特許 7603188 切削液管理装置、切削液管理システム、及びセンサユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-11

(45)【発行日】2024-12-19

(54)【発明の名称】切削液管理装置、切削液管理システム、及びセンサユニット

(51)【国際特許分類】

   B23Q 11/10 20060101AFI20241212BHJP

   B23Q 17/00 20060101ALI20241212BHJP

   B01D 19/02 20060101ALI20241212BHJP

【ＦＩ】

B23Q11/10 E

B23Q17/00 A

B01D19/02

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2024092679

(22)【出願日】2024-06-07

【審査請求日】2024-07-01

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000152996

【氏名又は名称】株式会社日本ピスコ

(74)【代理人】

【識別番号】110001726

【氏名又は名称】弁理士法人綿貫国際特許・商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】高沢 清継

(72)【発明者】

【氏名】八手又 秀浩

(72)【発明者】

【氏名】柴田 源也

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 和彦

(72)【発明者】

【氏名】北沢 藍

【審査官】増山 慎也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－０４２００１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１７９４３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０８７４０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２３－１２１０５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１０３３０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１７４２８５６１（ＣＮ，Ａ）

【文献】米国特許第１１９５１５７８（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】国際公開第２０１９／１８９２１２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】中国実用新案第２１９７２５５０１（ＣＮ，Ｕ）

【文献】国際公開第２０１４／１９９６４９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｑ１１／００－１１／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

工作機械に用いられる切削液の状態監視及び成分調整のうち少なくとも一方を行う切削液管理装置であって、
前記切削液の温度を測定する温度センサと、
前記切削液の濃度を測定する濃度センサと、
前記切削液のｐＨを測定するｐＨセンサと、
前記切削液の液位を測定する液面センサとを有するセンサユニットを備え、
前記センサユニットは、前記切削液が貯留される貯留槽に対して、前記温度センサ、前記濃度センサ、及び前記ｐＨセンサが前記切削液中に浸され、且つ前記液面センサが前記切削液の液面と同一高さ又はそれ以上の高さとなる配置で設けられていること
を特徴とする切削液管理装置。

【請求項2】

前記貯留槽から前記切削液を取込んで再び前記貯留槽へ還流させる一つの循環流路と、
前記切削液を冷却する温度調整部と、
前記切削液中に原液又は希釈液を供給し、及び前記切削液の液位調整をする濃度調整部と、
前記切削液中にｐＨ調整剤を供給するｐＨ調整部と、をさらに備え、
前記循環流路の経路途中に、前記温度調整部、前記濃度調整部、及び前記ｐＨ調整部が設けられていること
を特徴とする請求項１記載の切削液管理装置。

【請求項3】

各前記調整部の制御を実行する制御部と、各前記センサが測定した測定データを受信する第２通信部とを有するコントロールユニットをさらに備え、
前記センサユニットは、前記第２通信部に対して各前記測定データを送信する第１通信部をさらに有し、
前記制御部は、各前記測定データに基づいて、前記温度調整部、前記濃度調整部、及び前記ｐＨ調整部のうち少なくとも一つの制御を実行する構成であること
を特徴とする請求項２記載の切削液管理装置。

【請求項4】

前記液面センサは、前記切削液の発泡状態をさらに検出する構成であり、
前記発泡状態に応じて前記経路途中の前記切削液中に消泡剤を供給する発泡状態調整部をさらに備えること
を特徴とする請求項２記載の切削液管理装置。

【請求項5】

前記切削液中の雑菌の繁殖を抑制する減菌部をさらに備えること
を特徴とする請求項２記載の切削液管理装置。

【請求項6】

前記液面センサは、前記切削液の油膜状態をさらに検出する構成であること
を特徴とする請求項２記載の切削液管理装置。

【請求項7】

前記コントロールユニットは記憶部をさらに有し、
前記記憶部には、前記工作機械と前記切削液の状態変化とについての相関データテーブル、及び前記工作機械の加工プログラムが記憶されており、
前記制御部は、前記相関データテーブルと、前記加工プログラムとに基づいて各前記調整部のうち少なくとも一つの予測制御を実行する構成であること
を特徴とする請求項３記載の切削液管理装置。

