前記ブレードの後方に設けられ、前記回転ブラシを回転させるブラシ回転用モータを備え、前記回転ブラシと前記ブラシ回転用モータとは、前記ブレードの幅方向外側において、当該ブレードを跨ぐように接続することを特徴とする切屑清掃用ロボット。

請求項3

請求項1または2に記載の切屑清掃用ロボットにおいて、前記ロボット本体の下面に設けられ、前記テーブル上面に対して吸着力を発揮して前記ロボット本体の浮き上がりを抑える磁石を備えることを特徴とする切屑清掃用ロボット。

請求項4

請求項3に記載の切屑清掃用ロボットにおいて、前記磁石は、前記ロボット本体の後部に設けられることを特徴とする切屑清掃用ロボット。

請求項5

請求項1乃至4のいずれかに記載の切屑清掃用ロボットにおいて、前記ロボット本体の走行用駆動源となるバッテリを備え、前記バッテリは、前記ロボット本体の後部に設けられることを特徴とする切屑清掃用ロボット。

請求項6

請求項1乃至5のいずれかに記載の切屑清掃用ロボットにおいて、前記ロボット本体、前記回転ブラシ、及び、前記ブレードを上方及び左右両側方から覆う保護カバーを備えることを特徴とする切屑清掃用ロボット。

請求項7

請求項6に記載の切屑清掃用ロボットにおいて、前記保護カバーは、当該保護カバーの上部を形成する上カバー部を有し、前記上カバー部の上面は、傾斜面となることを特徴とする切屑清掃用ロボット。

請求項8

請求項7に記載の切屑清掃用ロボットにおいて、前記上カバー部は、横断面が幅方向中央部から幅方向両端部に向かうに従って下方に傾斜するような凸形状をなすことを特徴とする切屑清掃用ロボット。

請求項9

請求項6乃至8のいずれかに記載の切屑清掃用ロボットにおいて、前記ロボット本体の左右両側部に回転可能に支持されるクローラを備え、前記ロボット本体を覆う前記保護カバーは、前記クローラの側面に支持されることを特徴とする切屑清掃用ロボット。

請求項10

請求項1乃至9のいずれかに記載の切屑清掃用ロボットにおいて、前記テーブル上面を検出する落下防止用センサと、前記落下防止用センサの検出結果に応じて、前記ロボット本体の走行を制御して、当該ロボット本体の前記テーブル上面からの落下を防止する落下防止制御部とを備えることを特徴とする切屑清掃用ロボット。

請求項11

請求項10に記載の切屑清掃用ロボットにおいて、前記落下防止用センサは、前記ロボット本体の前方に設けられることを特徴とする切屑清掃用ロボット。

請求項12

請求項10または11に記載の切屑清掃用ロボットにおいて、前記落下防止用センサは、前記ブレードの後方に設けられることを特徴とする切屑清掃用ロボット。

請求項13

請求項1乃至12のいずれかに記載の切屑清掃用ロボットにおいて、前記ロボット本体の前方に存在する障害物を検出する障害物検出用センサと、前記障害物検出用センサの検出結果に応じて、前記ロボット本体の走行を制御して、当該ロボット本体の前記障害物への衝突を回避する衝突回避制御部とを備えることを特徴とする切屑清掃用ロボット。

請求項14

請求項13に記載の切屑清掃用ロボットにおいて、前記障害物検出用センサを、前記回転ブラシ及び前記ブレードから隔離する仕切板を備えることを特徴とする切屑清掃用ロボット。

請求項15

請求項13または14に記載の切屑清掃用ロボットにおいて、前記障害物検出用センサは、前記回転ブラシを覆う前記保護カバーの前端部の後方に設けられることを特徴とする切屑清掃用ロボット。

