(57)【要約】【課題】リリーフ弁より無駄な余剰液が排出されないようにポンプ駆動用のモータを制御して、省エネルギ化を図れる液供給装置を提供する。【解決手段】タンク３２内のクーラント液Ｌを、モータ３５により駆動するポンプ３４によって吐出通路３３より工作機械１２の工具１４に供給する。ポンプ３４から吐出通路３３に吐出した液の吐出圧力を圧力センサ３８により検出する。制御盤４１は、この吐出圧力が工作機械１２から指令した目標圧力と等しくなるように、モータ３５の回転速度をフィードバック制御する。クーラント液Ｌを吐出通路３３からタンク３２へ戻すバイパス通路４５のリリーフ弁４３は、制御盤４１による制御でポンプ３４から吐出可能な最大吐出圧力よりも、高く設定する。【選択図】　　　　図１
2004036421.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インバータの出力周波数により回転速度を制御されるモータによりポンプを駆動し、
このポンプによりタンクから吐出通路に吐出された液の吐出圧力を圧力センサにより検出してフィードバックし、
この検出された吐出圧力が、液をタンクにバイパス可能なリリーフ弁の設定圧力よりも低く設定された一定の目標圧力と等しくなるように、フィードバックされた吐出圧力と目標圧力との誤差信号によりインバータの出力周波数を制御する
ことを特徴とする液供給方法。
【請求項２】
ポンプから吐出通路に吐出された液は、工作機械の工具に設けられた噴射ノズルに供給されるクーラント液であり、
目標圧力は、工作機械から与えられる
ことを特徴とする請求項１記載の液供給方法。
【請求項３】
吐出圧力が安定した時点のインバータの出力周波数を一定の目標周波数として記憶し、
インバータにてモニタリングされた現在の出力周波数をフィードバックして、インバータの出力周波数を一定の目標周波数に制御する
ことを特徴とする請求項１または２記載の液供給方法。
【請求項４】
インバータの出力周波数を一定に制御しているときに目標圧力を変更する場合は、
圧力センサにより検出されてフィードバックされた吐出圧力と、変更された一定の目標圧力との誤差信号によりインバータの出力周波数を制御して吐出圧力を一定の目標圧力に制御し、
吐出圧力が安定した時点のインバータの出力周波数を新たな一定の目標周波数として記憶し、
インバータにてモニタリングされた現在の出力周波数をフィードバックして、このインバータの出力周波数を新たな一定の目標周波数に制御する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の液供給方法。
【請求項５】
吐出圧力を一定の目標圧力に制御する圧力一定制御モードと、インバータの出力周波数を一定の目標周波数に制御する周波数一定制御モードとを自動的に切替える
ことを特徴とする請求項４記載の液供給方法。
【請求項６】
工作機械の工具はドリルであり、
ドリル加工の食い付き時に吐出圧力を下げ、
食い付き後に吐出圧力を上昇復帰させる
ことを特徴とする請求項２乃至５のいずれか記載の液供給方法。
【請求項７】
工作機械の工具はドリルであり、
このドリルによるセラミックの穴加工時にて、ドリル突抜け際に吐出圧力を低下させる
ことを特徴とする請求項２乃至６のいずれか記載の液供給方法。
【請求項８】
クーラント液を収容するタンクと、
このタンク内のクーラント液を吐出通路より工作機械の工具に供給するポンプと、
このポンプを駆動するモータと、
ポンプから吐出通路に吐出された液の吐出圧力を検出する圧力センサと、
この圧力センサで検出された吐出圧力が工作機械から指令された目標圧力と等しくなるようにモータの回転速度をフィードバック制御する制御盤と、
吐出通路からタンクへ戻されるバイパス通路に設けられ制御盤により制御されてポンプから吐出可能な最大吐出圧力よりも高く設定されたリリーフ弁と
を具備したことを特徴とする液供給装置。
【請求項９】
モータは、回転速度を電源周波数により可変制御されるものであり、
制御盤は、モータの電源周波数を連続的に制御可能のインバータを備えた
ことを特徴とする請求項８記載の液供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転速度が可変制御されるモータによりポンプを駆動する液供給方法および液供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４に示されるように、高圧クーラントユニット１１は、工作機械１２のクーラントタンク１３よりクーラント液（以下、単に「液」という）Ｌを取り込み、この液Ｌ内の切粉を除去した後に、液Ｌを工作機械１２のドリルなどの工具１４に穿設された噴射ノズル１５に対し高圧で供給する液供給装置である。
