(57)【要約】【課題】  工作物の加工中に供給される霧化した加工液の流量を測定することにより、工作物に適切な流量の霧化した加工液を供給して加工の安定性，加工速度及び精度の向上，工具の長寿命化を図るセミドライ加工システムを提供する。【解決手段】  加工液を霧化する霧化装置３と、霧化した加工液５４を工作物に搬送する搬送路５と、霧化した加工液５４の流量を計測すると共に計測した流量を示す流量データ信号を出力するフォグ流量計２と、流量データ信号が入力されると共に加工液を霧化するための情報を霧化データ信号として霧化装置３へ出力する制御装置４と、から構成され、制御装置４は、流量データ信号に基づいて霧化データ信号を霧化装置３へ出力することにより、流量データ信号が示す流量が予め設定された流量となるように霧化装置３を駆動制御するため、霧化された加工液５４の流量を一定に保つことができ、潤滑や熱の冷却を十分に行うことができる。【選択図】    図１
2007021608.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作物の加工時に工作物に対して供給する加工液の量を適切な値に調整するセミドライ加工システムにおいて、
該セミドライ加工システムは、少なくとも、
加工液を霧化する霧化装置と、
該霧化装置で霧化した加工液を工作物に向けて搬送する搬送路と、
該搬送路の途中に設置され且つ該搬送路内を搬送される霧化した加工液の流量を計測すると共に、計測した流量を示す流量データ信号を出力するフォグ流量計と、
該フォグ流量計から出力された前記流量データ信号が入力されると共に、前記霧化装置で加工液を霧化するための情報を霧化データ信号として前記霧化装置へ出力する制御装置と、から構成され、
該制御装置は、入力された前記流量データ信号に基づいて前記霧化データ信号を前記霧化装置へ出力することにより、前記流量データ信号が示す流量が予め設定された流量となるように前記霧化装置を駆動制御することを特徴とするセミドライ加工システム。
【請求項２】
前記フォグ流量計には、計測した流量を表示する流量表示部が備えられていることを特徴とする請求項１記載のセミドライ加工システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作物の加工時に工作物に対して供給する加工液の量を適切な値に調整するセミドライ加工システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
工作機械を用いて工作物に切削加工や研削加工等の機械加工を行なう場合、加工精度の向上と工具の寿命増大を図るため、加工点近傍に向かって設けられたノズルから油やエマルジョン等の加工液を工作物の被加工面に液状のままかけたり、または霧化して噴霧することにより、工作物と工具との潤滑及び加工により発生する熱の冷却を行なっている。しかし、供給される加工液の量が加工条件に対して適切な量でなければ、工作物と工具との潤滑や加工により発生する熱の冷却を十分に行うことができないばかりでなく、加工液の供給量が極端に少ないような場合には、工具が焼き付きを起こして破損してしまうことがある。また、加工液の供給量が多すぎるとエネルギー消費の無駄になる。このため、加工条件に合った適切な量の加工液を供給することが重要である。
【０００３】
このように、加工条件に合った適切な量の加工液を供給するためには、工作物の加工中に供給される加工液の量を計測する必要があるが、上記のような霧化した加工液の量を計測する際の方法としては、従来、
（１）加工液を霧化する際に供給するエアの圧力を示す圧力計の値から加工液の量を算出する。
（２）加工を行う前に、所定時間だけ容器に噴霧した加工液の量を計測する。
（３）加工を行う前に、所定時間だけ紙に噴霧した加工液の量を計測する。
等の方法が用いられていた。
【０００４】
しかしながら、（１）の方法では、圧力計の値から算出して間接的に加工液の量を計測するものであるため、正確に加工液の量を計測できるものではなかった。また、（２），（３）の方法では、工作物の加工中に加工液の量を計測するものではなく、供給する加工液の量を予め計測しておくものであるため、加工中に加工条件が変動したような場合には、加工前に計測した加工液の量では適正な量でなくなる可能性があり、加工が行われる間に亘って有効な値であるとはいえなかった。
【０００５】
