(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-08-02
(45)【発行日】2023-08-10
(54)【発明の名称】クーラント供給装置
(51)【国際特許分類】
B23Q 11/10 20060101AFI20230803BHJP
B23Q 17/00 20060101ALI20230803BHJP
【FI】
B23Q11/10 E
B23Q17/00 A
B23Q17/00 D
(21)【出願番号】P 2019164927
(22)【出願日】2019-09-10
【審査請求日】2022-06-15
(73)【特許権者】
【識別番号】509074265
【氏名又は名称】株式会社松野製作所
(74)【代理人】
【識別番号】100094190
【氏名又は名称】小島 清路
(74)【代理人】
【識別番号】100151644
【氏名又は名称】平岩 康幸
(74)【代理人】
【識別番号】100151127
【氏名又は名称】鈴木 勝雅
(72)【発明者】
【氏名】松野 将士
(72)【発明者】
【氏名】松谷 恵
(72)【発明者】
【氏名】松野 元基
【審査官】増山 慎也
(56)【参考文献】
【文献】特開2017-019024(JP,A)
【文献】登録実用新案第3217525(JP,U)
【文献】特開2017-087403(JP,A)
【文献】特開2019-055464(JP,A)
【文献】特開2019-141958(JP,A)
【文献】特開昭63-191547(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B23Q 11/10
B23Q 17/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
1以上の加工機にクーラントを供給するクーラント供給装置であって、
前記加工機毎に供給するクーラントを貯留するクーラントタンク内の液面高さを検出する液面センサと、
前記クーラントタンクに対してクーラントの供給及び停止を行う電磁弁と、
前記加工機毎に対応して設けられ、前記液面センサにより前記クーラントタンク内の液量を検出すると共に前記電磁弁を駆動する子機と、
各前記子機との間で通信可能であり、各前記子機から液量情報を受信し、前記電磁弁の開閉を指示する開閉制御信号を生成して各前記子機に送信する親機と、
を備え、
前記親機は、前記加工機毎に前記液量の時間的変化並びにクーラントの供給開始及び停止時刻を監視し、
前記液量の所定レベルに対する過不足の継続時間に基づいて前記開閉制御信号を生成することを特徴とするクーラント供給装置。
【請求項2】
前記子機は、前記親機から前記電磁弁を開とする前記開閉制御信号を受け、且つ前記液量が
前記所定レベル未満である間、前記電磁弁を開に駆動する請求項1記載のクーラント供給装置。
【請求項3】
前記親機は、前記液量が
前記所定レベル未満である時間が所定以上継続し、その後前記液量が
前記所定レベル以上となってから再び
前記所定レベル未満となったときに、前記電磁弁を開とするように前記開閉制御信号を生成する請求項1又は2に記載のクーラント供給装置。
【請求項4】
前記子機は、クーラントの温度を計測する温度センサを備え、計測された温度情報を前記親機に送信し、
前記親機は、前記液量が
前記所定レベル未満となってから
前記所定レベルとなるまでの回復時間(T1)、及び前記液量が
前記所定レベル未満となってから次に
前記所定レベル未満となるまでの変動周期(T2)を計測し、前記変動周期(T2)に対する前記回復時間(T1)の比(K=T1/T2)が前記温度に応じて所定範囲となるように前記開閉制御信号を生成する請求項1乃至3のいずれかに記載のクーラント供給装置。
【請求項5】
前記親機は、所定周期で各前記子機と送受信を行い、前記加工機毎に、前記液量が前記所定レベルを横切ったこと並びに前記電磁弁を開及び閉としたことを生起時刻と共に記憶装置に格納する請求項1乃至4のいずれかに記載のクーラント供給装置。
【請求項6】
前記親機及び前記子機のうちの少なくも一方は、クーラントの供給開始時又は供給中において他方との間で通信異常を検出したときは、前記電磁弁を閉とするように制御する請求項5記載のクーラント供給装置。
【請求項7】
前記親機は、クーラントの供給時間に基づいてクーラントの供給量を算出し、前記供給量が所定値以上となったときは外部への通報を行う請求項5又は6に記載のクーラント供給装置。
【請求項8】
前記子機は、前記加工機で加工品が加工される毎に加工完了を検出する加工完了センサを備え、検出された加工完了信号を前記親機に送信し、
前記親機は、前記加工完了信号の受信に基づいて前記加工品の加工数を記憶装置に格納する請求項1乃至7のいずれか一項に記載のクーラント供給装置。
【請求項9】
