(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
刃物工具としての各種のツール（１）を用いる工作機械の制御手段（５）に，各該ツール毎に供給する切削液供給量（Ｑ）であって、初使用ツールと既使用ツールによって、初期運転流量設定時間と定常運転流量設定時間、並びに、これらの設定時間での切削液供給量を予め設定し，該ツールの使用運転時に，該供給条件に対応する該切削液供給量を自動的に供給する切削液自動供給装置であって，該制御手段は，該ツールを装備した主軸ユニット（２）の駆動を主に制御する主制御部（５ａ），そして該切削液供給量を自動的に制御する自動供給制御部（５ｂ）から構成し，該供給条件を該制御手段に接続した入力手段（６）及び表示手段（７）を用いて，入力及び表示可能とし，該供給条件を記憶手段（８）に格納し，該自動供給制御部から該供給条件に対応する入力信号（Ｖin）を可変周波数発生手段（５ｃ）に入力し，該可変周波数発生手段は該入力信号（Ｖin）に対応する出力周波数信号（Ｆ）を発生し，該出力周波数信号（Ｆ）を切削液供給手段（３）に送信し，該切削液供給手段は切削液を貯留する切削液タンク（３ａ）から供給ポンプ（３ｃ）を用いて，該出力周波数信号（Ｆ）に比例する該切削液供給量（Ｑ）を，該主軸ユニット内のミスト発生手段（２ａ）に供給し，圧縮空気とのミスト状混合気を生成し，該ツールに供給する事を特徴とする切削液自動供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，マシニングセンター等の工作機械に用いる各種のツール毎に供給する切削液供給量を，運転中の時間的変化による最適な供給条件に従い自動的に供給する切削液自動供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術の切削液供給装置は各種あるが，例えば，特許番号：第２６８７１１０号「工作機械の主軸装置」においては，工作機械の主軸内へ気体と液体を別々に供給するための二系統の供給路を設けると共に，これらの供給路を通じて供給された気体と液体を混合させてミストを噴出させるためのミスト発生装置を主軸の先端部内或いは工具ホルダ内に設けた事を特徴とする，最小量切削液供給（ＭＱＬ）システムを装備したＮＣ型工作機械等があった。
【０００３】
従来技術の切削液供給装置として，特願平１１─１１２６０１「工作機械の切削液供給装置」においては，切削液供給ポンプから切削液供給ラインを経て主軸先部のミスト発生装置へ切削液を供給するものとした工作機械において，切削液供給ポンプの切削液供給が停止されたとき，切削液供給ライン内の一定量の切削液を吸収し，一方，切削液供給ポンプの切削液供給が開始されたとき，切削液供給ライン内へ一定量の切削液を供給するものとした切削液吸収吐出手段を設けた事を特徴とする，最小量切削液供給（ＭＱＬ）システムを装備したＮＣ型工作機械等があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術の切削液供給装置において，ミスト発生装置を装備した特許番号：第２６８７１１０号，またこの改良装置で，切削液吸収吐出手段を設けた特願平１１─１１２６０１においても，最小量切削液供給（ＭＱＬ）システムを装備してはいるが，いずれも切削液供給手段から，時間的に一定圧力の切削液を刃物工具としてのツールに供給するだけなので，切削液供給量の運転中の時間的変化を含む最適な供給条件を確保することができず，例えば加工作業を開始する初期運転時間（ＴＩ），そしてその後の定常運転時間（ＴＣ）等の様な，運転中の時間的変化に対応する供給条件も，更にツールが初使用のツールであるか，或いは既に使用した経験を持つ既使用ツールであるかにも依存し，各該ツール毎に供給する切削液供給量（Ｑ）に対する，運転中の時間的変化を含む各種の最適な供給条件を予め設定し，自動的に確保するのが困難である問題点があった。
【０００５】