【請求項8】

請求項３の切削液管理装置と、記憶部を有する外部サーバとを備え、
前記外部サーバの前記記憶部には、前記工作機械と前記切削液の状態変化とについての相関データテーブル、及び前記工作機械の加工プログラムが記憶されており、
前記制御部は、前記第２通信部を介して前記外部サーバの前記記憶部に各前記測定データ及び装置動作履歴を記憶させ、
前記外部サーバは、前記相関データテーブルと、前記加工プログラムとに基づいて各前記調整部のうち少なくとも一つの予測制御を実行する構成であること
を特徴とする切削液管理システム。

【請求項9】

工作機械に用いられる切削液の状態監視を行うセンサユニットであって、
前記切削液の温度を測定する温度センサと、
前記切削液の濃度を測定する濃度センサと、
前記切削液のｐＨ調整部を測定するｐＨセンサと、
前記切削液の液位を測定する液面センサとを備え、
前記切削液が貯留される貯留槽に対して、前記温度センサ、前記濃度センサ、及び前記ｐＨセンサが前記切削液中に浸され、且つ前記液面センサが前記切削液の液面と同一高さ又はそれ以上の高さとなる配置で設けられていること
を特徴とするセンサユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、工作機械に用いられる切削液を管理する切削液管理装置、切削液管理システム、及びセンサユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

工作機械での加工に際し安定的な加工精度及び加工性を得るために、切削液温度の監視及び／又は調整を可能とする温度調整装置が従来から用いられている。

【0003】

他方、切削液の濃度が規定値より薄い場合、当該切削液の潤滑性が低下し加工精度や加工面精度に悪影響を及ぼす場合がある。また、切削液の濃度が規定値より濃い場合、加工物表面の変色や作業者の肌荒れを引き起こし、同時に必要以上の切削液の消費となるためランニングコスト増大に繋がる場合がある。したがって、当該水溶性切削液の濃度監視が重要となる。

【0004】

一例として、特許文献１（特許第７０７９９０４号公報）には、冷却液（切削液）の温度、濃度、及びｐＨを計測する各計測手段を備える冷却液良否検出システムが開示されている。当該システムは切削液状態良否の情報提供、及び警告を行うことができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特許７０７９９０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に開示の冷却液良否検出システムにおいて、温度計測手段及びｐＨ計測手段は供給流路中の切削液の温度及びｐＨ計測を行い、濃度計測手段は供給流路から分取した切削液の濃度計測を行う。

【0007】

このように、上記冷却液良否検出システムでは各計測手段（すなわち、各センサ）が集約されていないため以下のような問題が生じていた。すなわち、各計測手段のメンテナンスがし難く、切削液の状態を取得する位置やタイミングが異なることに基づく誤差が発生する場合があった。また、計測手段ごとに配線が引回されているため、作業者が引掛り、ショート、断線のリスクも生じていた。さらに、切削液の液面状態（一例として、液位）を計測することができず、切削液の過不足が生じる場合があった。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、上記事情に鑑みてなされ、メンテナンス性や安全性に優れ、測定誤差の低減が可能であり、且つ切削液の液面状態の計測も可能な切削液管理装置、切削液管理システム、及びセンサユニットを実現することを目的とする。