そこで、加工中の工作物に適切に加工液を供給する方法として、上記したような霧化した加工液の量を計測することにより、適切な量の霧化した加工液を供給する方法ではなく、温度上昇，油膜の厚さ，モータの動力等の情報に基づいて、霧化した加工液の粘度を変化させるもの（例えば、特許文献１）、あるいは、貯留された加工液の増減及びこの増減の時間と霧化した加工液の消費時間との関係を監視することにより、安定した量の霧化した加工液を供給するもの（例えば、特許文献２）等が提案されている。
【特許文献１】特開２００１−２９５９８８号公報
【特許文献２】特開２００３−１３０２８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記した特許文献１及び特許文献２に係る方法の場合、いずれも霧化した加工液の量を直接計測するものではないため、最終的に供給される霧化した加工液の量が適正な量であるか否かを判断することができないという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記した事情に鑑みなされたもので、その目的とするところは、工作物の加工中に供給される霧化した加工液の流量を測定することにより、工作物に適切な流量の霧化した加工液を供給して加工の安定性，加工速度及び精度の向上，工具の長寿命化を図るセミドライ加工システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した目的を達成するために、請求項１に係る発明においては、工作物の加工時に工作物に対して供給する加工液の量を適切な値に調整するセミドライ加工システムにおいて、該セミドライ加工システムは、少なくとも、加工液を霧化する霧化装置と、該霧化装置で霧化した加工液を工作物に向けて搬送する搬送路と、該搬送路の途中に設置され且つ該搬送路内を搬送される霧化した加工液の流量を計測すると共に、計測した流量を示す流量データ信号を出力するフォグ流量計と、該フォグ流量計から出力された前記流量データ信号が入力されると共に、前記霧化装置で加工液を霧化するための情報を霧化データ信号として前記霧化装置へ出力する制御装置と、から構成され、該制御装置は、入力された前記流量データ信号に基づいて前記霧化データ信号を前記霧化装置へ出力することにより、前記流量データ信号が示す流量が予め設定された流量となるように前記霧化装置を駆動制御することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に係る発明においては、請求項１に記載のセミドライ加工システムは、前記フォグ流量計には、計測した流量を表示する流量表示部が備えられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明においては、加工液を霧化する霧化装置と、霧化装置で霧化した加工液を工作物に向けて搬送する搬送路と、搬送路の途中に設置され且つ搬送路内を搬送される霧化した加工液の流量を計測すると共に、計測した流量を示す流量データ信号を出力するフォグ流量計と、フォグ流量計から出力された流量データ信号が入力されると共に、霧化装置で加工液を霧化するための情報を霧化データ信号として霧化装置へ出力する制御装置と、から構成され、制御装置は、入力された流量データ信号に基づいて霧化データ信号を霧化装置へ出力することにより、流量データ信号が示す流量が予め設定された流量となるように霧化装置を駆動制御する。
【００１１】
このように構成することにより、加工中の工作物に対して最終的に供給される霧化した加工液の流量を計測することができ、この計測した加工液の流量のデータに基づいて、霧化装置で霧化される加工液の流量が設定された流量となるように制御装置により制御される。
【００１２】
このため、例えば、霧化した加工液の流量が減少してしまったような場合に、霧化した加工液の流量の減少が制御装置によって検知されると共に、制御装置からエアーの流量調整弁を開く旨の信号、油ポンプ，水ポンプの出力を高める旨の信号等が出力され、エアーの流量調整弁が開く、あるいは油ポンプ，水ポンプの出力が高まることにより加工液の流量が再び設定された流量となる。
【００１３】
このように、霧化された加工液の流量を一定に保つことができるため、工作物と工具との潤滑や加工により発生する熱の冷却を十分に行うことができると共に、工具が焼き付きを起こして破損してしまうことを防止することができる。これにより、加工の安定性，加工速度及び精度の向上，工具の長寿命化を図ることが可能となる。
【００１４】