従来技術の切削液供給装置において，最小量切削液供給（ＭＱＬ）システムを装備してはいるが，運転中の時間的変化を含む各種の最適な供給条件を予め設定し，自動的に確保するのが困難であったので，良好な切削性を得るのが容易でなく，且つツールの長寿命を確保できず，無駄な切削液を浪費し，環境に優しい，いわゆる完全なドライ切削システムの確保が困難である問題点があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の問題点を解決するために，本発明の切削液自動供給装置は，入力信号（Ｖin）に対応する出力周波数信号（Ｆ）を発生する機能を有する可変周波数発生手段を用い，該出力周波数信号（Ｆ）に比例する切削液供給量（Ｑ）を，供給ポンプからツールに供給する事を特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の切削液自動供給装置は，刃物工具としての各種のツールを用いる工作機械の制御手段に，各該ツール毎に供給する切削液供給量（Ｑ）であって、初使用ツールと既使用ツールによって、初期運転流量設定時間と定常運転流量設定時間、並びに、これらの設定時間での切削液供給量を予め設定し，該ツールの使用運転時に，該供給条件に対応する該切削液供給量を自動的に供給する切削液自動供給装置であって，該制御手段は各種プロセッサ・シーケンサ等から成り，該ツールを装備した主軸ユニットの駆動を主に制御する主制御部，そして該切削液供給量を自動的に制御する自動供給制御部から構成し，該供給条件を該制御手段に接続したキーボード等の入力手段及び表示手段を用いて，入力及び表示可能とし，該供給条件をメモリ等から成る記憶手段に格納し，該自動供給制御部から該供給条件に対応する入力信号（Ｖin）を可変周波数発生手段に入力し，該可変周波数発生手段は該入力信号（Ｖin）に対応する出力周波数信号（Ｆ）を発生し，該出力周波数信号（Ｆ）を切削液供給手段に送信し，該切削液供給手段は切削液を貯留する切削液タンクから供給ポンプを用いて，該出力周波数信号（Ｆ）に比例する該切削液供給量（Ｑ）を，該主軸ユニット内のミスト発生手段に供給し，圧縮空気とのミスト状混合気を生成し，該ツールに供給する事を特徴とする。
【０００８】
本発明の切削液自動供給装置は，最小量切削液供給（ＭＱＬ）システムを装備したＮＣ型工作機械等に適用でき，各種のツールを複数の主軸ユニット先端部にそれぞれ装備し，制御手段の主制御部で作業運転用に選択した該主軸ユニットの後部に設けた，回転継手を介して，圧縮空気供給源から所定の量の圧縮空気，そして切削液供給手段から所定の量の切削液供給量（Ｑ）を導入し，該主軸ユニット内部に内蔵するミスト発生手段で混合気を生成し，該混合気を該ツールの中心軸内を通じて，該ツール先端部に供給し，該混合気は液だれすることなく最小の液滴状で該ツールに連続して付着するので，該ツール先端部より該混合気が急膨張して熱吸収され，該ツールを冷却し，良好な切削性と該ツールの長寿命を確保し，無駄な該切削液を浪費しない，いわゆるドライ切削システムを確保する事を特徴とする。
【０００９】
本発明の切削液自動供給装置において，切削液供給手段として，可変周波数発生手段からの出力周波数信号（Ｆ）を電磁バルブから成る圧縮空気供給弁に入力し，圧縮空気供給源からの圧縮空気を，該出力周波数信号（Ｆ）のパルス毎に供給ポンプに送り，該供給ポンプはシリンダ・ピストン構造の可変容積型ポンプを用い，該供給ポンプの作動当たりの切削液貯留容積をｖ0 とし，該切削液貯留容積には切削液タンクから逆止弁を介して切削液を吸引し，該圧縮空気供給弁からの圧縮空気パルス毎にｖ0 の貯留切削液を逆止弁を介して，ツールに供給し，切削液供給量（Ｑ）はＱ＝Ｆｖ0 で定める事が出来る。
【００１０】