前記子機は、前記加工機の稼働状態に応じた表示内容を表示する表示器と、前記表示器の表示内容を変更するための操作スイッチと、を備え、前記操作スイッチを操作する毎に操作信号を前記親機に送信し、
前記親機は、前記操作信号の受信に基づいて、前記加工機の稼働状態を記憶装置に格納するとともに、前記表示器の表示内容の変更を指示する表示変更信号を前記子機に送信する請求項8に記載のクーラント供給装置。
【請求項10】
前記親機と各前記子機とは、無線により通信を行う請求項1乃至9のいずれかに記載のクーラント供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、クーラント供給装置に関し、更に詳しくは、1以上の加工機にクーラントを供給するクーラント供給装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、旋盤やフライス盤などの加工機に対してクーラントを自動的に供給するクーラント供給装置が知られている(例えば、特許文献1を参照)。このようなクーラント供給装置においては、各加工機からの要求信号に基づいてクーラントが供給される。具体的に、加工機毎に供給するクーラントを貯留するクーラントタンク内の液面高さを検出するフロートセンサと、クーラントタンクに対してクーラントの供給及び停止を行う電磁弁と、を備え、フロートセンサの検出信号に応じて電磁弁を駆動してクーラントが供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、上記従来のクーラント供給装置では、単純に、フロートセンサの検出信号に応じて電磁弁を駆動してクーラントが供給されため、加工機毎のクーラントの消費状況を把握できない。そのため、クーラントの消費状況からクーラント原液手配の適切なタイミングを知ることが困難となる。
【0005】
また、クーラント供給装置の本体と各加工機とは、距離で数十メートル離れたものがあり、その間のフロートセンサの検出信号や電磁弁の駆動信号の通信のために電気配線していた。しかし、各加工機のフロートセンサの検出信号や電磁弁の駆動信号の通信のために、クーラント供給装置と複数の離れた加工機の間を配線することで、クーラント供給装置側の配線が多くなり小型化しにくい構造にあるため、配線の本数は必要最小に限定されていた。また、比較的長い電気配線を使用した場合、誘導L成分や浮遊C成分が多くなり、電流変化時に発生する誘導電圧や、電圧変化時の浮遊C成分への突入電流やその他ノイズ混入から、素子破壊や誤動作の心配があった。さらに、設備敷設時の電気配線や、レイアウト変更の再配線敷設が面倒となり、クーラントの供給時間及び供給頻度を入手する配線の追加は困難であった。
【0006】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、加工機毎のクーラントの消費状況を把握することができるクーラント供給装置を提供することを目的とする。
本発明は、上記目的に加えて、各加工機への電気配線を省略又は減少できるとともに、加工機毎のクーラントの供給以外の情報も容易に入手が可能となるクーラント供給装置を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、以下のとおりである。
1.1以上の加工機にクーラントを供給するクーラント供給装置であって、
前記加工機毎に供給するクーラントを貯留するクーラントタンク内の液面高さを検出する液面センサと、
前記クーラントタンクに対してクーラントの供給及び停止を行う電磁弁と、
前記加工機毎に対応して設けられ、前記液面センサにより前記クーラントタンク内の液量を検出すると共に前記電磁弁を駆動する子機と、
各前記子機との間で通信可能であり、各前記子機から液量情報を受信し、前記電磁弁の開閉を指示する開閉制御信号を生成して各前記子機に送信する親機と、
を備え、
前記親機は、前記加工機毎に前記液量の時間的変化並びにクーラントの供給開始及び停止時刻を監視し、所定の液量レベルに対する過不足の継続時間に基づいて前記開閉制御信号を生成することを特徴とするクーラント供給装置。
2.前記子機は、前記親機から前記電磁弁を開とする前記開閉制御信号を受け、且つ前記液量が所定レベル未満である間、前記電磁弁を開に駆動する上記1.記載のクーラント供給装置。
3.前記親機は、前記液量が所定レベル未満である時間が所定以上継続し、その後前記液量が所定レベル以上となってから再び所定レベル未満となったときに、前記電磁弁を開とするように前記開閉制御信号を生成する上記1.又は2.に記載のクーラント供給装置。
4.前記子機は、クーラントの温度を計測する温度センサを備え、計測された温度情報を前記親機に送信し、