請求項16

請求項13乃至15のいずれかに記載の切屑清掃用ロボットにおいて、前記障害物検出用センサは、前記回転ブラシの前方に設けられることを特徴とする切屑清掃用ロボット。

請求項17

請求項1乃至16のいずれかに記載の切屑清掃用ロボットにおいて、前記ロボット本体の前記走行ルートは、前記テーブル上面の大きさ、前記被加工物の取付位置及び大きさに応じて設定されることを特徴とする切屑清掃用ロボット。

請求項18

請求項1乃至17のいずれかに記載の切屑清掃用ロボットにおいて、前記ロボット本体は、前記工作機械の運転時に、前記走行ルート上を走行し、前記工作機械の運転停止時に、前記走行ルート上で停止することを特徴とする切屑清掃用ロボット。

請求項19

請求項1乃至18のいずれかに記載の切屑清掃用ロボットにおいて、前記回転ブラシにおける毛の長さ、毛の硬さ、毛の密度は、前記テーブル上面に形成されるT溝の形状に応じて設定されることを特徴とする切屑清掃用ロボット。

請求項20

請求項1乃至19のいずれかに記載の切屑清掃用ロボットにおいて、前記ブレードは、上端部から下端部に向かうに従って、進行方向前方に向けて湾曲することを特徴とする切屑清掃用ロボット。

請求項21

請求項1乃至20のいずれかに記載の切屑清掃用ロボットにおいて、前記回転ブラシの材質は、耐熱性樹脂であることを特徴とする切屑清掃用ロボット。

請求項22

請求項1乃至21のいずれかに記載の切屑清掃用ロボットにおいて、前記ブレードの材質は、耐熱性樹脂であることを特徴とする切屑清掃用ロボット。

技術分野

0001

本発明は、機械加工によって飛散した切屑自動清掃することができる切屑清掃用ロボットに関する。

背景技術

0002

機械加工の分野においては、自動化や省人化等を目的としたNC工作機械が、幅広く採用されている。このような工作機械では、工具やワークを自動交換しながら、長時間の連続運転を行うため、多量の切屑が飛散して堆積する。そして、飛散した切屑が、機械摺動部や、ワーク上に堆積したままの状態になると、機械の摺動に悪影響を与えたり、ワークや工具の損傷を招いたりするおそれがある。

0003

従来の切屑清掃手段としては、飛散した切屑を作業者自ら清掃する手段が、一般的に採用されていた。しかしながら、このように、作業者自ら切屑を清掃すると、清掃する時間や手間がかかるだけでなく、作業者ごとに清掃むらが発生してしまう。

0004

そこで、上記の問題を解決するため、近年、工作機械の中には、切屑清掃装置を備えたものが提供されている。そして、このような切屑清掃装置としては、例えば、特許文献1に開示されている。

先行技術

0005

特開平11−42530号公報

発明が解決しようとする課題

0006

上記従来の切屑清掃装置においては、ワークを取付可能としたテーブルの下部に、コンベヤチェーンを回転可能に支持し、このコンベヤチェーンの外側表面に、複数の掻き板を設けるようにしている。そして、工作機械の加工時において、テーブルがベッド上を移動すると、そのコンベヤチェーンの回転に伴って、掻き板も回転し、当該掻き板の回転によって、ベッド上の切屑を掻き上げて清掃するようにしている。

0007

しかしながら、上記従来の切屑清掃装置では、コンベヤチェーンをテーブルに設置しているため、コンベヤチェーンの移動範囲は、テーブルの移動範囲に規定されることになる。このように、工作機械に直接取り付けるようにした切屑清掃装置を採用すると、その清掃範囲制約が生じてしまい、切屑を、十分に、且つ、効率的に清掃することができないだけでなく、種々の工作機械に対する汎用性を欠いてしまう。

0008

従って、本発明は上記課題を解決するものであって、種々の工作機械に対する汎用性を有することができると共に、広い範囲を効率的に自動清掃することができる切屑清掃用ロボットを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0009