本発明の切削液自動供給装置において，切削液の最適な供給条件は，加工すべきワークの材質，刃物工具としてのツールの種類・寸法，加工・切削工程条件等によるだけでなく，加工作業を開始する初期運転時間（ＴＩ），そしてその後の定常運転時間（ＴＣ）等の様な，運転中の時間的変化に対応する最適な供給条件も，更に該ツールが初使用のツールであるか，或いは既に使用した経験を持つ既使用ツールであるかにも依存し，各該ツール毎に供給する切削液供給量（Ｑ）に対する，運転中の時間的変化を含む各種の最適な供給条件を予め設定するのが望ましく，例えば使用ツールが既使用ツールの場合，所定の初期運転時間（ＴＩ）に対し，切削液供給量：ＱTIを定め，その後の定常運転時間（ＴＣ）では切削液供給量：ＱTCを定め，初期運転時間においては，ワークと使用ツール間の切削面との”なじみ”が定常状態になるまでは，ＱTI＞ＱTCと設定するのが望ましく，そして該ツールが初使用ツールの場合，所定の初期運転時間（ＴＩ）に対し，切削液供給量：ＱTIを定め，その後の定常運転時間（ＴＣ）では所定の切削液供給量：ＱTCを採用し，初使用ツールの場合は，既使用ツールの場合に比べて，初期運転時間：ＴＩも長く，また対応する切削液供給量：ＱTIも大きく設定するのが望ましく，これは初使用ツールの場合は，該ツール内孔部へ切削液が付着していないので，それだけ多めに切削液を供給する必要があり，特にワークと使用ツール間の切削面との摩擦による熱の発生が，既使用ツールの場合に比べて大きくなるのに起因するからであり，この様にこれらの最適な供給条件を採用する事が出来る。
【００１１】
本発明の切削液自動供給装置において，切削液の供給条件の設定表示画面として，流量設定画面を表示手段を用いて表示し，各種のツール番号毎に，固定した初期運転時間：ＴＩに対する既使用ツールの切削液供給量：ＱTI，そして固定した初期運転時間：ＴＩに対する初使用ツールの切削液供給量：ＱTIを設定し，既使用ツール及び初使用ツールに対応する定常運転時間（ＴＣ）では同一な切削液供給量：ＱTCを採用し，予めキーボード等の入力手段で入力し，記憶手段に格納し，制御手段の主制御部でツールを指定選択する毎に，該ツールに対応する供給条件を選択し，自動供給制御部から所定の該切削液供給量（Ｑ）を該ツールに供給する事も出来る。
【００１２】
【実施例】
この発明の実施例の図面において，図１は本発明の実施例を示す，切削液自動供給装置の一部欠載ブロック概略構成説明図である。図２は本発明の実施例を示す，切削液自動供給装置を用いたツール番号：Ｔ０１に対し予め定めた流量設定条件もとでの，可変周波数発生手段（５ｃ）を制御する入力電圧信号：Ｖin，及びその出力周波数信号：Ｆ，そして切削液供給手段（３）から供給する切削液供給量：Ｑの時間ｔ変化を示す，（Ａ）は既使用ツールに対する切削液の供給状態，なおここで初期運転流量設定時間：ＴＩ＝３ｓｅｃ，その後の時間を定常運転流量設定時間：ＴＣとし，そして（Ｂ）は初使用ツールに対する切削液の供給状態，なおここで初期運転流量設定時間：ＴＩ＝５ｓｅｃである。図３は本発明の実施例を示す，切削液自動供給装置を用いる各種ツールに対する，流量設定画面である。
【００１３】
この発明の実施例を以下説明すると，切削液自動供給装置は，図１に示すように，刃物工具としての各種のツール（１）を用いる工作機械の制御手段（５）に，各該ツール毎に供給する切削液供給量（Ｑ）に対する，運転中の時間的変化による最適な供給条件を予め設定し，該ツールの使用運転時に，該供給条件に対応する該切削液供給量を自動的に供給する切削液自動供給装置であって，該制御手段は各種プロセッサ・シーケンサ等から成り，該ツールを装備した主軸ユニット（２）の駆動を主に制御する主制御部（５ａ），そして該切削液供給量を自動的に制御する自動供給制御部（５ｂ）から構成し，該供給条件を該制御手段に接続したキーボード等の入力手段（６）及び表示手段（７）を用いて，入力及び表示可能とし，該供給条件をメモリ等から成る記憶手段（８）に格納し，該自動供給制御部から該供給条件に対応する入力信号（Ｖin）を可変周波数発生手段（５ｃ）に入力し，該可変周波数発生手段は該入力信号（Ｖin）に対応する出力周波数信号（Ｆ）を発生し，該出力周波数信号（Ｆ）を切削液供給手段（３）に送信し，該切削液供給手段は切削液を貯留する切削液タンク（３ａ）から供給ポンプ（３ｃ）を用いて，該出力周波数信号（Ｆ）に比例する該切削液供給量（Ｑ）を，該主軸ユニット内のミスト発生手段（２ａ）に供給し，圧縮空気とのミスト状混合気を生成し，該ツールに供給する事を特徴とする。