【0009】

本発明は、一実施形態として以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。

【0010】

すなわち、開示の切削液管理装置は、工作機械に用いられる切削液の状態監視及び成分調整のうち少なくとも一方を行う切削液管理装置であって、前記切削液の温度を測定する温度センサと、前記切削液の濃度を測定する濃度センサと、前記切削液のｐＨを測定するｐＨセンサと、前記切削液の液位を測定する液面センサとを有するセンサユニットを備え、前記センサユニットは、前記切削液が貯留される貯留槽に対して、前記温度センサ、前記濃度センサ、及び前記ｐＨセンサが前記切削液中に浸され、且つ前記液面センサが前記切削液の液面と同一高さ又はそれ以上の高さとなる配置で設けられていることを要件とする。これにより、以下の有利な効果を生ずる。すなわち、各センサがセンサユニットに集約されているため、各センサのクリーニングがし易くなり、メンテナンス性が向上する。また、各センサが切削液の状態を取得する位置を貯留槽に統一しているため、各センサによる切削液の状態取得の位置やタイミングが異なる場合に生じる誤差要因を排除することができる。さらに、各センサがセンサユニットに集約されているため、配線数を抑えることができ、作業者への引掛りや配線のショート、断線のリスクを低減することができる。

【発明の効果】

【0011】

上記の実施形態によれば、メンテナンス性や安全性が向上し、測定誤差が低減可能であり、且つ切削液の液面状態の計測も可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施形態における切削液管理装置の全体図（概略図）である。

【図2】本発明の実施形態における切削液管理装置の機能ブロック図である。

【図3】本発明の実施形態における切削液管理システムの全体図（概略図）である。

【図4】本発明の実施形態における切削液管理システムの機能ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照して、本発明の各実施形態について詳しく説明する。図１は本発明の実施形態における切削液管理装置１００の全体図（概略図）である。図２は本発明の実施形態における切削液管理装置１００の機能ブロック図である。なお、各実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。

【0014】

＜工作機械＞
各実施形態における切削液管理装置１００は、工作機械ＭＴに用いられる切削液ＣＦの状態監視又は成分調整のうち少なくとも一方を行うためのものである。対象とする工作機械ＭＴとして、例えば、マシニングセンタ、ＮＣ旋盤、複合加工機、研削盤等が挙げられるが、これに限定されず、切削液（特に、水溶性切削液）を使用する工作機械であればよい。

【0015】

また、工作機械ＭＴは、一例として、吸入路Ｆ１及び排出路Ｆ２を介して、切削液ＣＦが貯留された貯留槽Ｔに接続されている。より具体的には、工作機械ＭＴは、ポンプＰによって貯留槽Ｔから切削液ＣＦを吸上げ、工具ホルダ等に設けられたクーラント孔やノズル（いずれも不図示）から加工部位（すなわち、工具及び／又はワーク）に対して切削液ＣＦが吐出されて、加工部位の冷却、加工部位への潤滑性の付与、及び切り屑の洗浄が行われる。また、切削液ＣＦは、フィルタＦで濾過され排出路Ｆ２から貯留槽Ｔに還流される。

【0016】

＜切削液＞
切削液ＣＦは上記した工作機械ＭＴに用いられる。切削液の例としては、水溶性の切削液（原液）が希釈液（例えば、水）により希釈されたエマルション、ソリュブル、又はソリューションの水溶性切削液を想定しており、研削液も含むものとする。

【0017】

＜切削液管理装置＞
本実施形態における切削液管理装置１００について詳しく説明する。本実施形態における切削液管理装置１００は、切削液ＣＦの温度を測定する温度センサ１６と、切削液ＣＦの濃度を測定する濃度センサ１８と、切削液ＣＦのｐＨを測定するｐＨセンサ２０と、切削液ＣＦの液位を測定する液面センサ１４とを有するセンサユニット１０を備えている。

【0018】

＜＜センサユニット＞＞
センサユニット１０は、切削液ＣＦが貯留される貯留槽Ｔに対して、温度センサ１６、濃度センサ１８、及びｐＨセンサ２０が切削液ＣＦ中に浸され、且つ液面センサ１４が切削液ＣＦの液面と同一高さ又はそれ以上の高さとなる配置で設けられている。