また、加工液の流量が極端に減少したような場合に、制御装置から工作機械に対して停止する信号を出力するようにすることで、工作機械，工具，工作物等の破損や故障等を未然に防止することができる。
【００１５】
また、請求項２に係る発明においては、フォグ流量計には、計測した流量を表示する流量表示部が備えられている。これにより、霧化された加工液の流量を具体的な数値で表示することができるため、どれくらいの流量があるかを視覚的に認識することができ、流量調整の目安とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。まず、実施形態に係るセミドライ加工システム１の構成について図１を参照して説明する。図１は、実施形態に係るセミドライ加工システム１の構成を示す概略図であり、図２は、フォグ流量計２の正面図であり、図３は、フォグ流量計２に内蔵される異径管２１の直径方向の断面図（Ａ）及び長手方向の断面図（Ｂ）である。
【００１７】
図１において、本実施形態に係るセミドライ加工システム１は、少なくとも、加工液を霧化する油膜付水滴生成混合器（霧化装置）３と、油膜付水滴生成混合器３で霧化した加工液（油膜付水滴５４）を工作物６１に向けて搬送する搬送路５と、搬送路５の途中に設置され且つ搬送路５内を搬送される油膜付水滴５４の流量を計測すると共に、計測した流量を示す流量データ信号を出力するフォグ流量計２と、フォグ流量計２から出力された流量データ信号が入力されると共に、油膜付水滴生成混合器３で加工液を霧化するための情報を霧化データ信号として油膜付水滴生成混合器３へ出力する制御装置４と、から構成されている。
【００１８】
また、制御装置４には、制御装置４から出力される制御信号によって制御される流量調整弁４１、油ポンプ４５及び水ポンプ５０と工作機械であるマシニングセンタ（図ではＭ／Ｃと記載）６がケーブル１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅによって接続されており、このマシニングセンタ６に装着された工具６０によって工作物６１が加工される。そして、油膜付水滴生成混合器３で生成された油膜付水滴５４が、搬送路５によって工作物６１の加工部分に供給されるようになっている。
【００１９】
まず、フォグ流量計２について説明すると、図２に示すように、フォグ流量計２は、箱型の形状に形成されると共に、その表面上部には計測した油膜付水滴５４の流量を表示するための流量表示部１１が備えられている。この流量表示部１１によって油膜付水滴５４の流量を具体的な数値で表示することができるため、どれくらいの流量があるかを視覚的に認識することができ、流量調整の目安とすることができる。この流量表示部１１の下方には、フォグ流量計２を起動又は停止するための電源スイッチ１０が設けられている。
【００２０】
また、フォグ流量計２の図２における左側方には、油膜付水滴生成混合器３で生成された油膜付水滴５４が搬送される搬送路５ａ（５）が継手１２によって接続されており、反対側に位置する右側方には、油膜付水滴５４を工作物６１に向けて搬送するための搬送路５ｂ（５）が継手１２によって接続されている。
【００２１】
また、フォグ流量計２の図２における右側方であって搬送路５ｂの上方には、制御装置４に対して流量データ信号を出力するためのケーブル１４ａがコネクタ１３によって接続されている。
【００２２】
上記のように構成されるフォグ流量計２の内部には、図３に示すような、実際に油膜付水滴５４の流量を計測する部分である流量計測部２０が備えられている。この流量計測部２０は、主として、油膜付水滴５４が通過する異径管２１と、異径管２１に向けて光を発光する発光素子２６と、発光素子２６から発光される光を異径管２１内で収束させるレンズ２８と、異径管２１に向けて発光された光を受光する受光素子２７と、異径管２１を通過する油膜付水滴５４を写し撮るＣＣＤ２５と、異径管２１内の光をＣＣＤ２５で集束させる受光レンズ２９と、から構成されている。なお、これらの部材は、ハウジング２４内に固定されている。
【００２３】
異径管２１は、図３に示すように、その両端部の径が中央部の径よりも小さい円筒形状に形成され、内部を油膜付水滴５４が通過するようになっている。この異径管２１は、図３において左側に位置する端部が油膜付水滴５４が送り込まれる送入口２２として形成されると共に、右側に位置する端部が油膜付水滴５４が送出される送出口２３として形成されている。このように、中央部の径を両端部の径よりも大きくしてあるのは、異径管２１内を通過する油膜付水滴５４の流速を異径管２１の中央部で可観測定域まで減速させるためであり、これにより、異径管２１内での油膜付水滴５４の流速及び濃度を計測することができるようになっている。