【０００３】
これにより、工具１４の切削点の冷却、工具接触点の潤滑、切り屑の排出および破断の効果が大きくなるため、高速切削による加工時間の短縮、安定した工具寿命と加工精度を得ることができる。
【０００４】
従来の高圧クーラントユニット１１は、次のようなものである。
【０００５】
（１）高圧ポンプの吐出流量
これまでの高圧クーラントユニット１１は、タンク１６上に、商用電源からの電力により作動するモータ１７によって駆動される定量型の高圧ポンプ（以下、単に「ポンプ」という）１８を使用しており、このポンプ１８は、ほぼ一定の回転速度で回転している。
【０００６】
このような定量型のポンプ１８は、モータ１７の回転速度によって吐出流量がほとんど決まってしまう。なお、実際には高圧になるほど、漏れ量が徐々に増える。
【０００７】
（２）高圧ポンプの吐出圧力
ポンプ１８から吐出通路１９に吐出された液の最大吐出圧力（仕様圧力）は、ポンプ１８の吐出口に取付けられたリリーフ弁２１によって決まる。このリリーフ弁２１は、吐出圧力が仕様圧力になるように圧力計２２を見ながら調整される。
【０００８】
（３）装置高圧吐出口の吐出流量
ポンプ１８より吐出された液は、アキュムレータ２３によりポンプ吐出圧力変動を平滑化された後、装置高圧吐出口２４より外部に供給されるが、高圧クーラントユニット１１の場合は、工作機械１２の主軸部に送られ、最終的にはオイルホール付きドリルなどの工具１４に穿設された噴射ノズル１５の先端から噴射される。
【０００９】
装置高圧吐出口２４からの吐出流量は、この時の噴射ノズル１５の径と吐出圧力で決まる。装置高圧吐出口２４からの吐出流量がポンプ１８の吐出流量より少ない場合（吐出圧力が仕様圧力とほぼ等しい場合）は、余剰となったポンプ１８の吐出液が、全てリリーフ弁２１のバイパス出口２５より排出され、パイパス通路２６を経てタンク１６に戻されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
この従来型の高圧クーラントユニット１１では、リリーフ弁２１のバイパス出口２５より排出された余剰液により、以下のような無駄が発生している。
【００１１】
（１）余剰液も大きな圧カエネルギを持つため、その分が電力の無駄になる。
【００１２】
（２）余剰液がタンク１６に戻された時に、圧カエネルギが熱エネルギに変わるので液温が上昇する。
【００１３】
（３）工作機械１２には、クーラント液冷却用クーラーが設置される場合が多いが、余剰液が発生する熱を液冷却用クーラーが冷却することにより、その分が電力の無駄になる。
【００１４】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、リリーフ弁より無駄な余剰液が排出されないようにポンプ駆動用のモータを制御して、省エネルギ化を図ることができる液供給方法および液供給装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された発明は、インバータの出力周波数により回転速度を制御されるモータによりポンプを駆動し、このポンプによりタンクから吐出通路に吐出された液の吐出圧力を圧力センサにより検出してフィードバックし、この検出された吐出圧力が、液をタンクにバイパス可能なリリーフ弁の設定圧力よりも低く設定さた一定の目標圧力と等しくなるように、フィードバックされた吐出圧力と目標圧力との誤差信号によりインバータの出力周波数を制御する液供給方法であり、圧力センサで検出された吐出圧力が、リリーフ弁の設定圧力よりも低く設定された一定の目標圧力と等しくなるように、ポンプ駆動用のモータの回転速度を制御するインバータの出力周波数を制御するので、リリーフ弁を経てタンクに戻される無駄な液をなくすことができ、省エネルギを図ることができる。
【００１６】