【0019】

温度センサ１６としては、一例として、サーミスタや白金抵抗測温体が挙げられるが、これに限定されない。

【0020】

濃度センサ１８としては、一例として、水溶性切削液の電気伝導率や光学的屈折率を測定するセンサが挙げられるが、これに限定されない。

【0021】

ｐＨセンサ２０としては、一例として、ガラス電極を用いたセンサが挙げられるが、これに限定されない。

【0022】

液面センサ１４としては、切削液ＣＦの液面付近に対して照射した光の反射率又は屈折率を検出することにより切削液ＣＦの液位を測定する公知の光学センサが挙げられるが、これに限定されない。

【0023】

なお、液面センサ１４は、切削液ＣＦの発泡状態及び／又は油膜状態をさらに検出する構成としてもよい。より具体的には、センサユニット１０は、液面センサ１４を高さ方向に複数個有していてもよい。切削液ＣＦの液面に発泡層又は油膜層が生じると純粋な空気層よりも光が透過しづらくなるため、いずれかの液面センサ１４が発泡又は油膜による光の透過性の変化（減少又は増加）を検出することにより、切削液ＣＦの発泡状態及び／又は油膜状態を取得することが可能となる。

【0024】

センサユニット１０を上記構成とすることにより、次のような有利な効果を生じる。すなわち、各センサ１４、１６、１８、２０がセンサユニット１０に集約されているため、各センサ１４、１６、１８、２０のクリーニングがし易くなり、メンテナンス性が向上する。より具体的には、切削液ＣＦ中に混入し、油汚れとして流路に付着残留する異物（切り屑や工作機械ＭＴの加工テーブルに用いられる潤滑剤等）のクリーニングが必要となるところ、上記構成により当該クリーニングが容易となり、メンテナンス性が向上する。また、各センサ１４、１６、１８、２０が切削液ＣＦの状態を取得する位置を貯留槽Ｔに統一しているため、各センサ１４、１６、１８、２０による切削液ＣＦの状態取得の位置やタイミングが異なる場合に生じる誤差要因を排除することができる。さらに、各センサ１４、１６、１８、２０がセンサユニット１０に集約されているため、配線数を抑えることができ、作業者が引掛ることで配線がショート、断線してしまうリスクを低減することができる。

【0025】

また、センサユニット１０は、第１通信部１２を有している。第１通信部１２は、温度センサ１６、濃度センサ１８、ｐＨセンサ２０、及び液面センサ１４に無線又は有線によって通信接続されており、各センサが取得した各測定データを後述する第２通信部２４に対して送信する構成である。

【0026】

第１通信部１２の例としては、アンテナ（不図示）を有し、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）やネットワークＮＷを介したＷｉ－Ｆｉ（登録商標）を通信方式とする無線通信部が挙げられる。なお、第１通信部１２は、有線通信部であってもよい。

【0027】

＜＜循環流路＞＞
また、本実施形態における切削液管理装置１００は、貯留槽Ｔから切削液ＣＦを取込んで再び貯留槽Ｔへ還流させる一つの循環流路３０を備えている。より具体的には、循環流路３０は、切削液ＣＦを吸入する第１流路３２と、第１流路３２に設けられた循環ポンプ４０と、切削液ＣＦの成分調整がされる混合槽３６と、切削液ＣＦを貯留槽Ｔへ排出させる第２流路３４とを有している。なお、循環ポンプ４０の例としては、ピストンポンプ、ダイヤフラムポンプ、又は渦巻ポンプ等の公知の流体循環ポンプ等が挙げられるが、これに限定されない。後述する制御部２６又はユーザが循環ポンプ４０を作動させることにより、循環流路３０において切削液ＣＦを循環させることができる。

【0028】

＜＜コントロールユニット＞＞
また、本実施形態における切削液管理装置１００は、コントロールユニット２２を備えている。コントロールユニット２２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ・ＲＡＭ等のメモリ、及び通信部を有しており、予め設定された制御プログラム及び各センサが測定した測定データに基づいて作動する。より具体的には、コントロールユニット２２は、図２に示すように、上述した第１通信部１２から各センサ１４、１６、１８、２０が測定した各測定データを受信する第２通信部２４と、各測定データに基づいて各調整部のうち少なくとも一つの制御を実行する制御部２６と、記憶部２８とを有している。