上記課題を解決する第1の発明に係る切屑清掃用ロボットは、
工作機械のテーブル上面に取り付けられた被加工物を加工する際に前記テーブル上面に飛散した切屑を、前記テーブル上面に設定された走行ルートに沿って走行することにより清掃する切屑清掃用ロボットであって、
前記テーブル上面を自走するロボット本体と、
前記ロボット本体の前方に設けられ、進行方向前方に向けて下側から上側に回転することによって、切屑を進行方向前方に向けて掃き出す回転ブラシと、
前記回転ブラシの後方に設けられ、前記回転ブラシを通過した切屑を、進行方向前方に向けてすくい出して、前記回転ブラシの回転領域送り出すブレードとを備える
ことを特徴とする。

0010

上記課題を解決する第2の発明に係る切屑清掃用ロボットは、
前記ブレードの後方に設けられ、前記回転ブラシを回転させるブラシ回転用モータを備え、
前記回転ブラシと前記ブラシ回転用モータとは、前記ブレードの幅方向外側において、当該ブレードを跨ぐように接続する
ことを特徴とする。

0011

上記課題を解決する第3の発明に係る切屑清掃用ロボットは、
前記ロボット本体の下面に設けられ、前記テーブル上面に対して吸着力を発揮して前記ロボット本体の浮き上がりを抑える磁石を備える
ことを特徴とする。

0012

上記課題を解決する第4の発明に係る切屑清掃用ロボットは、
前記磁石は、前記ロボット本体の後部に設けられる
ことを特徴とする。

0013

上記課題を解決する第5の発明に係る切屑清掃用ロボットは、
前記ロボット本体の走行用駆動源となるバッテリを備え、
前記バッテリは、前記ロボット本体の後部に設けられる
ことを特徴とする。

0014

上記課題を解決する第6の発明に係る切屑清掃用ロボットは、
前記ロボット本体、前記回転ブラシ、及び、前記ブレードを上方及び左右両側方から覆う保護カバーを備える
ことを特徴とする。

0015

上記課題を解決する第7の発明に係る切屑清掃用ロボットは、
前記保護カバーは、当該保護カバーの上部を形成する上カバー部を有し、
前記上カバー部の上面は、傾斜面となる
ことを特徴とする。

0016

上記課題を解決する第8の発明に係る切屑清掃用ロボットは、
前記上カバー部は、横断面が幅方向中央部から幅方向両端部に向かうに従って下方に傾斜するような凸形状をなす
ことを特徴とする。

0017

上記課題を解決する第9の発明に係る切屑清掃用ロボットは、
前記ロボット本体の左右両側部に回転可能に支持されるクローラを備え、
前記ロボット本体を覆う前記保護カバーは、前記クローラの側面に支持される
ことを特徴とする。

0018

上記課題を解決する第10の発明に係る切屑清掃用ロボットは、
前記テーブル上面を検出する落下防止用センサと、
前記落下防止用センサの検出結果に応じて、前記ロボット本体の走行を制御して、当該ロボット本体の前記テーブル上面からの落下を防止する落下防止制御部とを備える
ことを特徴とする。

0019

上記課題を解決する第11の発明に係る切屑清掃用ロボットは、
前記落下防止用センサは、前記ロボット本体の前方に設けられる
ことを特徴とする。

0020

上記課題を解決する第12の発明に係る切屑清掃用ロボットは、
前記落下防止用センサは、前記ブレードの後方に設けられる
ことを特徴とする。

0021

上記課題を解決する第13の発明に係る切屑清掃用ロボットは、
前記ロボット本体の前方に存在する障害物を検出する障害物検出用センサと、
前記障害物検出用センサの検出結果に応じて、前記ロボット本体の走行を制御して、当該ロボット本体の前記障害物への衝突を回避する衝突回避制御部とを備える
ことを特徴とする。

0022

上記課題を解決する第14の発明に係る切屑清掃用ロボットは、
前記障害物検出用センサを、前記回転ブラシ及び前記ブレードから隔離する仕切板を備える
ことを特徴とする。