【００１４】
本発明の実施例の切削液自動供給装置を，最小量切削液供給（ＭＱＬ）システムを装備したＮＣ型工作機械に適用すると，図１に示すように，各種のツール（１）を複数の主軸ユニット（２）先端部にそれぞれ装備し，制御手段（５）の主制御部（５ａ）で作業運転用に選択した該主軸ユニットの後部に設けた，回転継手（２ｂ）を介して，圧縮空気供給源（４）から所定の量の圧縮空気，そして切削液供給手段（３）から所定の量の切削液供給量（Ｑ）を導入し，該主軸ユニット内部に内蔵するミスト発生手段（２ａ）で混合気を生成し，該混合気を該ツールの中心軸内を通じて，該ツール先端部に供給し，該混合気は液だれすることなく最小の液滴状で該ツールに連続して付着するので，該ツール先端部より該混合気が急膨張して熱吸収され，該ツールを冷却し，良好な切削性と該ツールの長寿命を確保し，無駄な該切削液を浪費しない，いわゆるドライ切削システムを確保する事を特徴とする。
【００１５】
本発明の実施例の切削液自動供給装置において，切削液供給手段（３）として，可変周波数発生手段（５ｃ）からの出力周波数信号（Ｆ）を電磁バルブから成る圧縮空気供給弁（３ｄ）に入力し，圧縮空気供給源（４）からの圧縮空気を，該出力周波数信号（Ｆ）のパルス毎に供給ポンプ（３ｃ）に送り，該供給ポンプはシリンダ・ピストン構造の可変容積型ポンプを用い，該供給ポンプの作動当たりの切削液貯留容積をｖ0 （ｃｃ）とし，該切削液貯留容積には切削液タンク（３ａ）から逆止弁（３ｂ）を介して切削液を吸引し，該圧縮空気供給弁からの圧縮空気パルス毎にｖ0 の貯留切削液を逆止弁（３ｂ）を介して，主軸ユニット（２）に供給し，切削液供給量（Ｑ）はＱ＝Ｆｖ0 （ｃｃ／ｓｅｃ）で定まる事を特徴とする。
【００１６】
本発明の実施例の切削液自動供給装置において，切削液の最適な供給条件は，加工すべきワークの材質，刃物工具としてのツール（１）の種類・寸法，加工・切削工程条件等によるだけでなく，加工作業を開始する初期運転時間（ＴＩ），そしてその後の定常運転時間（ＴＣ）等の様な，運転中の時間的変化に対応する供給条件も，該ツールが初使用のツールであるか，或いは既に使用した経験を持つ既使用ツールであるかにも依存し，各該ツール毎に供給する切削液供給量（Ｑ）に対する，運転中の時間的変化による最適な供給条件を予め設定する必要があり，例えば図２（Ａ）に示す様に，ツール番号：Ｔ０１のドリル径１０ｍｍに対し，該ツールが既使用ツールの場合，初期運転時間：ＴＩ＝３ｓｅｃに対し，切削液供給量：ＱTI＝２０ｃｃ／時（ｈｒ）とし，その後の定常運転時間（ＴＣ）では切削液供給量：ＱTC＝１０ｃｃ／ｈｒを採用し，初期運転時間においては，ワークと使用ツール間の切削面との”なじみ”が定常状態になるまでは，ＱTI＞ＱTCを要し，供給ポンプ（３ｃ）の作動当たりの切削液貯留容積をｖ0 ＝０．００４２（ｃｃ）とし，Ｑ＝Ｆｖ0 （ｃｃ／ｓｅｃ）を得るために，可変周波数発生手段（５ｃ）からの出力周波数信号：Ｆ（パルス／ｓｅｃ）に対応する，入力電圧信号：Ｖin（ｖ）を自動供給制御部（５ｂ）から出力制御し，図２（Ａ）に示す様なＶinの制御信号を確保し，そして図２（Ｂ）に示す様に，ツール番号：Ｔ０１のドリル径１０ｍｍに対し，該ツールが初使用ツールの場合，初期運転時間：ＴＩ＝５ｓｅｃに対し，切削液供給量：ＱTI＝３０ｃｃ／時（ｈｒ）とし，その後の定常運転時間（ＴＣ）では切削液供給量：ＱTC＝１０ｃｃ／ｈｒを採用し，このように，初使用ツールの場合は，図２（Ａ）に示す既使用ツールの場合に比べて，初期運転時間：ＴＩも長く，また対応する切削液供給量：ＱTIも大きく設定する必要があり，これは初使用ツールの場合は，該ツール内孔部へ切削液が付着していないので，それだけ多めに切削液を供給する必要があり，特にワークと使用ツール間の切削面との摩擦による熱の発生が，既使用ツールの場合に比べて大きくなるのに起因する。