【0029】

第２通信部２４の例としては、アンテナ（不図示）を有し、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）やネットワークＮＷを介したＷｉ－Ｆｉ（登録商標）を通信方式とする無線通信部が挙げられる。なお、第２通信部２４は、有線通信部であってもよい。

【0030】

なお、コントロールユニット２２は、有線又は無線によって循環ポンプ４０に対して通信接続されていてもよく、この場合、制御部２６は、第２通信部２４が受信した各測定データに基づいて、循環ポンプ４０のオン・オフを行う構成であってもよい。

【0031】

また、コントロールユニット２２は、操作パネル（不図示）を有していてもよい。操作パネルは、各センサ１４、１６、１８、２０が測定した各測定データを表示する構成である。また、操作パネルは、ユーザがタッチ操作をすることにより、後述する各調整部３８、４２、５４、６２やオイルスキマー８０に対してフィードバック指令を送信することができる構成である。これにより、ユーザは、切削液ＣＦの各状態が適正な数値に収まっているかどうか判断し、切削液ＣＦの状態を安定させることができる。

【0032】

＜＜温度調整部＞＞
本実施形態における切削液管理装置１００は、温度調整部３８を備えている。温度調整部３８は、一例として、公知の熱交換器が挙げられるがこれに限定されない。また、温度調整部（熱交換器）３８は、有線又は無線によりコントロールユニット２２に対して通信接続されている。切削液ＣＦの温度調整のために、制御部２６は、第２通信部２４が受信した温度データと、予め設定され記憶部２８に記憶された設定温度（一例として、２４℃以上２５℃以下）との差分を算出し、当該差分が所定の値以上の場合には、熱交換器としての温度調整部３８を作動させて混合槽３６へ取込まれる切削液ＣＦの温度を調整する。なお、本実施形態における温度調整部（熱交換器）３８による調整は切削液ＣＦの冷却であるが、これに限定されず、切削液ＣＦの冷却及び／又は加熱であってもよい。切削液管理装置１００が温度調整部３８を備えることにより、切削液ＣＦの温度を一定に維持することができる。

【0033】

＜＜濃度調整部＞＞
また、本実施形態における切削液管理装置１００は、濃度調整部４２を備えている。濃度調整部４２は、切削液ＣＦ中に原液又は希釈液を供給し、及び切削液ＣＦの液位調整をする構成である。より具体的には、濃度調整部４２は、混合槽３６に接続された希釈液流路４４と、希釈液流路４４の開閉を行う電磁開閉弁４６とを有している。なお、希釈液流路４４は希釈液源（例えば、水道水の供給源）に接続されている。また、濃度調整部４２は、混合槽３６に接続された原液流路５０と、原液タンク４８と、原液タンク４８から原液流路５０（すなわち、混合槽３６）に対して原液を吸入する原液供給ポンプ５２とを有している。なお、原液供給ポンプ５２の例としては、ピストンポンプ、又はダイヤフラムポンプ等の公知の移送ポンプ等が挙げられるが、これに限定されない。また、電磁開閉弁４６及び原液供給ポンプ５２は、有線又は無線によりコントロールユニット２２に対して通信接続されている。切削液ＣＦの濃度調整のために、制御部２６は、第２通信部２４が受信した濃度データと、予め設定され記憶部２８に記憶された設定濃度（一例として、８．０％以上１０．０％以下）との差分を算出し、当該差分が所定の値以上の場合には、電磁開閉弁４６又は原液供給ポンプ５２を作動させて混合槽３６内の切削液ＣＦの濃度を調整する。切削液管理装置１００が濃度調整部４２を備えることにより、切削液ＣＦの濃度を一定に維持することができる。

