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技術 除電装置を備えた加工機

出願人 ファナック株式会社
発明者 佐藤直樹
出願日 2015年7月10日 (4年0ヶ月経過) 出願番号 2015-138467
公開日 2017年1月26日 (2年5ヶ月経過) 公開番号 2017-019047
状態 特許登録済
技術分野 工作機械の補助装置 工作機械の検出装置 静電気の除去
主要キーワード 固定カバー 種工具 加工屑 コロナ放電式 付着状況 退避状態 加工品質 サドル
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年1月26日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (10)

課題

少数除電装置で、効率良く広範囲除電が可能な除電装置を備えた加工機を提供すること。

解決手段

本発明の加工機1では、帯電した被加工物または加工屑から除電するための除電装置13を、加工機1の構成部材に支持された梁とその梁に設置された駆動源からなる移動手段14上に設置している。除電装置13を加工機1の機内や機外を移動可能とすることにより、少数の除電装置13で加工機1における複数の除電が必要な場所における加工屑などを除電することができるようになる。

概要

背景

加工機で加工される被加工物の中には、被加工物自体または加工によって生じた加工屑帯電する、または帯電し易いものがある。そのような被加工物の加工においては、帯電したことで発生する吸引力により加工機の内部、または外部に、加工屑が付着し、機械外観を損なうだけではなく、機内の監視の妨げや、機械へのダメージ加工品質の異常など、さまざまな悪影響を与えることがある。

そのため、従来は、加工機の内部や外部に付着した加工屑を清掃する、または、図8に示すように、加工機1の機内または機外における加工屑の付着の多い場所や重要な場所に限定して静電気を除去する除電装置13を設置して、加工屑の付着を低減、防止することが行われてきた。なお、特許文献1〜3には、生産工程において除電装置を利用する装置が開示されている。

概要

少数の除電装置で、効率良く広範囲除電が可能な除電装置を備えた加工機を提供すること。本発明の加工機1では、帯電した被加工物または加工屑から除電するための除電装置13を、加工機1の構成部材に支持された梁とその梁に設置された駆動源からなる移動手段14上に設置している。除電装置13を加工機1の機内や機外を移動可能とすることにより、少数の除電装置13で加工機1における複数の除電が必要な場所における加工屑などを除電することができるようになる。

目的

本発明の目的は、少数の除電装置で、効率良く広範囲の除電が可能な除電装置を備えた加工機を提供する

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

帯電した被加工物または加工屑から除電するための除電装置と、前記除電装置を移動させる移動手段と、を有することを特徴とする加工機

請求項2

帯電した被加工物または加工屑の状況を撮像する撮像装置と、前記撮像装置により撮像した情報から除電が必要な個所を判定する判定手段と、を有し、前記判定手段により除電が必要と判断された個所へ前記除電装置を移動させる、ことを特徴とする請求項1記載の加工機。

請求項3

前記撮像装置が、前記移動手段に取り付けられている、ことを特徴とする請求項2記載の加工機。

請求項4

前記移動手段がロボットである、ことを特徴とした請求項1〜3いずれか1つに記載の加工機。

請求項5

前記移動手段が、加工機の構成部材に支持された梁と、該梁に具備された駆動源からなる、ことを特徴とした請求項1〜3のいずれか1つに記載の加工機。

技術分野

0001

本発明は、除電装置を備えた加工機に関する。

背景技術

0002

加工機で加工される被加工物の中には、被加工物自体または加工によって生じた加工屑帯電する、または帯電し易いものがある。そのような被加工物の加工においては、帯電したことで発生する吸引力により加工機の内部、または外部に、加工屑が付着し、機械外観を損なうだけではなく、機内の監視の妨げや、機械へのダメージ加工品質の異常など、さまざまな悪影響を与えることがある。

0003

そのため、従来は、加工機の内部や外部に付着した加工屑を清掃する、または、図8に示すように、加工機1の機内または機外における加工屑の付着の多い場所や重要な場所に限定して静電気を除去する除電装置13を設置して、加工屑の付着を低減、防止することが行われてきた。なお、特許文献1〜3には、生産工程において除電装置を利用する装置が開示されている。

先行技術

0004

特開2000−340925号公報
特開2004−219572号公報
特許第4393780号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかし、加工屑の清掃には、人手が必要で、また清掃の間、機械を停止させる必要がある。また、特定箇所への除電装置の設置では、除電装置は固定されているため、除電する効果は限定的で、効果が及ばない場所では、加工屑の付着が解消されない。また、広い範囲を除電するためには、図9に示すように、加工機1の機内または機外に複数の除電装置13が必要となることもある。

0006

そこで本発明の目的は、少数の除電装置で、効率良く広範囲の除電が可能な除電装置を備えた加工機を提供することである。

課題を解決するための手段

0007

本発明では、加工機に、帯電した被加工物または加工屑から除電するための除電装置を移動可能に設置することで、上記問題を解決する。

0008

そして、本願の請求項1に係る発明は、帯電した被加工物または加工屑から除電するための除電装置と、前記除電装置を移動させる移動手段と、を有することを特徴とする加工機である。
本願の請求項2に係る発明は、帯電した被加工物または加工屑の状況を撮像する撮像装置と、前記撮像装置により撮像した情報から除電が必要な個所を判定する判定手段と、を有し、前記判定手段により除電が必要と判断された個所へ前記除電装置を移動させる、ことを特徴とする請求項1記載の加工機である。