前記親機は、前記液量が所定レベル未満となってから所定レベルとなるまでの回復時間(T1)、及び前記液量が所定レベル未満となってから次に所定レベル未満となるまでの変動周期(T2)を計測し、前記変動周期(T2)に対する前記回復時間(T1)の比(K=T1/T2)が前記温度に応じて所定範囲となるように前記開閉制御信号を生成する上記1.乃至3.のいずれかに記載のクーラント供給装置。
5.前記親機は、所定周期で各前記子機と送受信を行い、前記加工機毎に、前記液量が前記所定レベルを横切ったこと並びに前記電磁弁を開及び閉としたことを生起時刻と共に記憶装置に格納する上記1.乃至4.のいずれかに記載のクーラント供給装置。
6.前記親機及び前記子機のうちの少なくも一方は、クーラントの供給開始時又は供給中において他方との間で通信異常を検出したときは、前記電磁弁を閉とするように制御する上記5.記載のクーラント供給装置。
7.前記親機は、クーラントの供給時間に基づいてクーラントの供給量を算出し、前記供給量が所定値以上となったときは外部への通報を行う上記5.又は6.に記載のクーラント供給装置。
8.前記子機は、前記加工機で加工品が加工される毎に加工完了を検出する加工完了センサを備え、検出された加工完了信号を前記親機に送信し、
前記親機は、前記加工完了信号の受信に基づいて前記加工品の加工数を記憶装置に格納する上記1.乃至7.のいずれか一項に記載のクーラント供給装置。
9.前記子機は、前記加工機の稼働状態に応じた表示内容を表示する表示器と、前記表示器の表示内容を変更するための操作スイッチと、を備え、前記操作スイッチを操作する毎に操作信号を前記親機に送信し、
前記親機は、前記操作信号の受信に基づいて、前記加工機の稼働状態を記憶装置に格納するとともに、前記表示器の表示内容の変更を指示する表示変更信号を前記子機に送信する上記8.に記載のクーラント供給装置。
10.前記親機と各前記子機とは、無線により通信を行う上記1.乃至9.のいずれかに記載のクーラント供給装置。
【発明の効果】
【0008】
本発明のクーラント供給装置によると、加工機毎に供給するクーラントを貯留するクーラントタンク内の液面高さを検出する液面センサと、クーラントタンクに対してクーラントの供給及び停止を行う電磁弁と、加工機毎に対応して設けられ、液面センサによりクーラントタンク内の液量を検出すると共に電磁弁を駆動する子機と、各子機との間で通信可能であり、各子機から液量情報を受信し、電磁弁の開閉を指示する開閉制御信号を生成して各子機に送信する親機と、を備える。そして、親機は、加工機毎に液量の時間的変化並びにクーラントの供給開始及び停止時刻を監視し、所定の液量レベルに対する過不足の継続時間に基づいて開閉制御信号を生成する。これにより、加工機毎のクーラントの供給時刻、供給時間及び供給頻度に基づいて、クーラントの消費状況を正確に把握できる。その結果、クーラントの消費状況からクーラント原液手配の適切なタイミングを知ることができる。
また、前記子機が、前記親機から前記電磁弁を開とする前記開閉制御信号を受け、且つ前記液量が所定レベル未満である間、前記電磁弁を開に駆動する場合は、通信障害やプログラム暴走等の異常が発生した際に、電磁弁の誤動作によるクーラントタンクのオバーフローを防止できる。
また、前記親機が、前記液量が所定レベル未満である時間が所定以上継続し、その後前記液量が所定レベル以上となってから再び所定レベル未満となったときに、前記電磁弁を開とするように前記開閉制御信号を生成する場合は、クーラントの液面の変動周期に対して1周期遅れてクーラントの供給が開始される。これにより、一度のクーラント供給量を比較的多くでき、クーラントを効率良く供給できる。
また、前記子機が、クーラントの温度を計測する温度センサを備え、計測された温度情報を前記親機に送信し、前記親機が、前記液量が所定レベル未満となってから所定レベルとなるまでの回復時間(T1)、及び前記液量が所定レベル未満となってから次に所定レベル未満となるまでの変動周期(T2)を計測し、前記変動周期(T2)に対する前記回復時間(T1)の比(K=T1/T2)が前記温度に応じて所定範囲となるように前記開閉制御信号を生成する場合は、クーラントの温度が比較的低いときにクーラントの供給量を減らし、逆にクーラントの温度が比較的高いときにクーラントの供給量を増やすよう制御することで、クーラント中に含まれる泡の発生を抑制できる。
また、前記親機が、所定周期で各前記子機と送受信を行い、前記加工機毎に、前記液量が前記所定レベルを横切ったこと並びに前記電磁弁を開及び閉としたことを生起時刻と共に記憶装置に格納する場合は、クーラントの消費状況を簡易に把握できる。
また、前記親機及び前記子機のうちの少なくも一方が、クーラントの供給開始時又は供給中において他方との間で通信異常を検出したときは、前記電磁弁を閉とするように制御する場合は、通信障害等の異常が発生した際に、電磁弁の誤動作によるクーラントタンクのオバーフローを防止できる。
また、前記親機が、クーラントの供給時間に基づいてクーラントの供給量を算出し、前記供給量が所定値以上となったときは外部への通報を行う場合は、クーラント原液手配の適切なタイミングを外部に報知できる。