【0034】

なお、濃度調整部４２は、貯留槽Ｔ内の切削液ＣＦの液位を調整する役割も兼ねている。すなわち、切削液ＣＦの液位の調整のために、制御部２６は、第２通信部２４が受信した液位データと、予め設定され記憶部２８に記憶された設定液位との差分を算出し、当該差分が所定の値以上の場合には、電磁開閉弁４６及び／又は原液供給ポンプ５２を作動させて混合槽３６内の切削液ＣＦの液量を調整する。これにより、貯留槽Ｔ内の切削液ＣＦの液量を一定に維持することができる。

【0035】

＜＜ｐＨ調整部＞＞
本実施形態における切削液管理装置１００は、ｐＨ調整部５４を備えている。ｐＨ調整部５４は、一例として、混合槽３６に接続されたｐＨ調整剤流路５８と、ｐＨ調整剤タンク５６と、ｐＨ調整剤タンク５６からｐＨ調整剤流路５８（すなわち、混合槽３６）に対してｐＨ調整剤を吸入するｐＨ調整剤ポンプ６０とを有している。なお、ｐＨ調整剤ポンプ６０の例としては、ピストンポンプ、ダイヤフラムポンプ、又はホースポンプ等の公知の移送ポンプ等が挙げられるが、これに限定されない。また、ｐＨ調整剤ポンプ６０は、有線又は無線によりコントロールユニット２２に対して通信接続されている。切削液ＣＦのｐＨ調整のために、制御部２６は、第２通信部２４が受信したｐＨデータと、予め設定され記憶部２８に記憶された設定ｐＨ（一例として、８．８％以上）との差分を算出し、当該差異が所定の値以上の場合には、ｐＨ調整剤ポンプ６０を作動させて混合槽３６内の切削液ＣＦのｐＨを調整する。これにより、切削液ＣＦのｐＨを一定に維持することができる。

【0036】

＜＜発泡状態調整部＞＞
本実施形態における切削液管理装置１００は、発泡状態調整部６２を備えていてもよい。発泡状態調整部６２は、一例として、混合槽３６に接続された消泡剤流路６４と、消泡剤タンク６６と、消泡剤タンク６６から消泡剤流路６４（すなわち、混合槽３６）に対して消泡剤を吸入する消泡剤ポンプ６８とを有している。なお、消泡剤ポンプ６８の例としては、ピストンポンプ、ダイヤフラムポンプ、又はホースポンプ等の公知の移送ポンプ等が挙げられるが、これに限定されない。また、消泡剤ポンプ６８は、有線又は無線によりコントロールユニット２２に対して通信接続されている。切削液ＣＦの発泡状態を抑制するために、制御部２６は、第２通信部２４が受信した発泡状態データを確認し、発泡がある場合（一例として、切削液ＣＦ液面直上の光の透過度が空気中の透過度以下の場合）には消泡剤ポンプ６８を作動させて混合槽３６内の切削液ＣＦに対して発泡剤を供給する。これにより、切削液ＣＦ液面に生じた発泡状態を解消、軽減することができる。

【0037】

各調整部（特に、温度調整部、濃度調整部）が別々に設けられていた従来例では、それぞれに対して循環用配管が必要なため配管が煩雑になり、また、各配管でポンプが必要となるため装置が大掛かり且つ高額になるという課題が生じていた。さらに、切削液の温度、濃度、ｐＨ値の適正な状態管理のみならず、液面の泡立ちや油膜発生状況といった切削液ＣＦの状態を監視・調整する総合的かつ安定的な切削液管理が困難であったため、加工精度、加工品質のバラツキが生じ、工作機械の運転無人化の障壁となっていた。そこで、切削液管理装置１００を上記構成とすることにより、以下の有利な効果を生じる。温度調整部３８、濃度調整部４２、ｐＨ調整部５４、及び発泡状態調整部６２を循環流路３０の経路途中に設け、一つの装置に集約することで省スペース化、及び切削液成分の各種調整の一元化を図ることができる。また、各調整部３８、４２、５４、６２を同一の循環流路３０に設けることにより、配管数を抑えることができ、製品コストを削減することができる。さらに、精度の高い切削液ＣＦの自動調整が可能となるとともに総合的な切削液ＣＦの管理が可能な切削液管理装置の提供が可能となる。すなわち、上記構成を採用することで、精度の高い切削液ＣＦの自動調整を実現し、切削液ＣＦの管理を大幅に軽減することで、加工の無人化・省人化に大きく寄与する。