0009

本願の請求項3に係る発明は、前記撮像装置が、前記移動手段に取り付けられている、ことを特徴とする請求項2記載の加工機である。
本願の請求項4に係る発明は、前記移動手段がロボットである、ことを特徴とした請求項1〜3いずれか1つに記載の加工機である。
本願の請求項5に係る発明は、前記移動手段が、加工機の構成部材に支持された梁と、該梁に具備された駆動源からなる、ことを特徴とした請求項1〜3のいずれか1つに記載の加工機である。

発明の効果

0010

本発明により、少数の除電装置で、効率良く、広範囲の除電が可能となる。また、撮像装置の併用により、確実で効率の良い除電が可能となる。

図面の簡単な説明

0011

本発明の第1の実施形態における除電装置を備えた加工機の図である。
本発明の第1の実施形態における除電装置の移動を説明する図である。
本発明の第1の実施形態における除電装置の退避状態を示す図である。
本発明の第2の実施形態における撮像装置を備えた加工機の図である。
本発明の第2の実施形態における移動可能な撮像装置を備えた加工機の図である。
本発明の第3の実施形態におけるロボットにより除電装置を移動させる加工機の図である。
本発明の第3の実施形態におけるロボットにより除電装置および撮像装置を移動させる加工機の図である。
従来技術における除電装置を備えた加工機の図である。
先行技術における複数の除電装置を備えた加工機の図である。

0012

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。なお、従来技術と同一または類似する構成は同じ符号を用いて説明する。

0013

<第1の実施形態>
本発明の第1の実施形態について説明する。本実施形態の加工機は、従来技術において固定されていた除電装置を移動可能に設置し、該除電装置を除電が必要となる場所に移動させることにより、少数の除電装置で広範囲の加工屑を除去できるようにしている。なお、本発明における加工機とは、工作機械産業機械3Dプリンタなどの機械を含む。

0014

図1は、本実施形態における除電装置を備えた加工機の概略構成図を示している。本実施形態の加工機1は、ベッド11と、ベッド11の後方の上部から立設する柱状のコラム3を備えている。コラム3は上部前方に主軸ヘッド2を備えている。主軸ヘッド2の前方に主軸7が取り付けられており、主軸7には工具交換装置4によって交換可能な各種工具8が装着され、主軸7と共に様々な回転速度で回転するようになっている。

0015

主軸7の軸線と直交し、かつ互いに直交する2方向へ移動可能にサドル10によって支持されたテーブル5には被加工物6が治具9により取り付けられ、該被加工物6に対して工具8が加工の種類に応じた様々な相対的移動を行って被加工物6に加工を行う。図1において符号12は固定カバーであり、工具8と被加工物6の加工部の空間は、固定カバー12で囲われている。

0016

上述した構成は従来の加工機の構成と変わりはない。この実施形態の特徴は加工機1に対して除電装置13を移動可能に取り付けた点にある。
除電装置13は、帯電している物体上の電荷中和する装置である。除電装置13には、コロナ放電式電離放射線式などさまざまなタイプがあるが、本発明においてはいずれの方式のものを除電装置13として採用してもよい。本実施形態では、除電装置13は、加工機1に取付けられた移動手段14上に設置されている。

0017

移動手段14は、加工機1の構成部材に支持された梁とその梁に設置された図示しない駆動源からなっており、該駆動源を制御装置20により自動または操作盤を介して手動で操作することにより、移動手段14を動作させることで除電装置13を除電が必要となる場所へと移動させることができる。駆動源としては、モータボールネジ、またはモータとプーリベルト、またはモータとギアチェーン、または油圧シリンダエアシリンダ、モータとアームなどが考えられる。

0018

図2は、加工機1における移動手段14の配置例を示している。加工機1の固定カバー12内は、加工中に発生した加工屑が堆積・付着しやすい箇所が複数存在しており、その位置も加工機1の構成や加工の内容に応じてさまざまである。そのため、図2(a)の加工機を上から見た図に示すように、例えば移動手段14の梁を交差するように配置して除電装置13が水平方向に移動ができるようにすると共に、図2(b)に示すように、移動手段14の駆動部にアームなどを設けて除電装置13を垂直方向に移動可能とし、加工機1の除電が必要となる位置に除電装置13が3次元的に移動できるようにすることで、本発明のより大きな効果を得ることができるようになる。

0019

なお、移動手段14は、除電装置13が除電を行う場所に移動できるように、適切な位置に設置するようにすれば良い。例えば、図2に示したように加工機1の機内を移動するように設置しても良いし、加工機1の機外から機内へ跨って設置しても良く、その場合、除電装置13もまた(固定カバーに設けられたドアなどを通って)加工機1の機外、機内を移動させることができるようになる。また、除電装置13や移動手段14は、複数設置しても良く、例えば、加工機1の機外の除電が必要な場合には別の除電装置13や移動手段14を機外へ設置するようにしても良い。