0023

上記課題を解決する第15の発明に係る切屑清掃用ロボットは、
前記障害物検出用センサは、前記回転ブラシを覆う前記保護カバーの前端部の後方に設けられる
ことを特徴とする。

0024

上記課題を解決する第16の発明に係る切屑清掃用ロボットは、
前記障害物検出用センサは、前記回転ブラシの前方に設けられる
ことを特徴とする。

0025

上記課題を解決する第17の発明に係る切屑清掃用ロボットは、
前記ロボット本体の前記走行ルートは、前記テーブル上面の大きさ、前記被加工物の取付位置及び大きさに応じて設定される
ことを特徴とする。

0026

上記課題を解決する第18の発明に係る切屑清掃用ロボットは、
前記ロボット本体は、
前記工作機械の運転時に、前記走行ルート上を走行し、
前記工作機械の運転停止時に、前記走行ルート上で停止する
ことを特徴とする。

0027

上記課題を解決する第19の発明に係る切屑清掃用ロボットは、
前記回転ブラシにおける毛の長さ、毛の硬さ、毛の密度は、前記テーブル上面に形成されるT溝の形状に応じて設定される
ことを特徴とする。

0028

上記課題を解決する第20の発明に係る切屑清掃用ロボットは、
前記ブレードは、上端部から下端部に向かうに従って、進行方向前方に向けて湾曲する
ことを特徴とする。

0029

上記課題を解決する第21の発明に係る切屑清掃用ロボットは、
前記回転ブラシの材質は、耐熱性樹脂である
ことを特徴とする。

0030

上記課題を解決する第22の発明に係る切屑清掃用ロボットは、
前記ブレードの材質は、耐熱性樹脂である
ことを特徴とする。

発明の効果

0031

従って、本発明に係る切屑清掃用ロボットによれば、テーブルの上面を自走可能なロボット本体の前方に、回転ブラシ及びブレードを進行方向前方側から順に設けることにより、種々の工作機械に対する汎用性を有することができると共に、広い範囲を効率的に自動清掃することができる。

図面の簡単な説明

0032

本発明の一実施例に係る切屑清掃用ロボットを備えた工作機械の要部拡大図である。
切屑清掃用ロボットの外観斜視図である。
切屑清掃用ロボットの前方斜視図である。
切屑清掃用ロボットの正面図である。
切屑清掃用ロボットの側面図である。
切屑清掃用ロボットの上面図である。
切屑清掃用ロボットの下面図である。
切屑清掃用ロボットの走行時における制御フロー図である。

0033

以下、本発明に係る切屑清掃用ロボットについて、図面を用いて詳細に説明する。

0034

図1に示すように、工作機械10には、ラム11とテーブル13とが、直交3軸方向に相対的に移動可能に支持されている。例えば、ラム11は、機械幅方向となるY軸方向、及び、機械上下方向となるZ軸方向に移動可能に支持されており、テーブル13は、機械前後方向となるX軸方向に移動可能に支持されている。

0035

ラム11内には、主軸12が、Z軸周りに回転可能に支持されており、この主軸12の先端には、工具Tが着脱可能に装着されている。一方、テーブル13の上面13aには、治具14を介して、ワーク(被加工物)Wが取り付けられている。なお、テーブル13の上面13aには、複数のT溝13bが、X軸,Y軸方向に延びるように形成されており、このT溝13bには、治具14が、取付具(図示省略)を使用して固定可能となっている。

0036

また、テーブル13の左右両側部には、チップコンベヤ15がX軸方向に走行可能に設けられている。このチップコンベヤ15は、後述する切屑清掃用ロボット20によってテーブル13の上面13aから落とされた切屑を、工作機械10の外部に排出して回収するものとなっている。