請求項２に記載された発明は、請求項１記載の液供給方法において、ポンプから吐出通路に吐出された液が、工作機械の工具に設けられた噴射ノズルに供給されるクーラント液であり、目標圧力は、工作機械から与えられる液供給方法であり、工作機械から指令された目標圧力に対して、ポンプから吐出された吐出圧力を検出してフィードバックし、検出された吐出圧力が目標圧力と等しくなるように、ポンプ駆動用のモータの回転速度を制御するインバータの出力周波数を制御して、圧力一定制御されたクーラント液を工具の噴射ノズルに供給するので、工具に合った最適な吐出圧力を使用でき、これまで高圧を使用できなかった工具が使用できるようになるなど、加工の高速化、工具の長寿命化に貢献できる。また加工の自由度が増える。
【００１７】
請求項３に記載された発明は、請求項１または２記載の液供給方法において、吐出圧力が安定した時点のインバータの出力周波数を一定の目標周波数として記憶し、インバータにてモニタリングされた現在の出力周波数をフィードバックして、インバータの出力周波数を一定の目標周波数に制御する液供給方法であり、インバータの出力周波数を一定の目標周波数に制御するので、圧力を一定に制御する場合の周波数可変制御において生じる不安定なハンチングを防止でき、安定した制御動作を確保できる。
【００１８】
請求項４に記載された発明は、請求項１乃至３のいずれか記載の液供給方法において、インバータの出力周波数を一定に制御しているときに目標圧力を変更する場合は、圧力センサにより検出されてフィードバックされた吐出圧力と、変更された一定の目標圧力との誤差信号によりインバータの出力周波数を制御して吐出圧力を一定の目標圧力に制御し、吐出圧力が安定した時点のインバータの出力周波数を新たな一定の目標周波数として記憶し、インバータにてモニタリングされた現在の出力周波数をフィードバックして、このインバータの出力周波数を新たな一定の目標周波数に制御する液供給方法であり、インバータの出力周波数を一定の目標周波数に制御する周波数一定制御モードにおいても、この周波数一定制御モードを、圧力センサにより検出された吐出圧力を一定の目標圧力に制御する圧力一定制御モードにいったん切替えることで、目標圧力を途中で変更することができる。
【００１９】
請求項５に記載された発明は、請求項４記載の液供給方法において、吐出圧力を一定の目標圧力に制御する圧力一定制御モードと、インバータの出力周波数を一定の目標周波数に制御する周波数一定制御モードとを自動的に切替える液供給方法であり、圧力一定制御モードと周波数一定制御モードとの自動切替機能により、工作機械などを用いる側の加工プログラムを単純化することができ、使い易くなる。
【００２０】
請求項６に記載された発明は、請求項２乃至５のいずれか記載の液供給方法において、工作機械の工具はドリルであり、ドリル加工の食い付き時に吐出圧力を下げ、食い付き後に吐出圧力を上昇復帰させる液供給方法であり、ドリル加工の食い付き時に吐出圧力を下げることで、食い付き前の吐出圧力による誤差発生を防止でき、ドリル加工された穴位置の精度を向上できる。
【００２１】
請求項７に記載された発明は、請求項２乃至６のいずれか記載の液供給方法において、工作機械の工具はドリルであり、このドリルによるセラミックの穴加工時にて、ドリル突抜け際に吐出圧力を低下させる液供給方法であり、ドリルによるセラミックの穴加工時にて、ドリル突抜け際に吐出圧力を低下させることで、吐出圧力によるセラミックの欠けを防止できる。
【００２２】
請求項８に記載された発明は、クーラント液を収容するタンクと、このタンク内のクーラント液を吐出通路より工作機械の工具に供給するポンプと、このポンプを駆動するモータと、ポンプから吐出通路に吐出された液の吐出圧力を検出する圧力センサと、この圧力センサで検出された吐出圧力が工作機械から指令された目標圧力と等しくなるようにモータの回転速度をフィードバック制御する制御盤と、吐出通路からタンクへ戻されるバイパス通路に設けられ制御盤により制御されてポンプから吐出可能な最大吐出圧力よりも高く設定されたリリーフ弁とを具備した液供給装置であり、圧力センサで検出された吐出圧力が一定になるように制御盤によりモータの回転速度が制御され、リリーフ弁は、制御盤により制御されてポンプから吐出可能な最大吐出圧力よりも高く設定されているので、リリーフ弁を経てタンクに戻される無駄な液がなくなるように制御でき、省エネルギを図ることができる。
【００２３】