0020

また、被加工物6の交換作業や加工機1の保守の際など、設置された除電装置13が作業の邪魔になる場合もあるが、本実施形態のように除電装置13を可動式とした場合、除電装置13を作業の邪魔にならない場所に、移動させることも可能である。また、除電装置13自体を、加工屑が付着しない場所への退避も可能である。

0021

図3は、本実施形態の加工機1において除電装置13が退避位置へと退避した状態を示す図である。このように、除電装置13の退避ができるようにすることで、被加工物の設置時などにおいて除電装置13を邪魔にならないようにすることも可能となる。なお、移動手段14は加工機1の機外から機内へ跨って設置し、除電装置13の退避位置を加工機1の機外としても良い。

0022

本実施形態の加工機に設けられた構成により、少数の除電装置で、効率良く、広範囲の除電が可能となる。また、撮像装置の併用により、確実で効率の良い除電が可能となる。

0023

<第2の実施形態>
本発明の第2の実施形態について説明する。本実施形態の加工機は、移動可能な除電装置に加えて、更に撮像装置などを備え、移動可能な除電装置と撮像装置とを併用することにより、加工屑の付着の多い場所や被加工物を固定する治具などの重要な場所を監視して、重点的に除電できるようにする。

0024

図4は、本実施形態における除電装置を備えた加工機の概略構成図を示している。本実施形態の加工機1は、第1の実施形態で説明した構成に加えて、更に撮像装置15を備えている。撮像装置15は、図4に示すように加工屑の付着の多い場所や被加工物を固定する治具などの重要な場所を撮像できる位置に固定的に設けてもよく、また、監視が必要な場所が複数ある場合には、複数の撮像装置15を設置しても良い。更に、撮像装置15は、加工機1の機外に設置しても良い。

0025

本実施形態のように移動可能な除電装置13と撮像装置15を併用する場合、例えば、撮像装置15が撮影する場所の色などの変化により加工屑の付着状況を制御装置20の判定手段21により判定し、加工屑が付着していると判定したら制御装置20が自動的に撮像装置15が撮影している場所へと除電装置13を移動させて除電するようにしてもよいし、また、制御装置20のメモリにあらかじめ撮像装置15が撮影する場所の加工屑が付着していない状態の通常画像を記憶しておき、該通常画像と撮像装置15が撮影している画像に対する画像処理により差分画像を作成して該差分画像に基づいて加工屑の付着状況を判定手段21が判定するようにしてもよい。更に、撮像装置15が撮影している画像を作業者モニタ上で確認し、手動で操作盤等を操作して除電装置13を除電する場所に移動させて除電するようにしてもよい。

0026

なお、撮像装置15は、図5に示すように移動手段14上に移動可能に設置するようにしてもよく、このようにすることで、少ない撮像装置15で広い範囲の監視をすることができるようになる。また、撮像装置15は、除電装置13が設置されている移動手段14とは異なる移動手段に移動可能に設置するようにしてもよい。更に、第1の実施例で説明したように、除電装置13、撮像装置15を3次元的に移動できるように構成することもできる。

0027

本実施形態の加工機に設けられた構成において、除電装置と撮像装置とを併用することにより、確実で効率の良い除電が可能となる。

0028

<第3の実施形態>
本発明の第3の実施形態について説明する。本実施形態の加工機は、除電装置を移動可能とする移動手段としてロボットを採用する。

0029

図6は、本実施形態における除電装置を備えた加工機の概略構成図を示している。本実施形態の加工機1は、第2の実施形態で説明した構成における移動手段14に替えてロボット16を備えている。ロボット16上には、図6に示すように除電装置13が搭載されており、ロボット16を駆動することにより加工機1の除電が必要となる場所へ除電装置13を移動させることができる。制御装置20の判定手段21は撮像装置15が撮影した画像などに基づいて加工機1の除電が必要な場所を判定し、その判定結果に基づいて制御装置20がロボット16を制御して除電装置13を除電が必要な場所へと移動させることができる。

0030

なお、移動手段としてのロボット16は、加工機1の機内に設置してもよいし、加工機1の機外に設置しても良い。
また、図7に示すように、ロボット16に除電装置13と共に撮像装置15を搭載するようにしてもよい。更に、除電装置13と撮像装置15とをそれぞれ異なるロボットに搭載するようにしてもよい。

0031

このように、ロボット16を用いることにより、第1,第2の実施形態のように移動手段14の配置を考えなくとも除電装置13、撮像装置15の3次元的な移動が可能となる。

0032

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態の例のみに限定されることなく、適宜の変更を加えることにより様々な態様で実施することができる。

0033

例えば、上記で説明した各実施形態の図において制御装置20は加工機1の外部に記載しているが、制御装置20は加工機1に内蔵するようにしてもよい。

0034

1加工機
2主軸ヘッド
3コラム
4工具交換装置
5 テーブル
6被加工物
7主軸
8工具
9治具
10サドル
11ベッド
12固定カバー
13除電装置
14 移動手段
15撮像装置
16ロボット
20制御装置
21 判定手段

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