【００１７】
本発明の実施例の切削液自動供給装置において，切削液の供給条件の設定表示画面として，図３に示す様な流量設定画面を表示手段（７）を用いて表示し，各種のツール番号：Ｔ−ｎ毎に，固定した初期運転時間：ＴＩ＝３ｓｅｃに対する既使用ツールの切削液供給量：ＱTI，そして固定した初期運転時間：ＴＩ＝５ｓｅｃに対する初使用ツールの切削液供給量：ＱTIを設定し，既使用ツール及び初使用ツールに対応する定常運転時間（ＴＣ）では同一な切削液供給量：ＱTCを採用し，予めキーボード等の入力手段（６）で入力し，記憶手段（８）に格納し，制御手段（５）の主制御部（５ａ）でツール（１）を指定選択する毎に，該ツールに対応する最適な供給条件を選択し，自動供給制御部（５ｂ）から所定の該切削液供給量（Ｑ）を該ツールに供給する事を特徴とする。
【００１８】
【発明の効果】
本発明は，以上説明した様な形態で実施され，以下に記載される様な効果を有する。
【００１９】
本発明の切削液自動供給装置は，切削液供給手段を用い，切削液供給量の運転中の時間的変化による最適な供給条件を確保することができ，ツールが初使用のツールであるか，或いは既に使用した経験を持つ既使用ツールであるかにも対処できるので，各該ツール毎に最適な供給条件を予め設定し，自動的に選択・確保する効果を有する。
【００２０】
本発明の切削液自動供給装置は，最小量切削液供給（ＭＱＬ）システムを装備したマシニングセンター・ＮＣ型工作機械等に適用することもでき，最適な供給条件を予め設定し，自動的に確保できるので，良好な切削性を得るのが容易で，且つツールの長寿命を確保でき，無駄な切削液を浪費せず，環境に優しい，いわゆる完全なドライ切削システムの確保が容易である効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す，切削液自動供給装置の一部欠載ブロック概略構成説明図。
【図２】本発明の実施例を示す，切削液自動供給装置を用いたツール番号：Ｔ０１に対し予め定めた流量設定条件もとでの，可変周波数発生手段（５ｃ）を制御する入力電圧信号：Ｖin，及びその出力周波数信号：Ｆ，そして切削液供給手段（３）から供給する切削液供給量：Ｑの時間ｔ変化を示す，（Ａ）は既使用ツールに対する切削液の供給状態，なおここで初期運転流量設定時間：ＴＩ＝３ｓｅｃ，その後の時間を定常運転流量設定時間：ＴＣとし，そして（Ｂ）は初使用ツールに対する切削液の供給状態，なおここで初期運転流量設定時間：ＴＩ＝５ｓｅｃとした。
【図３】本発明の実施例を示す，切削液自動供給装置を用いる各種ツールに対する，流量設定画面。
【符号の説明】
１    ツール
２    主軸ユニット
２ａ  ミスト発生手段
２ｂ  回転継手
３    切削液供給手段
３ａ  切削液タンク
３ｂ  逆止弁
３ｃ  供給ポンプ
３ｄ  圧縮空気供給弁
４    圧縮空気供給源
５    制御手段
５ａ  主制御部
５ｂ  自動供給制御部
５ｃ  可変周波数発生手段
６    入力手段
７    表示手段
８    記憶手段
ｖ0   供給ポンプ（３ｃ）の１回作動当たりの切削液供給量
Ｖin  可変周波数発生手段（５ｃ）への入力電圧信号
Ｆ    可変周波数発生手段（５ｃ）からの出力周波数信号
Ｑ    切削液供給手段（３）から供給する切削液供給量
ＱTI  初期運転流量設定時間の切削液供給量
ＱTC  定常運転流量設定時間の切削液供給量
ＴＩ  初期運転流量設定時間
ＴＣ  定常運転流量設定時間
【図１】
0003608152.tif 000002
【図２】
0003608152.tif 000003
【図３】
0003608152.tif 000004