【００２４】
なお、異径管２１は、フォグ流量計２から取り外すことができるため、異径管２１内に付着した油分の清掃を容易に行うことができる。また、異径管２１を縦置きに配置することにより、油分の滞留を防止することができる。
【００２５】
発光素子２６は、例えば、ＬＥＤ等により構成されるものであり、この発光素子２６から異径管２１に向けて発光される光は投光レンズ２８によって異径管２１内で収束され、異径管２１内を通過する油膜付水滴５４に照射される。ここで、発光素子２６から異径管２１に向けて発光された光は受光素子２７で受光され、受光素子２７は、受光量を示す信号をフォグ流量計２に内蔵されるＣＰＵ（図示しない）に対して出力する。発光素子２６から発光された光の光量が油膜付水滴５４の流速を計測するのに十分でない場合には、受光素子２７からＣＰＵに対して出力される信号も光量が不足している旨の信号であるため、ＣＰＵでは油膜付水滴５４の流速を計測するために十分な光が発光素子２６から発光されるように、発光素子２６用の制御基板（図示しない）を制御するようになっている。
【００２６】
上記のように構成される流量計測部２０によって、油膜付水滴５４の流量が計測される原理について概略を説明すると、まず、発光素子２６から発光された光は、投光レンズ２８によって異径管２１内で収束されて異径管２１内を通過する油膜付水滴５４に照射される。油膜付水滴５４に照射された光は、油膜付水滴５４に反射されて散乱光として異径管２１内で散乱し、この散乱光が受光レンズ２９によってＣＣＤ２５で収束される。即ち、ＣＣＤ２５によって散乱光の強度が計測されるが、この計測された散乱光の強度が油膜付水滴５４の濃度を示している。また、油膜付水滴５４の速度もＣＣＤ２５によって計測される。このとき、ＣＣＤ２５は、図２（Ｂ）のＡで示す範囲を計測域としている。
【００２７】
そして、上記のように計測された油膜付水滴５４の速度及び濃度に基づいて、油膜付水滴５４の流量が算出される。ここで、油膜付水滴５４の流量は、油膜付水滴５４の速度と濃度の積、即ち、
・流量（ｍｌ／ｈ）＝速度×濃度
の式で表される。そして、算出された油膜付水滴５４の流量がフォグ流量計２の流量計測部２０で表示される。
【００２８】
なお、この算出された油膜付水滴５４の流量は単位時間当たりの流量であるが、ある一定時間の間、例えば、工作物６１の加工中に亘る流量を積算した累積量を算出することもできるようになっている。
【００２９】
このように、本実施形態に係るフォグ流量計２では、油膜付水滴５４の流量，速度，濃度及び累積量を測定することができるようになっている。このため、流量計測部２０で表示する数値として油膜付水滴５４の流量ばかりでなく、速度，濃度及び累積量のいずれかに切り換えて表示するようにしてもよい。
【００３０】
次に、上記した加工液を霧化する霧化装置としての油膜付水滴生成混合器３について、図１を参照してその概略を説明する。油膜付水滴生成混合器３は、霧化した加工液として、水滴化した水の表面に霧化した油の油膜が形成された油膜付水滴５４を生成するものである。なお、この油膜付水滴５４は、加工液を液状のまま工作物６１にかける場合のように多量の加工液が必要となるということがないため、少量の加工液で工作物６１や工具６０に対して十分な潤滑及び冷却をすることができる優れた性質を有するものである。
【００３１】
図１に示すように、油膜付水滴生成混合器３の後端部（図中、左側）には、空気供給ダクト４２を接続するための空気供給用継手４３が螺着されており、空気供給用継手４３に接続された空気供給ダクト４２は、空気の流量を調整する流量調整弁４１に接続されている。流量調整弁４１は、空気供給ダクト４２を介して空気を供給するためのコンプレッサー４０に接続されている。
【００３２】
また、油膜付水滴生成混合器３の上面部（図中、上側）の後方側には、油供給ダクト４７を接続するための油供給用継手４８が螺着されており、油供給用継手４８に接続された油供給ダクト４７は、油量を計量する油計量バルブ４６に接続されている。油計量バルブ４６は、油供給ダクト４７を介して油を供給するための油ポンプ４５に接続され、油ポンプ４５からは油の貯留してある油タンク４４に油供給ダクト４７が接続されている。
【００３３】