0037

従って、ラム11をY軸,Z軸方向に移動させると共に、テーブル13をX軸方向に移動させることにより、ワークWを工具Tによって切削することができる。そして、このように、ワークWを工具Tによって加工すると、大量の切屑が発生し、これらの切屑は、テーブル13の上面13aにおいて、広範囲に亘って飛散して堆積することになる。

0038

そこで、工作機械10には、テーブル13の上面(ロボット清掃面)13aに飛散した切屑を清掃することを目的として、クローラ自立走行式の切屑清掃用ロボット20が、採用されている。

0039

この切屑清掃用ロボット20は、切屑を進行方向前方に向けて押し出す機能、及び、切屑をT溝13bから掻き出す機能を有しており、テーブル13の上面13aに予め設定された走行ルートに沿って走行することにより、上面13a及びT溝13b内に飛散堆積した切屑を、チップコンベヤ15上に排出するようになっている。このとき、切屑清掃用ロボット20の走行は、工作機械10の運転と連動するようになっている。

0040

具体的に、工作機械10には、制御装置16が設けられており、この制御装置16は、工作機械10の加工動作(例えば、X軸,Y軸,Z軸方向の移動や、主軸12の回転数等)や、切屑清掃用ロボット20の走行動作を、統合的に制御するものとなっている。

0041

また、制御装置16には、上面13aの形状及び広さ(面積)、T溝13bの設置位置、治具14の取付位置及び大きさ、ワークWの取付位置及び大きさ等が、入力装置(図示省略)によって、予め入力されている。更に、制御装置16においては、切屑清掃用ロボット20の走行ルートを、作業者によって入力されたそれらの情報に基づいて設定(シミュレーション)するだけでなく、その予め設定した走行ルートを表示装置(図示省略)に表示可能となっている。

0042

そして、作業者は、表示された走行ルートを確認して、切屑清掃用ロボット20を、制御装置16によって予め設定された走行ルートに沿って、そのまま走行させることができるだけでなく、その予め設定された走行ルートを変更して、切屑清掃用ロボット20を、その変更した走行ルートに沿って走行させることもできる。例えば、作業者は、ワークWの材質や加工条件等から推定した、切屑の飛散方向や、切屑の堆積位置及び堆積量に応じて、予め設定された走行ルートを、入力装置を介して変更する。

0043

次に、切屑清掃用ロボット20の構成について、図2乃至図7を用いて詳細に説明する。

0044

図2乃至図7に示すように、切屑清掃用ロボット20は、ロボット本体21と、このロボット本体21の進行方向前方に設けられる切屑清掃装置22とから構成されている。

0045

ロボット本体21の左右両側部には、クローラ31が回転可能に支持されている。このように、ロボット本体21の走行車輪として、クローラ31を採用することにより、上面13aにおけるクローラ31との接触面積を大きくすることができるので、クローラ31への摩擦抵抗を増大させることができるので

0046

これにより、一般的にテーブル13の材質は鋳物材となっており、その上面13aにおいては、非常に滑り易くなるものの、ロボット本体21をクローラ31によって走行可能としたことにより、ロボット本体21の横滑りを防止して、安定した走行を行うことができる。

0047

また、図7に示すように、ロボット本体21の後部には、充電式のバッテリ32が内蔵されている。このバッテリ32は、クローラ31に対してその駆動電流を供給するものであって、ロボット本体21の後面に開口したバッテリ挿入口を介して、容易に交換可能となっている。このように、ロボット本体21の走行用駆動源を充電式のバッテリ32とすることにより、そのロボット本体21の自立走行を可能とするだけでなく、作業者が容易に持ち運べることができる。

0048

更に、図7に示すように、ロボット本体21の下面には、磁石33が設けられている。この磁石33は、テーブル13の上面13aに対して吸着力(磁力)を発揮するものである。これにより、切屑清掃用ロボット20が切屑を進行方向前方に向けて押し出す際に、その押し出し力反力がロボット本体21に作用して、当該ロボット本体21の後部が浮き上がるおそれがあるが、磁石33の吸着力によって、その浮き上がりを抑えることができる。なお、磁石33の吸着力は、クローラ31の回転(走行)を妨げない程度の大きさとなっている。