【0038】

＜＜オイルスキマー＞＞
また、本実施形態における切削液管理装置１００は、貯留槽Ｔ内にオイルスキマー８０を備えていてもよい。オイルスキマー８０は、グリース等の油膜を含む切削液ＣＦを無端ベルトに吸収させ、引上げたベルトから油膜と切削液とを分離させ、切削液のみ貯留槽Ｔに還流可能な公知のオイルスキマーを採用することができる。また、オイルスキマー８０は、有線又は無線によってコントロールユニット２２と通信接続されていてもよい。切削液ＣＦから油膜成分を除去するために、制御部２６は、第２通信部２４が受信した油膜状態データを確認し、油膜がある場合（一例として、記憶部２８に予め記憶されている切削液ＣＦ及び油膜層の透過度のデータと、油膜状態データとを制御部２６が照合し、当該油膜状態データの値が油膜層に相当する透過度の範囲にあると判断した場合）にはオイルスキマー８０を作動させて貯留槽Ｔ内の切削液ＣＦから油膜を除去する。これにより、切削液ＣＦ液面に生じた油膜状態を解消、軽減することができる。

【0039】

なお、切削液ＣＦから油膜成分を除去するために、制御部２６は第２通信部２４を介して、クラウドサーバや管理者の端末（ＰＣ端末や携帯端末）に対して油膜除去作業を促す警告を送信する構成としてもよい。これにより、上記警告をトリガーとして、オイルスキマー８０による油膜除去作業を開始することが可能となる。

【0040】

なお、制御部２６が各調整部３８、４２、５４、６２、及びオイルスキマー８０を作動させる順番については特に限定されないが、一例として、循環ポンプ４０の作動後、第２通信部２４が各測定データを受信した順番に従って、又は予め設定された制御プログラムに従って制御部２６が制御を実行する。

【0041】

以上に示したように、制御部２６は、各測定データに基づいて、温度調整部３８、濃度調整部４２、ｐＨ調整部５４、及び発泡状態調整部６２のうち少なくとも一つの制御を実行することで、切削液ＣＦの成分調整を可能とする。換言すると、各調整部３８、４２、５４、６２は相互に独立しており、制御部２６は、各調整部３８、４２、５４、６２を別々に、且つ同時に実行させることが可能である。

【0042】

さらに、本実施形態における切削液管理装置１００は、減菌部９０を備えていてもよい。減菌部９０は、貯留槽Ｔ又は混合槽３６内に設けられ、切削液ＣＦ中の雑菌の繁殖を抑制する構成である。より具体的には、減菌部９０は、公知の銅イオン発生装置や公知の銀イオン発生装置であるが、これに限定されない。