また、前記子機が、前記加工機で加工品が加工される毎に加工完了を検出する加工完了センサを備え、検出された加工完了信号を前記親機に送信し、前記親機が、前記加工完了信号の受信に基づいて加工品の加工数を記憶装置に格納する場合は、加工機毎の加工品の加工数に応じたクーラントの供給時刻、供給時間及び供給頻度に基づいて、更に詳細なクーラントの消費状況を把握できる。
また、前記子機が、前記加工機の稼働状態に応じた表示内容を表示する表示器と、前記表示器の表示内容を変更するための操作スイッチと、を備え、前記操作スイッチを操作する毎に操作信号を前記親機に送信し、前記親機が、前記操作信号の受信に基づいて、前記加工機の稼働状態を記憶装置に格納するとともに、前記表示器の表示内容の変更を指示する表示変更信号を前記子機に送信する場合は、加工機毎の加工品の加工数及び加工機の稼働状態に応じたクーラントの供給時刻、供給時間及び供給頻度に基づいて、更に詳細なクーラントの消費状況を把握できる。
さらに、前記親機と各前記子機とが、無線により通信を行う場合は、各加工機への電気配線を省略又は減少できるので、設備敷設が簡単になり、レイアウト変更にも柔軟に対応できる。さらに、加工機毎のクーラントの供給以外の情報も容易に入手が可能となるため、異常の早期発見や正確な生産数確保等の管理で効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【
図1】本実施形態に係るクーラント供給装置の構成図である。
【
図3】親機による開閉制御信号の生成形態を説明するための説明図である。
【
図4】他の親機による開閉制御信号の生成形態を説明するための説明図である。
【
図5】クーラントの温度情報とK値との相関を示すデータテーブルである。
【
図6】子機の表示器及び操作スイッチを説明するための説明図である。
【
図7】親機の制御処理を説明するためのデータテーブルである。
【
図8】親機の制御処理を説明するためのフローチャートである。
【
図9】親機による生産状況の一覧表示例を説明するための説明図である。
【
図10】クーラント供給装置の本体を説明するためのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
ここで示される事項は例示的なもの及び本発明の実施形態を例示的に説明するためのものであり、本発明の原理と概念的な特徴とを最も有効に且つ難なく理解できる説明であると思われるものを提供する目的で述べたものである。この点で、本発明の根本的な理解のために必要である程度以上に本発明の構造的な詳細を示すことを意図してはおらず、図面と合わせた説明によって本発明の幾つかの形態が実際にどのように具現化されるかを当業者に明らかにするものである。
【0011】
(1)クーラント供給装置の構成
本実施形態に係るクーラント供給装置1は、
図1に示すように、クーラント供給管9を介して本体8から複数の加工機2にクーラントを供給するものである。このクーラント供給装置1は、
図1及び
図2に示すように、加工機2毎に供給するクーラントを貯留するクーラントタンク3内の液面高さを検出する液面センサ4と、クーラントタンク3に対してクーラントの供給及び停止を行う電磁弁5と、加工機2毎に対応して設けられ、液面センサ4によりクーラントタンク3内の液量を検出すると共に電磁弁5を駆動する子機6と、各子機6との間で通信可能であり、各子機6から液量情報を受信し、電磁弁5の開閉を指示する開閉制御信号を生成して各子機6に送信する親機7と、を備えている。
【0012】
親機7と各子機6とは、それぞれが通信モジュール41、42を備え、無線により通信を行う。親機7と各子機6とは、I/Oポート数の関係から、一時刻に1回線の通信を行い、複数の子機6に優先順位を設けた時分割接続とする。
【0013】
親機7は、加工機2毎に液量の時間的変化並びにクーラントの供給開始及び停止時刻を監視し(
図8のステップS7~S14参照)、所定の液量レベルに対する過不足の継続時間に基づいて開閉制御信号を生成する。親機7は、原液クーラントと水を混合して希釈クーラントを生成する後述の本体8に対応して設けられている。また、親機7は、後述する各種の制御処理を実行するための制御部45を備えている。この制御部45は、CPU46、記憶装置47(ROM、RAM等)及び入出力回路(図示省略)等を備えている。
【0014】
なお、制御部45による制御処理は、ハードウェア、ソフトウェアのいずれによって実現されてもよく、好適にはCPU、記憶装置(ROM、RAM等)、入出力回路等を備えるマイクロコントローラ(マイクロコンピュータ)を中心に、入出力インターフェース等周辺回路を備えることにより構成することができる。
【0015】
液面センサ4は、