0049

ここで、バッテリ32の自重や磁石33の自重によっても、ロボット本体21の後部の浮き上がりを抑えることができるため、バッテリ32や磁石33をロボット本体21に搭載する際には、これらを、可能な限り、ロボット本体21において後方に設ける方が、浮き上がり防止効果を向上させることができる。

0050

一方、図2乃至図5に示すように、ロボット本体21の前部には、送受信器34が内蔵されている。この送受信器34は、アンテナ34aを介して、工作機械10の制御装置16と接続する送受信器(図示省略)との間において、無線信号送受信を行えるようになっており、ロボット制御部(落下防止制御部、衝突回避制御部)35と接続されている。

0051

これにより、切屑清掃用ロボット20の走行と工作機械10の運転とを連動させることができる。つまり、切屑清掃用ロボット20は、工作機械10の運転時(加工時)においては、走行ルート上を走行する一方、工作機械10の運転停止時(加工停止時)においては、走行ルート上で停止するようになっている。

0052

そして、図2乃至図7に示すように、ロボット本体21には、金属製の本体保護カバー36が設けられている。この本体保護カバー36は、ロボット本体21及び左右一対のクローラ31を上方及び左右両側方から覆うように配置されることにより、高温状態で降り注いでくる切屑から、ロボット本体21及びクローラ31を保護するものであって、上カバー部36a及び左右一対の横カバー部36bから構成されている。

0053

上カバー部36aは、ロボット本体21及びクローラ31をその上方から覆うものであって、横断面が、幅方向中央部から幅方向両端部に向かうに従って下方に傾斜するような凸形状をなしている。このように、上カバー部36aの上面36cを傾斜面とすることにより、その上面36cへの切屑の堆積を防止することができる。また、横カバー部36bは、上カバー部36aの左右両端部から下方に向けて延びることにより、クローラ31の側面31aをその外側から覆うものであって、内面が、複数の支持ピン37を介して、クローラ31の側面31aに支持されている。

0054

これに対して、図2乃至図7に示すように、切屑清掃装置22は、連結部材41を介して、ロボット本体21の前面に連結されており、回転ブラシ43、ブレード44、ブラシ回転用モータ45、落下防止用センサ46、及び、障害物検出用センサ47を、金属製の装置保護カバー42が覆うような構成となっている。即ち、装置保護カバー42は、高温状態で降り注いでくる切屑から、回転ブラシ43、ブレード44、ブラシ回転用モータ45、落下防止用センサ46、及び、障害物検出用センサ47を保護するための金属製フード部材となっている。

0055

装置保護カバー42は、上カバー部42a、左右一対の横カバー部42b、及び、仕切り板42cから構成されている。上カバー部42aの横断面は、幅方向中央部から幅方向両端部に向かうに従って下方に傾斜するような凸形状をなしている。このように、上カバー部42aの上面42dを傾斜面とすることにより、その上面42dへの切屑の堆積を防止することができる。また、横カバー部42bは、上カバー部42aの左右両端部から下方に向けて延びている。

0056

更に、仕切り板42cの左右両端部は、上カバー部42aの左右両端部と横カバー部42aの上端部との接続部に接続されている。即ち、仕切り板42cは、上カバー部42a及び横カバー部42bによって囲まれた空間を、上カバー部42aとの間で囲んだ上方の収納空間48aと、横カバー部42bとの間で囲んだ下方の収納空間48bとに仕切役割を果たしている。

0057

ここで、上方の収納空間48a内には、2つの障害物検出用センサ47が収納されている。この障害物検出用センサ47は、切屑清掃用ロボット20の前方に存在する障害物(治具14やワークW)を検出するものとなっている。そして、障害物検出用センサ47が障害物を検出すると、当該障害物検出用センサ47は、その検出結果をロボット制御部(衝突回避制御部)35に出力し、ロボット制御部35は、その検出結果に応じて、クローラ31の走行や走行方向を制御する。これにより、切屑清掃用ロボット20は、障害物との衝突を回避した後、走行ルートに復帰する。