また、油膜付水滴生成混合器３の上面部（図中、上側）の前方側（図中、右側）には、水供給ダクト５２を接続するための水供給用継手５３が螺着されており、水供給用継手５３に接続された水供給ダクト５２は、水量を計量する水計量バルブ５１に接続されている。水計量バルブ５１は、水供給ダクト５２を介して水を供給するための水ポンプ５０に接続され、水ポンプ５０からは水の貯留してある水タンク４９に水供給ダクト５２が接続されている。
【００３４】
また、油膜付水滴生成混合器３の先端部（図中、右側）には、フォグ流量計２に接続される搬送路５（５ｂ）が接続されている。
【００３５】
上記した油膜付水滴生成混合器３で油膜付水滴５４が生成される過程を簡単に説明すると、まず、コンプレッサー４０から供給される圧縮空気は、その圧力によって油タンク４４から供給された油を油膜付水滴生成混合器３内で霧化すると共に、霧化した油を含んだ含油圧縮空気となって油膜付水滴生成混合器３の先端部側に送られる。
【００３６】
一方、水タンク４９から供給される水が、油膜付水滴生成混合器３の先端部側に送られてきた含油圧縮空気の圧力によって水滴化され、この水滴化された水の表面に霧化された油が油膜として付着することにより、油膜付水滴５４が生成される。
【００３７】
こうして生成された油膜付水滴５４は、搬送路５（５ａ）内をフォグ流量計２に向けて搬送され、フォグ流量計２によってその流量が計測される。そして、流量が計測された油膜付水滴５４は、搬送路５（５ｂ）内を搬送され、工作物６１に対して供給されることとなる。
【００３８】
また、油膜付水滴生成混合器３には、上記したように、空気の流量を調整する流量調整弁４１，油を供給するための油ポンプ４５，水を供給するための水ポンプ５０が接続されているが、この流量調整弁４１，油ポンプ４５，水ポンプ５０は、それぞれケーブル１４ｂ，１４ｃ，１４ｄによって、制御装置４から出力される制御信号を入力するようになっている。そして、流量調整弁４１，油ポンプ４５，水ポンプ５０は、制御装置４からの制御信号に基づいて調整され、空気圧，油圧，水圧がそれぞれ変化するようになっている。
【００３９】
上記ように、流量調整弁４１，油ポンプ４５，水ポンプ５０が接続される制御装置４には、マシニングセンタ６で行われる加工の加工条件に適した油膜付水滴５４の流量のデータが記憶されている。具体的には、工具６０の回転数，工作物６１の送り速度、工作物６１に対する切り込み深さ等の違いによって、最適な油膜付水滴５４の流量のデータが記憶されている。そして、行われる加工の加工条件に合わせて最適な油膜付水滴５４の流量を選択して設定できるようになっている。
【００４０】
しかして、マシニングセンタ６で工作物６１の加工を行う際には、制御装置４で設定した最適な流量の油膜付水滴５４が油膜付水滴生成混合器３から工作物６１に対して供給される。このとき、なんらかの理由によって、供給される油膜付水滴５４の流量が減少してしまった場合、油膜付水滴５４の流量が減少した旨の信号がフォグ流量計２から出力され、この信号を制御装置４が入力して油膜付水滴５４の流量が減少したことを検知する。そして、制御装置４から流量調整弁４１を開く旨の信号、油ポンプ４５，水ポンプ５０の出力を上げる旨の信号等が出力され、流量調整弁４１が開く、あるいは油ポンプ４５，水ポンプ５０の出力が上がる等により油膜付水滴５４の流量が再び設定された流量となる。
【００４１】
このとき、例えば、油膜付水滴５４の流量の低下によるものであるときには、油ポンプ４５，水ポンプ５０の出力を高める旨の信号だけを制御装置４から出力するというように、フォグ流量計２で検出される油膜付水滴５４の状況に応じた制御をすることにより、油膜付水滴５４の流量が設定された流量となるようになっている。
【００４２】
上記したように、油膜付水滴５４を一定に保つことができるため、工作物６１と工具６０との潤滑や加工により発生する熱の冷却を十分に行うことができると共に、工具６０が焼き付きを起こして破損してしまうことを防止することができる。これにより、加工の安定性，加工速度及び精度の向上，工具６０の長寿命化を図ることが可能となる。
【００４３】
また、前述したように、制御装置４はマシニングセンタ６に対して制御するための信号を出力するようになっているため、例えば、油膜付水滴５４の流量が極端に減少してしまい、油膜付水滴生成混合器３を制御するだけでは対応できないような場合には、制御装置４からマシニングセンタ６に対して停止する信号が出力されてマシニングセンタ６が停止するため、マシニングセンタ６，工具６０，工作物６１等の破損や故障等を未然に防止することができる。