図2に示すように、クーラントタンク3の液面の下限レベルを検出する。この液面センサ4としては、例えば、フロート式、超音波式、静電容量式、圧力式等を採用できる。また、電磁弁5は、本体8に接続されるクーラント供給管9の各分岐部9aに設けられており、各分岐部9aを開閉する。これら各分岐部9aの一端側は、各加工機2のクーラントタンク3に接続されている。
【0016】
子機6は、親機7から電磁弁5を開とする開閉制御信号を受け、且つ液量が所定レベル未満である間、電磁弁5を開に駆動する。具体的に、子機6は、フォトカプラ10を用いて構成される電磁弁駆動回路11を備えている。この電磁弁駆動回路11は、液面センサ4の検出信号の入力と親機7からの電磁弁5を開とする開閉制御信号の入力(
図2中で符号「49」で示す。)とのアンド条件で電磁弁5を開に駆動する。この電磁弁5の駆動とともに、親機7により本体8の油供給用ポンプ33等が駆動されることで、クーラント供給管9を介して本体8からクーラントタンク3にクーラントが供給される。また、電磁弁駆動回路11は、液面センサ4の検出信号の入力によりその信号を親機7に送信する(
図2中で符号「48」で示す。)。
なお、電磁弁駆動回路11は、フォトカプラ10以外の電子素子を用いて構成されていてもよい。
【0017】
ここで、加工機2のクーラントは、加工のタイミングに、クーラントタンク3内より、刃物加工部分に一部が移動して加工部分の温度を下げ、その後、循環経路を経てクーラントタンク3に戻る。このクーラントタンク3内の液面は、通常、加工機2のタクト周期に関連して変動する(
図3参照;説明の為、変動は正弦波形とする。)。そのため、液面センサ4の検出信号は、クーラント液面の高さ(液量)に従って、オン時間が変化する。
【0018】
親機7は、
図3に示すように、液量が所定レベルL1未満である時間が所定以上継続し、その後液量が所定レベルL1以上となってから再び所定レベルL1未満となったときに、電磁弁5を開とするように開閉制御信号を生成する。この開閉制御信号により電磁弁5が駆動されることで、クーラントの液面の変動周期に対して1周期遅れてクーラントの供給が開始される(
図3中に矢印60で示す。)。
【0019】
なお、液面センサ4のオン判断は、液面変動(回路接点のチャタリングと同じ)を考慮して、所定時間(例えば、2秒等)で継続してオンの場合とする。また、液面センサ4のオフ判断は、所定時間(例えば、10秒等)で継続してオフの場合とする。さらに、加工機2で加工が行われていない場合や、極端にクーラントが少なくなって、液面センサ4の設定水準より下回った場合は、単純に、液面センサ4のオン時間が検出された時点で、液面センサ4のオン時間が設定値より下回るまで、クーラントの供給を行う。
【0020】
他の開閉制御信号の生成形態として、
図4に示すように、親機7は、液量が所定レベルL1未満である時間が所定以上継続したときに、電磁弁5を開とするように開閉制御信号を生成する形態を採用してもよい。この形態では、液面センサ4の設定オン時間が経過した際に、クーラントの供給を開始するが、既に液面センサ4がオフしているので比較的短時間でクーラントの供給が停止される(
図4中に矢印61で示す。;例えば、10秒後等)。
【0021】
子機6は、クーラントの温度を計測する温度センサ13(
図2参照)を備え、計測された温度情報を親機7に送信する。親機7は、
図3に示すように、液量が所定レベルL1未満となってから所定レベルL1となるまでの回復時間T1、及び液量が所定レベルL1未満となってから次に所定レベルL1未満となるまでの変動周期T2を計測し、
図5に示すように、変動周期T2に対する回復時間T1の比(K=T1/T2)が温度に応じて所定範囲(例えば、30~80%)となるように開閉制御信号を生成する。具体的に、開閉制御信号は、クーラントの温度が低くなるに連れてクーラント供給量が少なくなるように生成される。これにより、
図3中に仮想線矢印62で示すように、クーラント供給量をクーラントタンク3内の温度に応じて可変できる。
【0022】
親機7は、所定周期で各子機6と送受信を行い、加工機6毎に、液量が所定レベルを横切ったこと並びに電磁弁5を開及び閉としたこと(具体的に、原因ID;
図7参照)を生起時刻と共に記憶装置47に格納する(
図8のステップS7~S14参照)。この生起時刻は、無線通信が行われるタイミングの時刻である。また、生起時刻は、1日の特定時刻から起算した秒数からなる。これは、24時間操業の生産工場では、特定時刻を決めて日々の生産管理を行うためである。また、生起時刻とともに記憶装置47に格納される原因IDは、原因別に関連付けされたID番号である。このID番号は、例えば、液面センサ4の検出信号及び電磁弁5の開閉制御信号の各信号波形の立ち上りと立下がりに割り付けられている。このように検出信号波形動作を個々のID番号に割り付けることで、液面センサ4の検出動作開始時刻、検出動作時間から、液面センサ4の設定レベルの検証や、電磁弁5動作でのクーラント供給頻度、供給量の推定が可能となる。