請求項９に記載された発明は、請求項８記載の液供給装置におけるモータが、回転速度を電源周波数により可変制御されるものであり、制御盤は、モータの電源周波数を連続的に制御可能のインバータを備えた液供給装置であり、インバータを用いるため、周波数を特定なものに限定されないので、ポンプおよびモータの性能をフルに活用でき、装置の性能を向上できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図１乃至図３に示された一実施の形態を参照しながら詳細に説明する。
【００２５】
（１）構成
図１は、圧力可変型高圧クーラントユニット３１を示し、従来の高圧クーラントユニット１１と同様に、工作機械１２のクーラントタンク１３よりクーラント液（以下、単に「液」という）Ｌを取り込み、この液Ｌ内の切粉を図示しない切粉除去手段により除去した後に、液Ｌを工作機械１２のドリルなどの工具１４の噴射ノズル１５に対し高圧で供給する液供給装置である。
【００２６】
圧力可変型高圧クーラントユニット３１の下部には、液Ｌを収容するタンク３２が配置され、このタンク３２内の液Ｌを吸込み吐出通路３３に吐出して工作機械１２の工具１４に加圧供給するポンプとしての定量型の高圧ポンプ（以下、単に「ポンプ」という）３４が設けられている。
【００２７】
このポンプ３４の駆動軸には、このポンプ３４を駆動するモータ３５が接続されている。このモータ３５は、回転速度を電源周波数により可変制御される誘導電動機などである。
【００２８】
吐出通路３３には、圧力計３６と、ポンプ吐出圧力の変動を平滑化するアキュムレータ３７と、ポンプ３４から吐出通路３３に吐出された液の吐出圧力を検出する圧力センサ３８とが、それぞれ接続されている。
【００２９】
この圧力センサ３８で検出された吐出圧力に基づきポンプ駆動用のモータ３５をフィードバック制御する制御盤４１を設置する。すなわち、圧力センサ３８は、制御盤４１の入力端子の１つに電線を経て接続され、また、この制御盤４１の出力端子の１つは、電線を経てモータ３５に接続されている。
【００３０】
この制御盤４１は、工作機械１２の制御装置４２とも電線を経て接続され、圧力センサ３８で検出されたポンプ３４からの吐出圧力が、工作機械１２の制御装置４２から指令された目標圧力と等しくなるように、ポンプ駆動用のモータ３５の回転速度をフィードバック制御する。
【００３１】
吐出通路３３にはリリーフ弁４３が設けられ、このリリーフ弁４３のバイパス出口４４にはタンク３２へ戻されるバイパス通路４５が設けられている。このリリーフ弁４３が吐出通路３３の液圧上昇に反応してバイパス出口４４よりタンク３２へ液を戻すリリーフ設定圧力は、制御盤４１により制御されてポンプ３４から吐出可能な最大吐出圧力（仕様圧力）よりも高く設定する。
【００３２】
このようにリリーフ弁４３の設定圧力を最大吐出圧力より高く設定し、ポンプ３４の保護用として使用する点は、従来の最大吐出圧力を決定するリリーフ弁２１と異なる。
【００３３】
制御盤４１は、図２に示されるように、ポンプ３４を駆動するモータ３５の回転速度を可変制御するためにモータ３５の電源周波数を連続的に可変制御可能のインバータ４７と、このインバータ４７の出力周波数を圧力一定制御モードまたは周波数一定制御モードでフィードバック制御する制御基板４８とを具備している。
【００３４】
すなわち、この図２に示されるように、制御基板４８は、制御回路用の電源回路５１、入力信号絶縁回路５２および出力信号絶縁回路５３などとともに設けられた、圧力一定制御モード系５４および周波数一定制御モード系５５を備えている。
【００３５】
圧力一定制御モード系５４は、目標とする吐出圧力、すなわち目標圧力を目標値として入力する手段として、工作機械１２側に設けられた複数の吐出圧力選択スイッチ６１，６２，６３が、入力信号絶縁回路５２を経て吐出圧力選択回路６４の入力側に接続され、この吐出圧力選択回路６４には、この制御盤４１側でも吐出圧力の設定を可能とする吐出圧力設定回路６５が接続され、さらに、吐出圧力選択回路６４の出力側がモード切替用の接点６６を経て、比較器６７の＋側に接続されている。
【００３６】
一方、圧力センサ３８により検出されたポンプ３４の吐出圧力、すなわち検出圧力をフィードバックする手段として、電流をインバータ４７の周波数制御変数である電圧に変換する信号変換回路６８と、この信号変換回路６８に接続されたモード切替用の接点６９とが設けられ、この接点６９は、比較器６７の−側に接続されている。
【００３７】
そして、この比較器６７の出力側は、比例回路７１ａおよび積分回路７１ｂ、すなわち比例積分回路７１を経てインバータ４７の周波数指令端子７２に接続されている。