【００４４】
上記した実施形態（第１実施形態）に係るセミドライ加工システム１においては、加工液を霧化する霧化装置として、水滴化した水の表面に霧化した油の油膜が形成された油膜付水滴５４を生成する油膜付水滴生成混合器３を示したが、これに限らず、例えば、油を霧化することによりオイルフォグ９５を生成するような霧化装置であってもよい。このような実施形態（第２実施形態）について、図４を参照して説明する。図４は、第２実施形態に係るセミドライ加工システム１の構成を示す概略図である。なお、第２実施形態に係るセミドライ加工システム１は、霧化装置として、第１実施形態の油膜付水滴生成混合器３に代えてオイルフォグ生成装置７が設けられている以外は同様の構成であるため、オイルフォグ生成装置７についてのみ説明する。また、同じ機能を奏する部材については、同じ符号を付した。
【００４５】
図４に示すように、第２実施形態に係るセミドライ加工システム１においては、霧化装置として油を霧化することによりオイルフォグ９５を生成するオイルフォグ生成装置７が備えられている。
【００４６】
オイルフォグ生成装置７の構成について説明すると、オイルフォグ生成装置７は、主として、オイルフォグ生成装置７の基体を構成するオイルフォグ生成部７７と、中空針状に形成される油ノズル７０と、網状に形成されるコロナ放電電極７１と、油ノズル７０とコロナ放電電極７１との間に接続される高電圧発生装置７２と、から構成されている。
【００４７】
オイルフォグ生成部７７は、例えば、図４に示すように、円筒形状に形成されるものであり、一端側（図中、左側）は、空気を供給するための空気供給パイプ９３が接続される空気供給側端部７３として形成されると共に、他端側（図中、右側）は搬送路５（５ａ）が接続されるオイルフォグ搬送側端部７４として形成されている。このオイルフォグ生成部７７内部の空気供給側端部７３側には油ノズル７０の先端が臨むと共に、オイルフォグ搬送側端部７４側にはコロナ放電電極７１が設置されている。
【００４８】
油ノズル７０は、前述のように中空針状に形成されると共に、油が供給される油噴出口７５がコロナ放電電極７１側に向くように設置されている。また、油噴出口７５と反対側の端部である接続端部７６には、油を供給するための油供給パイプ８２が接続されている。
【００４９】
コロナ放電電極７１は、前述のように網状に形成されると共に、オイルフォグ生成部７７の内側形状に合わせた円形状に形成されて、オイルフォグ生成部７７内に設置されている。また、このコロナ放電電極７１は、油ノズル７０の油噴出口７５から約３０〜５０ｍｍの間隔を置いて設置されている。なお、本実施形態においては、コロナ放電電極７１は、網状で円形状に形成されるものであるが、これに限らず、例えば、リング形状に形成されてその内径がオイルフォグ生成部７７の内径と合うように、オイルフォグ生成部７７の内壁に埋め込まれるものであってもよい。この場合には、生成されたオイルフォグ９５は、コロナ放電電極７１の中心に形成されている円形状の穴を通過することとなる。
【００５０】
上記した油ノズル７０とコロナ放電電極７１との間には、高電圧発生装置７２が接続されており、この高電圧発生装置７２によって、油ノズル７０とコロナ放電電極７１との間に高電圧が印加されるようになっている。そして、この油ノズル７０とコロナ放電電極７１との間に印加される高電圧によってコロナ放電が発生するようになっている。なお、コロナ放電とは、針のような金属製の電極にかかる電圧がある大きさを超えたとき、空気の絶縁が破壊されて電極の先端部分に発生する青紫色の放電現象のことをいう。
【００５１】
ここで、本実施形態に係るオイルフォグ生成装置７において、コロナ放電によって油を霧化することによりオイルフォグ９５が生成される状態について説明する。本実施形態におけるオイルフォグ生成装置７では、油ノズル７０と油ノズル７０から間隔を置いてコロナ放電電極７１が設置されると共に、油ノズル７０からは油が供給される。油ノズル７０から噴出される油は液状であるが、油ノズル７０とコロナ放電電極７１との間に高電圧発生装置７２によって高電圧を印加することにより、油が霧化されてオイルフォグ９５が生成されると同時に、生成されるオイルフォグ９５が帯電される。このとき、図４に示すように、油ノズル７０側にマイナス極が接続されているため、生成されるオイルフォグ９５はマイナスの電荷で帯電される。