【0023】
なお、
図7中において、原因ID「1」は加工機2の稼働中を示し、原因ID「2」は加工機2のライン停止を示し、原因ID「6」は液面センサ4のオンを示し、原因ID「7」は液面センサ4のオフを示し、原因ID「8」は電磁弁5のオンを示し、原因ID「9」は電磁弁5のオフを示す。
【0024】
親機7及び子機6のうちの少なくも一方は、クーラントの供給開始時又は供給中において他方との間で通信異常を検出したときは、電磁弁5を閉とするように制御する。具体的に、親機7及び子機6のうちの一方が他方に通信確認信号を発信し、該通信確認信号に応答して他方が一方に通信応答信号を返信するか否かにより通信異常を検出する。この異常通信を検出したときは、親機7の記憶装置47に格納された液面センサ4の情報をリセットする。
【0025】
親機7は、クーラントの供給時間に基づいてクーラントの供給量を算出し、供給量が所定値以上となったときは外部への通報を行う。具体的に、親機7は、クーラント供給量が所定値以上となったときはクーラント原液の供給要求を特定アドレスに定型文書でメール発信を行う。
【0026】
子機6は、加工機2で加工品が加工される毎に加工完了を検出する加工完了センサ15(
図1参照)を備え、検出された加工完了信号を親機7に送信する。親機7は、加工完了信号の受信に基づいて、その生起時刻とともに、加工品の加工数を示す原因IDを記憶装置47に格納する(
図8のステップS5及びS6参照)。
なお、加工完了センサ15としては、例えば、加工品の通過を検出する光センサを採用できる。
【0027】
子機6は、
図6に示すように、加工機2の稼働状態に応じた表示内容(すなわち、生産モード)を表示する表示器17と、表示器17の表示内容を変更するための操作スイッチ18と、を備え、操作スイッチ18を操作する毎に操作信号を親機7に送信する。親機7は、操作信号の受信に基づいて、その生起時刻とともに、加工機2の稼働状態を示す原因IDを記憶装置47に格納し、さらに表示器17の表示内容の変更を指示する表示変更信号を子機6に送信する(
図8のステップS3及びS4参照)。
なお、表示器17としては、例えば、表示内容を異なる点灯形態で表示するLED表示器を採用できる。また、操作スイッチ18としては、例えば、押圧毎に表示器17の表示内容を変更する操作スイッチを採用できる。
【0028】
ここで、加工機2のクーラントは、クーラントタンク3内より、刃物加工部分に移動して、その後、循環経路を介して、クーラントタンク3に戻る。この循環経路には、刃物加工のカス(大小の金属ゴミ等)が多数混在し、クーラントの移動を妨げる。そのため、メッシュ状のフィルターでカスを定期的取り除く必要がある。また、クーラントの循環経路には、金属カスを除く目的で複数仕切り板がある。これらメッシュ状フィルターや仕切り板にたまったカスの量は、生産カウントの累積に比例するため、生産カウント情報は、カス除去の判断に利用可能である。
【0029】
親機7は、
図9に示すように、無線通信が行われるタイミングの時刻と、原因別に関連付けされたID番号から、原因発生時刻、時間間隔、発生回数の計算結果及び原因から導き出される生産状況をLANの経由等により一覧表示できる。
【0030】
クーラント装置1の本体8は、
図10に示すように、クーラント原液を貯留するメインタンク21と、メインタンク21から供給されるクーラント原液を貯留する計量タンク22と、水を貯留する水タンク23と、計量タンク22からのクーラント原液と水タンク23からの水とを混合して希釈クーラントを生成する希釈部24と、希釈部24から供給される希釈クーラントを貯留する調整タンク25と、を備えている。
【0031】
メインタンク21と計量タンク22とを接続する配管には該配管を開閉する電磁弁27が設けられている。また、希釈部24は、水供給用ポンプ28、レギュレータ29及びミキシング機構31を備えている。この水供給用ポンプ28とミキシング機構31とを接続する配管には該配管を開閉する電磁弁32が設けられている。また、ミキシング機構31は、その水流入口から水が流入されることで、計量タンク22内のクーラント原液を吸い上げて、水とクーラント原液を混合して希釈クーラントを生成する。また、調整タンク25と各加工機2のクーラントタンク3とは、クーラント供給管9で連絡されている。このクーラント供給管9には、調整タンク25内に貯留された希釈クーラントを汲み上げて各加工機2のクーラントタンク3に供給する油供給用ポンプ33が設けられている。これら電磁弁27、32及びポンプ28、33等は、親機7により駆動制御される。
【0032】
次に、親機7の制御部45による制御処理について