【００３８】
次に、周波数一定制御モード系５５は、目標とする周波数、すなわち目標周波数を目標値として入力する手段として、工作機械１２側に設けられた周波数一定制御モードを指令するための指令スイッチ７４が、入力信号絶縁回路５２を経て周波数一定指令制御回路７５に接続され、この周波数一定指令制御回路７５の出力側には電圧記憶回路７６が接続されている。
【００３９】
この電圧記憶回路７６は、圧力センサ３８により検出された検出圧力が目標圧力に到達した時点での、インバータ４７の周波数モニタ端子７７から取込まれたインバータ出力周波数を電圧値として記憶するものであり、この電圧記憶回路７６の出力側が、目標周波数を電圧値で指令するための目標周波数指令ライン７８を介しモード切替用の接点７９に接続され、さらに前記比較器６７の＋側に接続されている。
【００４０】
一方、周波数一定制御モードにおける現在のインバータ出力周波数をフィードバックする手段として、インバータ４７の周波数モニタ端子７７から周波数フィードバック信号を電圧値で取出す周波数フィードバックライン８１が、モード切替用の接点８２に接続され、さらに、前記比較器６７の−側に接続されている。この比較器６７が、比例積分回路７１を経てインバータ４７の周波数指令端子７２に接続されている点は既に説明したとおりである。
【００４１】
また、前記周波数一定指令制御回路７５に対して、周波数一定制御モードと圧力一定制御モードとを切替えるためのモード切替手段８３が設けられている。
【００４２】
このモード切替手段８３は、工作機械側の吐出圧力選択スイッチ６１，６２，６３に入力信号絶縁回路５２を経て接続された吐出圧力変更検出回路８４と、比較器６７の出力側に接続された目標圧力到達検出回路８５とが、周波数一定指令制御回路７５に対して接続されている。
【００４３】
吐出圧力変更検出回路８４は、目標圧力が変更されたことを検出して周波数一定制御モードを圧力一定制御モードへと切替えるためのものであり、また、目標圧力到達検出回路８５は、比較器６７の出力信号から、圧力センサ３８により検出された検出圧力が目標圧力に到達したことを検出して、圧力一定制御モードを周波数一定制御モードへと切替えるためのものである。
【００４４】
さらに、電圧記憶回路７６から、圧力一定制御モード用の接点６６，６９と、周波数一定制御モード用の接点７９，８２とを切換えるためのモード切替信号ライン８６が引出されている。
【００４５】
なお、工作機械側のポンプ運転スイッチ８７が、入力信号絶縁回路５２、出力信号絶縁回路５３を経て、インバータ４７の運転／停止端子８８に接続され、また、インバータ４７の異常出力端子８９が、制御基板４８上のラインを経て工作機械側に接続されている。
【００４６】
次に、図３（Ａ）、（Ｂ）に示されたフローチャートを参照して、図２の回路動作を説明する。なお、フローチャートにおける丸数字は、ステップ番号を表わす。
【００４７】
（ステップ１）
吐出圧力選択スイッチ６１，６２，６３または吐出圧力設定回路６５により目標圧力を設定する。
【００４８】
（ステップ２）
ポンプ運転スイッチ８７をオン操作して、ポンプを起動する。
【００４９】
（ステップ３）
このとき、自動的に圧力一定制御モード系５４が機能して、圧力一定制御モードで立上がる。
【００５０】
（ステップ４）
圧力センサ３８により、ポンプ３４からの吐出圧力を検出する。
【００５１】
（ステップ５）
検出圧力が目標圧力に到達したか否かを常に監視し、到達するまで、圧力一定制御モードを継続する。
【００５２】
（ステップ６）
検出圧力が目標圧力に到達した時点で、目標圧力到達検出回路８５、周波数一定指令制御回路７５、電圧記憶回路７６およびモード切替信号ライン８６により、圧力一定制御モードが周波数一定制御モードに自動的に切替わり、周波数一定制御モード系５５が機能する。
【００５３】
（ステップ７）
工作機械１２の工具１４による加工を行なう。
【００５４】
（ステップ８）
加工中は、吐出圧力変更検出回路８４により、目標圧力が変更されたか否かを常に監視している。
【００５５】
目標圧力が変更された場合は、ステップ３に戻り、吐出圧力変更検出回路８４、周波数一定指令制御回路７５、電圧記憶回路７６およびモード切替信号ライン８６により、周波数一定制御モードが圧力一定制御モードに自動的に切替わる。
【００５６】
（ステップ６−１）