0058

なお、障害物検出用センサ47の取付位置については、障害物検出用センサ47が装置保護カバー42の前端部42Aよりも前方に突出して取り付けられると、その障害物検出用センサ47は、高温に保持された切屑と接触するおそれがある。これと反対に、障害物検出用センサ47が装置保護カバー42の後端部42Bに近づけて取り付けられると、その障害物検出用センサ47の検出範囲は、装置保護カバー42に囲まれて狭くなり、障害物が、装置保護カバー42の前端部42Aに衝突したり、装置保護カバー42内に入り込んで、回転ブラシ43に接触したりするおそれがある。

0059

上より、障害物検出用センサ47を装置保護カバー42の収納空間48a内に取り付けるときには、当該障害物検出センサ47を、装置保護カバー42の前端部42Aの後方で、且つ、回転ブラシ43よりも前方に設置することにより、障害物検出用センサ47の検出精度高精度化を図りながら、切屑による障害物検出用センサ47の故障や、障害物による装置保護カバー42及び回転ブラシ43の破損を防止することができる。

0060

一方、下方の収納空間48b内には、回転ブラシ43、ブレード44、ブラシ回転用モータ45、落下防止用センサ46が収納されている。

0061

回転ブラシ43は、横カバー42bの内面間に回転可能に支持されており、その回転方向は、進行方向前方に向けて下側から上側に回転する方向となっている。即ち、回転ブラシ43は、その回転によって、切屑を進行方向前方に向けて掃き出すことができる。これにより、回転ブラシ43の材質は、切屑の熱に耐えられるような耐熱性樹脂となっており、回転ブラシ43における毛の長さ、毛の硬さ、毛の密度は、耐摩耗性やT溝の形状(深さ)に応じて設定されている。

0062

また、回転ブラシ43の進行方向後方には、ブレード44が設けられている。このブレード44は、切屑をすくい易くするために、その前面が、上端部から下端部に向かうに従って、進行方向前方に向けて湾曲するような曲面となっている。更に、ブレード44の上端部は、仕切り板42cの下面に支持されており、ブレード44の左右両端部は、横カバー42bの内面にそれぞれ支持されている。即ち、ブレード44は、横カバー部42b及び仕切り板42cに対して、隙間なく支持されている。

0063

そして、ブレード44の材質は、切屑の熱に耐えられるような耐熱性樹脂となっている。これにより、ブレード44においては、上述したような、すくい板構造を採用することにより、回転ブラシ43を通過した切屑を、進行方向前方に向けてすくい出して、その回転ブラシ43の回転領域に再び戻すことができる。

0064

更に、ブレード44の進行方向後方には、ブラシ回転用モータ45及び落下防止用センサ46が設けられている。

0065

ブラシ回転用モータ45は、収納空間48b内の幅方向一端側(本実施形態では右側)において、横置き状態で配置されている。このとき、ブラシ回転用モータ45の出力軸と、回転ブラシ43の右端部に設けられたプーリとは、収納空間48b(右側の横カバー部42b)の外側に設けられたモータボックス内において、駆動ベルトにより接続されている。即ち、回転ブラシ43とブラシ回転用モータ45とは、ブレード44の幅方向外側において、当該ブレード44を跨ぐように接続されている。

0066

続いて、ブラシ回転用モータ45の下方には、左右一対の落下防止用センサ46が設けられている。これら落下防止用センサ46は、テーブル13の上面13aを常時検出するものとなっている。そして、落下防止用センサ46が上面13aを検出できなくなると、当該落下防止用センサ46は、その検出結果をロボット制御部(落下防止制御部)35に出力し、ロボット制御部35は、その検出結果に応じて、クローラ31の走行や走行方向を制御する。これにより、切屑清掃用ロボット20は、テーブル13の上面13aからの落下を回避した後、走行ルートに復帰する。