図8を用いて説明する。親機7は、初期処理(ステップS1)を行ってから、子機6からの無線入力の有無を判定する(ステップS2)。子機6から無線入力がない場合、その他の制御処理(ステップS15)に進む。
【0033】
子機6からの無線入力がある場合、その無線入力がLEDカウント入力(すなわち、操作スイッチ18の操作信号の入力)であるかを判定する(ステップS3)。LEDカウント入力である場合、操作スイッチ18の操作回数をカウントアップして記憶装置47に格納し、表示器17の表示内容の変更を指示する表示変更信号を子機6に無線出力する(ステップS4)。この操作スイッチ18の操作回数に対応して加工機2の加工状態(すなわち、生産モード)が割り付けられている。
【0034】
次に、子機6からの無線入力が生産カウント入力(すなわち、加工完了センサ15の加工完了信号の入力)であるかを判定する(ステップS5)。生産カウント入力である場合、その生起時刻とともに、加工品の加工数(すなわち、生産カウント数)を示す原因IDを記憶装置47に格納する(ステップS6)。
【0035】
次に、子機6からの無線入力がフロートSW入力(すなわち、液面センサ4の入力)であるかを判定する(ステップS7)。フロートSW入力である場合、フロートSWオン入力(すなわち、液面センサ4のオン検出信号の入力)であるかを判定する(ステップS8)。フロートSWオン入力である場合、その生起時刻とともに、液面センサ4のオンを示す原因IDを記憶装置47に格納する(ステップS9)。一方、フロートSWオン入力でない場合、その生起時刻とともに、液面センサ4のオフを示す原因IDを記憶装置47に格納する(ステップS10)。
【0036】
次に、電磁弁5が駆動中(開)であるかどうかを判定し(ステップS11)、電磁弁5が駆動中の場合、子機6へ電磁弁オン指令(すなわち、電磁弁5を開とする開閉制御信号)を出力するかどうかを判定する(ステップS12)。子機6へ電磁弁オン指令を出力する場合、その生起時刻とともに、電磁弁5のオンを示す原因IDを記憶装置47に格納する(ステップS13)。一方、子機6へ電磁弁オン指令を出力しない場合、その生起時刻とともに、電磁弁5のオフを示す原因IDを記憶装置47に格納する(ステップS14)。その後、その他の制御処理(ステップS15)を行ってから、子機6からの無線入力の有無の判定(ステップS2)に戻る。
【0037】
(2)実施形態の効果
本実施形態のクーラント供給装置1によると、加工機2毎に供給するクーラントを貯留するクーラントタンク3内の液面高さを検出する液面センサ4と、クーラントタンク3に対してクーラントの供給及び停止を行う電磁弁5と、加工機2毎に対応して設けられ、液面センサ4によりクーラントタンク3内の液量を検出すると共に電磁弁5を駆動する子機6と、各子機6との間で通信可能であり、各子機6から液量情報を受信し、電磁弁5の開閉を指示する開閉制御信号を生成して各子機6に送信する親機7と、を備える。そして、親機7は、加工機2毎に液量の時間的変化並びにクーラントの供給開始及び停止時刻を監視し、所定の液量レベルに対する過不足の継続時間に基づいて開閉制御信号を生成する。これにより、加工機2毎のクーラントの供給時刻、供給時間及び供給頻度に基づいて、クーラントの消費状況を正確に把握できる。その結果、クーラントの消費状況からクーラント原液手配の適切なタイミングを知ることができる。
【0038】
また、本実施形態では、子機6は、親機7から電磁弁5を開とする開閉制御信号を受け、且つ液量が所定レベル未満である間、電磁弁5を開に駆動する。これにより、通信障害やプログラム暴走等の異常が発生した際に、電磁弁5の誤動作によるクーラントタンク3のオバーフローを防止できる。
特に、親機7と各子機6が無線通信を行う形態では、プログラムで動作する電磁弁駆動回路11の誤動作から電磁弁5の継続オンでのクーラントタンク3のオバーフローを効果的に防止できる。
【0039】
また、本実施形態では、親機7は、液量が所定レベル未満である時間T1が所定以上継続し、その後液量が所定レベル以上となってから再び所定レベル未満となったときに、電磁弁5を開とするように開閉制御信号を生成する。これにより、クーラントの液面の変動周期に対して1周期遅れてクーラントの供給が開始される。そのため、一度のクーラント供給量を比較的多くでき、クーラントを効率良く供給できる。
【0040】
また、本実施形態では、子機6は、クーラントの温度を計測する温度センサ13を備え、計測された温度情報を親機7に送信し、親機7は、液量が所定レベル未満となってから所定レベルとなるまでの回復時間T1、及び液量が所定レベル未満となってから次に所定レベル未満となるまでの変動周期T2を計測し、変動周期T2に対する回復時間T1の比(K=T1/T2)が温度に応じて所定範囲となるように開閉制御信号を生成する。これにより、クーラントの温度が比較的低いときにクーラントの供給量を減らし、逆にクーラントの温度が比較的高いときにクーラントの供給量を増やすよう制御することで、クーラント中に含まれる泡の発生を抑制できる。