【００５２】
このように、本実施形態に係るオイルフォグ生成装置７においては、マイナスの電荷により帯電したオイルフォグ９５が生成されることとなる。なお、生成されるオイルフォグ９５の粒子径は、油ノズル７０とコロナ放電電極７１との間に印加する電圧値によって変化するものであり、電圧値を高くするほど粒子径が小さくなるが、オイルフォグ９５としての適正な粒子径は、１μｍ以下である。これは、粒子径を１μｍ以下とすれば、オイルフォグ９５の付着性を低下させることができる。そして、オイルフォグ９５の粒子径をこの１μｍ以下とするために必要な電界値は、後述するように、約３００〜４００ｋＶ／ｍである。なお、油ノズル７０にプラス極、コロナ放電電極７１にマイナス極を接続することにより、オイルフォグ９５をプラスの電荷で帯電させることもできる。
【００５３】
次に、オイルフォグ生成装置７に油を供給するための構成について説明すると、オイルフォグ生成装置７には、油を貯留しておく油タンク８０と、油タンク８０の油をオイルフォグ生成装置７に供給するための動力源である油供給装置８１と、両端がそれぞれ油タンク８０及び油ノズル７０の接続端部７６に接続されると共にオイルが通る油供給パイプ８２と、が備えられている。
【００５４】
上記した油供給装置８１は、油タンク８０から吸引したオイルを油供給パイプ８２を介して油ノズル７０に送り出すものであり、具体的には、定まった量のオイルを安定して供給することができる定量ポンプである静電ポンプ，ピストンポンプ，ギアポンプ，静圧ポンプ等が用いられ、必要とされるオイルフォグ９５の量やオイルフォグ生成装置７の製造コスト等を勘案して選択されるものである。なお、本実施形態においては、上記した定量ポンプのうち、微少量のオイルを供給することができるという点から、微少容量ポンプである静電ポンプを用いている。このように静電ポンプを用いて微少量のオイルを供給することで、オイルフォグ９５の生成量も細かく調整することができるため、様々な種類の工作方法又は被潤滑部品に対して適用できるオイルフォグ生成装置７を構成することができる。
【００５５】
次に、オイルフォグ生成装置７に空気を供給するための構成について説明すると、オイルフォグ生成装置７には、空気を送り出す圧力空気源９０と、圧力空気源９０から送りだされる空気を清浄化する空気フィルター９１と、圧力空気源９０から送りだされる空気の圧力を調整する空気レギュレータ９２と、オイルフォグ生成部７７の空気供給側端部７３に接続されると共に、圧力空気源９０から送りだされる空気が通る空気供給パイプ９３と、が備えられている。上記した圧力空気源９０は、空気供給パイプ９３を介して空気をオイルフォグ生成部７７に送り出すコンプレッサー等である。
【００５６】
そして、オイルフォグ搬送側端部７４には、フォグ流量計２に接続される搬送路５（５ｂ）が接続されている。
【００５７】
しかして、上記のように構成されるオイルフォグ生成装置７の作用について説明すると、まず、油供給装置８１を稼動させることにより、油タンク８０内の油が油供給パイプ８２を介して油ノズル７０内へ供給される。油ノズル７０内へ供給された油は、油噴出口７５からコロナ放電電極７１に向けて噴出される。このとき、油ノズル７０とコロナ放電電極７１との間には、前述したように、高電圧発生装置７２により高電圧が印加されており、この高電圧によってコロナ放電が発生している。そして、油噴出口７５から噴出される油が図２で説明した原理により、油ノズル７０とコロナ放電電極７１との間のコロナ放電で霧化されることにより、マイナスの極性で帯電されたオイルフォグ９５が生成される。
【００５８】
また、オイルフォグ生成部７７の空気供給側端部７３には、前述したように、空気供給パイプ９３が接続されており、圧力空気源９０から送り出される空気が空気供給パイプ９３を介してオイルフォグ生成部７７内に供給されるため、この供給された空気によって、生成されたオイルフォグ９５がオイルフォグ生成部７７のオイルフォグ搬送側端部７４に向けて送り出されることとなる。そして、オイルフォグ搬送側端部７４に向けて送り出されたオイルフォグ９５は、オイルフォグ搬送側端部７４に接続された搬送路５（５ａ)内をフォグ流量計２向けて搬送され、フォグ流量計２によってその流量が計測される。そして、流量が計測されたオイルフォグ９５は、搬送路５（５ｂ）内を搬送され、工作物６１に対して供給されることとなる。
【００５９】