0067

また、障害物検出用センサ47を、仕切り板42cを用いて、回転ブラシ43及びブレード44から隔離することにより、当該障害物検出用センサ47を、回転ブラシ43及びブレード44の清掃動作によって舞い上がる切屑から保護することができる。同様に、ブラシ回転用モータ45及び落下防止用センサ46をブレード44の進行方向後方に配置することにより、当該ブラシ回転用モータ45及び落下防止用センサ46を、回転ブラシ43及びブレード44の清掃動作によって舞い上がる切屑から保護することができる。

0068

更に、回転ブラシ43及びブレード44を、横カバー42b及び仕切り板42cによって区画形成された収納空間48bに収納することにより、回転ブラシ43によって掃き出しきれなかった切屑を、確実に、ブレード44に導くことができると共に、回転ブラシ43及びブレード44の清掃動作によって舞い上がる切屑が、切屑清掃用ロボット20の周囲に散乱することを防止することができる。

0069

次に、切屑清掃用ロボット20の走行制御について、図8を用いて詳細に説明する。

0070

先ず、ステップS1において、工作機械10が運転して、ワークWへの加工が開始されると、切屑清掃用ロボット20は、その工作機械10の運転に連動して、走行し始める。

0071

次いで、ステップS2において、障害物検出用センサ47の検出結果に応じて、切屑清掃用ロボット20の進行方向前方に、障害物があるか否かが判定される。ここで、障害物があると判定されると、ステップS3に進む。また、障害物がないと判定されると、ステップS4に進む。

0072

そして、ステップS3において、クローラ31の走行や走行方向が制御され、切屑清掃用ロボット20が障害物を回避する。

0073

次いで、ステップS4において、落下防止用センサ46の検出結果に応じて、切屑清掃用ロボット20がテーブル13の上面13aから落下するか否かが判定される。ここで、切屑清掃用ロボット20がこのまま前進した場合に落下すると判定されると、ステップS5に進む。また、切屑清掃用ロボット20がこのまま前進しても落下しないと判定されると、ステップS6に進む。

0074

そして、ステップS5において、クローラ31の走行や走行方向が制御され、切屑清掃用ロボット20がテーブル13の上面13aから落下することが回避される。

0075

次いで、ステップS6において、切屑清掃用ロボット20が走行ルートに沿って走行することにより、テーブル13の上面13a及びT溝13b内に飛散した切屑が清掃され、チップコンベヤ15上に排出される。

0076

そして、ステップS7において、工作機械10によるワークWへの加工が完了したか否かが判定される。ここで、工作機械10による加工が完了したと判定されると、切屑清掃用ロボット20は、ロボット待機位置に復帰して停止する。また、工作機械10による加工が完了していないと判定されると、ステップS2に戻って処理が続けられる。

実施例

0077

従って、本発明に係る切屑清掃用ロボット20によれば、ロボット本体21をテーブル13の上面13aにおいて自走可能とすることにより、種々の工作機械に対する汎用性を有することができる。また、その自走可能なロボット本体21の進行方向前方に、回転ブラシ43及びブレード44を進行方向前方側から後方側に向けて順に設けることにより、広い範囲を効率的に自動清掃することができる。

0078

本発明は、被加工物への加工に伴って生じる切屑を、工作機械の外部に排出して回収する切屑回収システムに適用可能である。

0079

10工作機械
13 テーブル
13a 上面
13b T溝
20切屑清掃用ロボット
21ロボット本体
22 切屑清掃装置
31クローラ
32バッテリ
33磁石
34送受信機
35ロボット制御部
36本体保護カバー
42 装置保護カバー
43回転ブラシ
44ブレード
45ブラシ回転用モータ
46落下防止用センサ
47障害物検出用センサ
W ワーク

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