【0041】
ここで、水で希釈したクーラントは成分構成上、少なからず、泡の発生が問題となり、クーラントに泡が混入すると、その泡の部分の冷却率が低下し、さらに、クーラントタンク3内での液面センサ4での検出の値に誤差が生じる。泡は温度が低いほど泡の膜粘度が強く膜が破れないため、泡の消滅がしにくいことや、クーラントの移動量が大きいほど泡の発生が多くなる傾向にある。
これに対して、本実施形態では、クーラントの温度を監視して、温度が低い場合は、液面センサ4の検出を浅くしてクーラント供給量を減らし、逆に温度が高い場合は、液面センサ4の検出を深くしてクーラント供給量を増やすよう制御することで、泡の発生を抑制できる。
【0042】
また、本実施形態では、親機7は、所定周期で各子機6と送受信を行い、加工機2毎に、液量が所定レベルを横切ったこと並びに電磁弁5を開及び閉としたことを生起時刻と共に記憶装置47に格納する。これにより、クーラントの消費状況を簡易に把握できる。
【0043】
また、本実施形態では、親機7及び子機6のうちの少なくも一方は、クーラントの供給開始時又は供給中において他方との間で通信異常を検出したときは、電磁弁5を閉とするように制御する。これにより、通信障害等の異常が発生した際に、電磁弁5の誤動作によるクーラントタンク3のオバーフローを防止できる。
特に、親機7と各子機6が無線通信を行う形態では、子機6からの情報発信後に、子機6の電源喪失等の異常が発生すると、情報発信のデータが親機7に継続して存在するため、誤動作の原因となる。これを防ぐために、子機6からの情報発信を行い親機7からの制御を待っているときは、親機7と子機6とで、定期的に無線通信を行い無線通信の経路確認を行うことで誤動作を効果的に防止できる。
【0044】
また、本実施形態では、親機7は、クーラントの供給時間に基づいてクーラントの供給量を算出し、供給量が所定値以上となったときは外部への通報を行う。これにより、クーラント原液手配の適切なタイミングを外部に報知できる。
【0045】
また、本実施形態では、子機6は、加工機2で加工品が加工される毎に加工完了を検出する加工完了センサ15を備え、検出された加工完了信号を親機7に送信し、親機7は、加工完了信号の受信に基づいて加工品の加工数を記憶装置47に格納する。これにより、加工機2毎の加工品の加工数に応じたクーラントの供給時刻、供給時間及び供給頻度に基づいて、更に詳細なクーラントの消費状況を把握できる。また、各加工機2の生産数管理が可能となる。さらに、各加工機2の液面センサ4の検知信号、電磁弁5の開閉制御信号、加工数情報を親機7で管理することで、情報をリアルタイムで表示することが可能となり、液面センサ4の動作状況や電磁弁5の動作状況と一日の目標生産数量との比較などの利便性が向上される。
【0046】
また、本実施形態では、子機6は、加工機2の稼働状態に応じた表示内容を表示する表示器17と、表示器17の表示内容を変更するための操作スイッチ18と、を備え、操作スイッチ18を操作する毎に操作信号を親機7に送信し、親機7は、操作信号の受信に基づいて、加工機2の稼働状態を記憶装置47に格納するとともに、表示器17の表示内容の変更を指示する表示変更信号を子機6に送信する。これにより、加工機2毎の加工品の加工数及び加工機2の稼働状態に応じたクーラントの供給時刻、供給時間及び供給頻度に基づいて、更に詳細なクーラントの消費状況を把握できる。さらに、子機6に、操作スイッチ18の操作回数を記憶する回路が不要となる。
【0047】
さらに、本実施形態では、親機7と各子機6とは、無線により通信を行う。これにより、各加工機2への電気配線を省略又は減少できるので、設備敷設が簡単になり、レイアウト変更にも柔軟に対応できる。さらに、加工機2毎のクーラントの供給以外の情報も容易に入手が可能となるため、異常の早期発見や正確な生産数確保等の管理で効果がある。
【0048】
尚、本発明においては、以上に示した実施形態に限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した態様とすることができる。すなわち、上記実施形態では、親機7と各子機6とが無線通信を行うようにしたが、これに限定されず、例えば、親機7と各子機6とが有線通信を行うようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【0049】
本発明は、旋盤、フライス盤などの1以上の加工機にクーラントを供給する技術として広く利用される。
【符号の説明】
【0050】
1;クーラント供給措置、2;加工機、3;クーラントタンク、4;液面センサ、5;電磁弁、6;子機、7;親機、13;温度センサ、15;加工完了センサ、17;表示器、18;操作スイッチ、47;記憶装置、T1;回復時間、T2;変動周期。