また、オイルフォグ生成装置７には、上記したように、空気を送り出す圧力空気源９０，油ノズル７０とコロナ放電電極７１との間に高電圧を印加する高電圧発生装置７２，油をオイルフォグ生成装置７に供給するための油供給装置８１が接続されているが、この圧力空気源９０，高電圧発生装置７２，油供給装置８１は、それぞれケーブル１４ｂ，１４ｃ，１４ｄによって、制御装置４から出力される制御信号を入力するようになっている。そして、圧力空気源９０，高電圧発生装置７２，油供給装置８１は、制御装置４からの制御信号に基づいて調整され、空気圧，電圧，油圧がそれぞれ変化するようになっている。
【００６０】
上記ように、圧力空気源９０，高電圧発生装置７２，油供給装置８１が接続される制御装置４には、マシニングセンタ６で行われる加工の加工条件に適したオイルフォグ９５の流量のデータが記憶されている。具体的には、第１実施形態と同様に、工具６０の回転数，工作物６１の送り速度、工作物６１に対する切り込み深さ等の違いによって、最適なオイルフォグ９５の流量のデータが記憶されている。そして、行われる加工の加工条件に合わせて最適なオイルフォグ９５の流量を選択して設定できるようになっている。
【００６１】
しかして、マシニングセンタ６で工作物６１の加工を行う際には、制御装置４で設定した最適な流量のオイルフォグ９５がオイルフォグ生成装置７から工作物６１に対して供給される。このとき、なんらかの理由によって、供給されるオイルフォグ９５の流量が減少してしまった場合、オイルフォグ９５の流量が減少した旨の信号がフォグ流量計２から出力され、この信号を制御装置４が入力してオイルフォグ９５の流量が減少したことを検知する。そして、制御装置４から圧力空気源９０の圧力を上げる旨の信号、高電圧発生装置７２の電圧を上げる旨の信号，油供給装置８１の圧力を上げる旨の信号等が出力され、圧力空気源９０の圧力，高電圧発生装置７２の電圧，油供給装置８１の圧力が上がる等により油膜付水滴５４の流量が再び設定された流量となる。
【００６２】
このとき、フォグ流量計２で検出されるオイルフォグ９５の状況に応じた制御をすることにより、オイルフォグ９５の流量が設定された流量となるようになっている。
【００６３】
上記したように、オイルフォグ９５を一定に保つことができるため、工作物６１と工具６０との潤滑や加工により発生する熱の冷却を十分に行うことができると共に、工具６０が焼き付きを起こして破損してしまうことを防止することができる。これにより、加工の安定性，加工速度及び精度の向上，工具６０の長寿命化を図ることが可能となる。
【００６４】
また、前述したように、制御装置４はマシニングセンタ６に対して制御するための信号を出力するようになっているため、例えば、オイルフォグ９５の流量が極端に減少してしまい、オイルフォグ生成装置７を制御するだけでは対応できないような場合には、制御装置４からマシニングセンタ６に対して停止する信号が出力されてマシニングセンタ６が停止するため、マシニングセンタ６，工具６０，工作物６１等の破損や故障等を未然に防止することができる。
【００６５】
なお、上記したように、第１実施形態及び第２実施形態に係るセミドライ加工システム１の霧化装置として、油膜付水滴生成混合器３及びオイルフォグ生成装置７を示したが、これらに限らず、例えば、水を空気圧により霧化して工作物６１に供給するというように、加工液を霧化して工作物６１に供給するものであればどのような霧化装置であっても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】第１実施形態に係るセミドライ加工システムの構成を示す概略図である。
【図２】フォグ流量計の正面図である。
【図３】フォグ流量計に内蔵される異径管の直径方向の断面図（Ａ）及び長手方向の断面図（Ｂ）である。
【図４】第２実施形態に係るセミドライ加工システムの構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【００６７】
１  セミドライ加工システム
２  フォグ流量計
３  油膜付水滴生成混合器（霧化装置）
４  制御装置
５（５ａ，５ｂ）  搬送路
６  マシニングセンタ
７  オイルフォグ生成装置（霧化装置）
５４  油膜付水滴（霧化した加工液）
６１  工作物
９５  オイルフォグ（霧化した加工液）
【図１】
2007021608.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2007021608.tif 000006