周波数一定制御モードでは、検出圧力が目標圧力に到達した時点を目標圧力到達検出回路８５により検出できるが、この時点におけるインバータ出力周波数を電圧記憶回路７６により記憶する。
【００５７】
（ステップ６−２）
電圧記憶回路７６により記憶されたインバータ出力周波数を一定の目標周波数として、現在のインバータ出力周波数をフィードバック制御する。
【００５８】
（２）吐出圧力
このように、工作機械１２からの電気信号により吐出圧力の変更ができる。なお、図２に示された実施の形態は、３ビットデジタル信号で圧力を８段階に可変できるものであるが、シリアル通信や、アナログ信号を使用すれば、圧力を連続的に変化させることも可能である。
【００５９】
この吐出圧力を固定する場合は、工作機械１２から指令された一定の目標圧力に対して、圧カセンサ３８で検出された吐出圧力すなわち検出圧力が等しくなるように、モータ３５の回転速度を制御するためのインバータ４７の出力周波数を可変制御するフィードバック制御を行なっている（圧力一定制御モード）。
【００６０】
（３）吐出流量
吐出流量は、吐出圧力と噴射ノズル１５の径で決まる。この圧力可変型高圧クーラントユニット３１の場合は、圧力センサ３８で検出された検出圧力が目標圧力と等しくなるようにインバータ４７の周波数が変化する。
【００６１】
この目標圧力は、リリーフ弁４３の設定圧力よりも低く設定されている。言い換えると、リリーフ弁４３の設定圧力は、制御盤４１により制御されるポンプ３４から吐出可能な最大吐出圧力（仕様圧力）より高く設定されているので、バイパス出口４４より無駄な液が流出せず、結局、噴射ノズル１５より吐出される流量と、高圧ポンプ３４より吐出される流量とが常に等しくなる。
【００６２】
なお、インバータ４７からの出力周波数を一定の目標周波数にフィードバック制御する場合は、モータ回転速度が一定に制御される（周波数一定制御モード）。
【００６３】
（４）周波数固定機能
本装置は、圧力一定制御モードと周波数一定制御モードの切替えが可能になっている。
【００６４】
周波数一定制御モードは、以下の場合に使用する。
【００６５】
ａ．高速穴加工を連続して行なう場合、工具１４が被削材の穴の中にあるときは、工具１４の先端が被削材に塞がれているため噴射圧力が上昇する傾向にあり、穴の外に出た時は噴射圧力が元に戻る。
【００６６】
このときに、最近の工作機械はあまりにも高速であるため、圧力一定制御回路が応答しきれない場合があり、圧力一定制御のための周波数可変制御において不安定なハンチングが生じるおそれがある。
【００６７】
このような場合は、一時的に圧力一定制御モードで吐出を開始した後、周波数一定制御モードに変更すると、加工中の噴射圧力は多少変動するが、制御回路は非常に安定した動作となる。
【００６８】
ｂ．工具１４の先端が被削材によって塞がれているときに、噴射圧力が上昇することが加工にとって都合が良い場合は、周波数一定制御モード系５５は、まず圧力一定制御モードで高圧ポンプ３４を起動し、圧力が目標値に到達したときのインバータ４７の出力周波数（電圧モニタ０〜１０Ｖ）を記憶する。
【００６９】
記憶完了後、比例積分回路（ＰＩ回路）７１の入力を切替えることにより、周波数一定制御モードにする。
【００７０】
この周波数一定制御モードでは、記憶したインバータ出力周波数を目標値とし、現在のインバータ出力周波数をフィードバック値としてフィードバック制御がなされる。
【００７１】
（５）周波数一定制御モードと圧力一定制御モードのモード自動切替機能
周波数一定制御モードで使用する場合、単純に周波数一定指令信号の状態で切替えることが制御的にも単純で簡単であるが、使用するユーザーが、周波数一定制御モードで加工し、途中で目標圧力を変更し、再度、周波数一定制御モードで加工し、加工を終了する場合は、以下のようなプログラム操作が必要になる。
【００７２】
１．圧力一定制御モードでポンプ３４を起動する。
【００７３】
２．吐出圧力が目標圧力に到達するまで、１秒程度待つ。
【００７４】
３．周波数一定制御モードに切替える。
【００７５】
４．加工を行なう。
【００７６】
５．途中で目標圧力を変更したい場合は、圧力一定制御モードに切替える。
【００７７】
６．吐出圧力を変更する。
【００７８】
７．吐出圧力が安定するまで、１秒程度待つ。
【００７９】
８．周波数一定制御モードに切替える。
【００８０】
９．加工を行なう。
【００８１】
１０．加工が終了したら、圧力一定制御モードに戻す。
【００８２】
このような複雑な処理を単純化して使い易くしたものが、吐出圧力変更検出回路８４、目標圧力到達検出回路８５および周波数一定指令制御回路７５などによるモード自動切替機能である。このモード自動切替機能を使用して、上記と同じ操作を行なうと、以下のようになる。
【００８３】
１．目標圧力を設定して、周波数一定制御モードで高圧ポンプ３４を起動する。
【００８４】
２．吐出圧力が目標圧力に到達するまで、１秒程度待つ。このとき、自動的に圧力一定制御モードで立ち上がり、目標圧力に到達すると周波数一定制御モードになる。
【００８５】
３．加工を行なう。
【００８６】
４．目標圧力を変更する。
【００８７】
５．吐出圧力が安定するまで、１秒程度待つ。このとき、自動的に圧力一定制御モードに切替わり、吐出圧力が目標圧力に到達すると周波数一定制御モードになる。
【００８８】
６．加工を行なう。
【００８９】
このモード自動切替機能により、圧力一定制御モードと周波数一定制御モードとの手動切替が不要となり、工作機械１２を用いるユーザー側の加工プログラムが単純化され、使い易くなる。
【００９０】
（６）省エネルギ効果
この圧力可変型高圧クーラントユニット３１は、リリーフ弁４３のバイバス出口４４より無駄な液が流出しないようになるので、大幅な省エネルギ効果が期待できる。
【００９１】
実際は、工作機械１２の主軸に取付けられた工具１４の噴射ノズル１５の径によって吐出流量が変化するので、省エネルギ効果も変化する。
【００９２】
以下の表１は、実験値であるが、従来の高圧クーラントユニット１１（吐出圧力７ＭＰａ、周波数６０Ｈｚ）と、本発明に係る圧力可変型高圧クーラントユニット３１（吐出圧力７ＭＰａ）とを比較したものである。
【００９３】
【表１】
2004036421.tif 000003
【００９４】
また、従来型高圧クーラントユニット１１を用いたときのクーラント液の液温上昇を冷却用クーラーで冷却する場合は、クーラーの電力分も省エネルギとなる。
【００９５】
（７）加工上の効果
以下のような、加工上の効果がある。
【００９６】
ａ．インバータ４７を使用するため、周波数を特定なものに限定されないので、ポンプ３４、モータ３５の性能をフルに活用でき、装置の性能を向上できる。
【００９７】
ｂ．ドリル加工の食い付き時に吐出圧力を下げ、食い付き後に吐出圧力を上げれば、食い付き前の吐出圧力による誤差発生を防止でき、ドリル加工された穴位置の精度を向上できる。
【００９８】
ｃ．ドリルによるセラミックの穴加工時にて、ドリル突抜け際に吐出圧力を低下させることで、吐出圧力によるセラミックの欠けを防止できる。
【００９９】
ｄ．工具１４に合った最適な吐出圧力を使用でき、これまで高圧を使用できなかった工具が使用できるようになるなど、加工の高速化、工具の長寿命化に貢献できる。また加工の自由度が増える。
【０１００】
ｅ．工作機械１２に取付ける工具にもよるが、従来型高圧クーラントユニット１１に比べて、高圧ポンプ３４の累積回転数が大幅に少なくなり、高圧ポンプの寿命延長につながる。
【０１０１】
以上のように、インバータ４７の出力周波数により回転速度を制御されるモータ３５によりポンプ３４を駆動し、このポンプ３４によりタンク３２から吐出通路３３に吐出された液の吐出圧力を圧力センサ３８により検出してフィードバックし、この検出された吐出圧力が、液をタンク３２にバイパス可能なリリーフ弁４３の設定圧力よりも低く設定された一定の目標圧力と等しくなるように、フィードバックされた吐出圧力と目標圧力との誤差信号によりインバータ４７の出力周波数を制御する。
【０１０２】
ポンプ３４から吐出通路３３に吐出された液は、工作機械１２の工具１４に設けられた噴射ノズル１５に供給されるクーラント液であり、目標圧力は、工作機械１２から与えられる。
【０１０３】
吐出圧力が安定した時点のインバータ４７の出力周波数を一定の目標周波数として記憶し、インバータ４７にてモニタリングされた現在の出力周波数をフィードバックして、インバータ４７の出力周波数を一定の目標周波数に制御する。
【０１０４】
インバータ４７の出力周波数を一定に制御しているときに目標圧力を変更する場合は、圧力センサ３８により検出されてフィードバックされた吐出圧力と、変更された一定の目標圧力との誤差信号によりインバータ４７の出力周波数を制御して吐出圧力を一定の目標圧力に制御し、吐出圧力が安定した時点のインバータ４７の出力周波数を新たな一定の目標周波数として記憶し、インバータ４７にてモニタリングされた現在の出力周波数をフィードバックして、このインバータ４７の出力周波数を新たな一定の目標周波数に制御する。
【０１０５】
吐出圧力を一定の目標圧力に制御する圧力一定制御モードと、インバータ４７の出力周波数を一定の目標周波数に制御する周波数一定制御モードとを自動的に切替える。
【０１０６】
工作機械１２の工具１４がドリルである場合は、ドリル加工の食い付き時に吐出圧力を下げ、食い付き後に吐出圧力を上昇復帰させる。また、ドリルによるセラミックの穴加工時にて、ドリル突抜け際に吐出圧力を低下させる。
【０１０７】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、圧力センサで検出された吐出圧力が、リリーフ弁の設定圧力よりも低く設定された一定の目標圧力と等しくなるように、ポンプ駆動用のモータの回転速度を制御するインバータの出力周波数を制御するので、リリーフ弁を経てタンクに戻される無駄な液をなくすことができ、省エネルギを図ることができる。
【０１０８】
請求項２記載の発明によれば、工作機械から指令された目標圧力に対して、ポンプから吐出された吐出圧力を検出してフィードバックし、検出された吐出圧力が目標圧力と等しくなるように、ポンプ駆動用のモータの回転速度を制御するインバータの出力周波数を制御して、圧力一定制御されたクーラント液を工具の噴射ノズルに供給するので、工具に合った最適な吐出圧力を使用でき、これまで高圧を使用できなかった工具が使用できるようになるなど、加工の高速化、工具の長寿命化に貢献できる。また加工の自由度が増える。
【０１０９】
請求項３記載の発明によれば、インバータの出力周波数を一定の目標周波数に制御するので、圧力を一定に制御する場合の周波数可変制御において生じる不安定なハンチングを防止でき、安定した制御動作を確保できる。
【０１１０】
請求項４記載の発明によれば、インバータの出力周波数を一定の目標周波数に制御する周波数一定制御モードにおいても、この周波数一定制御モードを、圧力センサにより検出された吐出圧力を一定の目標圧力に制御する圧力一定制御モードにいったん切替えることで、目標圧力を途中で変更することができる。
【０１１１】
請求項５記載の発明によれば、圧力一定制御モードと周波数一定制御モードとの自動切替機能により、工作機械などを用いる側の加工プログラムを単純化することができ、使い易くなる。
【０１１２】
請求項６記載の発明によれば、ドリル加工の食い付き時に吐出圧力を下げることで、食い付き前の吐出圧力による誤差発生を防止でき、ドリル加工された穴位置の精度を向上できる。
【０１１３】
請求項７記載の発明によれば、ドリルによるセラミックの穴加工時にて、ドリル突抜け際に吐出圧力を低下させることで、吐出圧力によるセラミックの欠けを防止できる。
【０１１４】
請求項８記載の発明によれば、圧力センサで検出された吐出圧力が一定になるように制御盤によりモータの回転速度が制御され、リリーフ弁は、制御盤により制御されてポンプから吐出可能な最大吐出圧力よりも高く設定されているので、リリーフ弁を経てタンクに戻される無駄な液がなくなるように制御でき、省エネルギを図ることができる。
【０１１５】
請求項９記載の発明によれば、インバータを用いるため、周波数を特定なものに限定されないので、ポンプおよびモータの性能をフルに活用でき、装置の性能を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液供給装置の一実施の形態を示す回路図である。
【図２】同上液供給装置に用いられる制御盤の内部回路を示すブロック図である。
【図３】（Ａ）は同上制御盤によるモード自動切替機能を説明するフローチャート、（Ｂ）は周波数一定制御モードを示すフローチャートである。
【図４】従来の液供給装置を示す回路図である。
【符号の説明】
Ｌ　　液
１２　　工作機械
１４　　ドリルなどの工具
１５　　噴射ノズル
３２　　タンク
３３　　吐出通路
３４　　ポンプ
３５　　モータ
３８　　圧力センサ
４１　　制御盤
４３　　リリーフ弁
４５　　バイパス通路
４７　　インバータ
【図１】
2004036421.tif 000004
【図２】
2004036421.tif 000005
【図３】
2004036421.tif 000006
【図４】
2004036421.tif 000007