【0043】

＜変形例＞
続いて、本実施形態における切削液管理装置１００の変形例について詳しく説明する。

【0044】

変形例における切削液管理装置１００において、記憶部２８には工作機械ＭＴと切削液ＣＦの状態変化とについての相関データテーブルＤＴ、及び工作機械ＭＴの加工プログラムＷＰが記憶されており、制御部２６は、相関データテーブルＤＴと、加工プログラムＷＰとに基づいて各調整部のうち少なくとも一つの予測制御を実行する構成である。相関データテーブルＤＴには、工作機械ＭＴの加工条件（一例として、マシニングセンタ、ＮＣ旋盤、複合加工機、又は研削盤における重切削、軽切削といった加工負荷の段階、及び／又は加工時間）と、切削液ＣＦの温度変化データ、濃度変化データ、ｐＨ値変化データ、液位変化データ、又は発泡発生データとの相関データが格納されている。また、加工プログラムＷＰには、工作機械ＭＴの加工条件（一例として、マシニングセンタ、ＮＣ旋盤、複合加工機、又は研削盤における重切削、軽切削といった加工負荷の段階、及び／又は加工時間）のデータが格納されている。なお、加工プログラムＷＰは、ユーザによる記憶部２８への直接入力、又は工作機械ＭＴから記憶部２８への入力によって、記憶部２８に予め記憶させることができる。

【0045】

そして、制御部２６は、記憶部２８から相関データテーブルＤＴと、加工プログラムＷＰとを呼出して、加工プログラムＷＰにおける加工条件と、相関データテーブルＤＴとを照合する。次いで、制御部２６は、切削液ＣＦの温度変化データ、濃度変化データ、ｐＨ値変化データ、液位変化データ、又は発泡発生データを取得する。次いで、制御部２６は、いずれかの各データに基づいて、各データに対応する調整部の予測制御を実行する。なお、本実施形態における予測制御は、一例として、フィードフォワード制御である。

【0046】

制御部２６は、切削液ＣＦの消耗（温度変化、濃度変化、ｐＨ値変化、液位低下、又は発泡発生）の変化量を事前認識し制御を実行するため、各種切削液特性の適正値からの誤差を極小化することが可能となる。また、切削液管理装置１００は、センサユニット１０から得られた切削液情報に基づいて、切削液ＣＦを各種特性の適正値に調整するフィードバック制御が主体ではあるが、相関データテーブルＤＴ、及び加工プログラムＷＰに基づく予測制御（すなわち、フィードフォワード制御）を併用することで、応答性の高い切削液調整が可能となる。

【0047】

＜切削液管理システム＞
続いて、本実施形態における切削液管理システムＳについて詳しく説明する。図３は、本実施形態における切削液管理システムＳの全体図（概略図）である。図４は、本実施形態における切削液管理システムＳの機能ブロック図である。切削液管理システムＳは、切削液管理装置１００と、外部サーバ７０とを備え、切削液管理装置１００と外部サーバ７０とが通信接続されている構成である。

【0048】

＜＜外部サーバ＞＞
外部サーバ７０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ・ＲＡＭ等のメモリ、及び通信部を有しており、予め設定された制御プログラム、各センサが測定した測定データ、及び装置動作履歴に基づいて作動する。より具体的には、外部サーバ７０は、図４に示すように、制御部７２と、記憶部７４と、第３通信部７６とを有している。

【0049】

なお、外部サーバ７０はクラウドサーバであってもよい。

【0050】

第３通信部７６としては、一例として、アンテナ（不図示）を有し、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）やネットワークＮＷを介したＷｉ－Ｆｉ（登録商標）を通信方式とする無線通信部が挙げられる。なお、第３通信部７６は、有線通信部であってもよい。

【0051】

コントロールユニット２２に設けられた制御部２６は、第２通信部２４を介して外部サーバ７０の第３通信部７６に対して各測定データと、装置動作履歴とを送信し、外部サーバ７０の制御部７２は、記憶部７４に上記各測定データと、上記装置動作履歴とを記憶させる。換言すると、記憶部７４には、コントロールユニット２２から受信した上記各測定データと、上記装置動作履歴とが記憶される。これにより、切削液ＣＦの状態の履歴管理や遠隔地での監視が可能となる。

【0052】

また、記憶部７４には工作機械ＭＴと切削液ＣＦの状態変化とについての相関データテーブルＤＴ、及び工作機械ＭＴの加工プログラムＷＰが記憶されており、制御部７２は、相関データテーブルＤＴと、加工プログラムＷＰとに基づいて各調整部のうち少なくとも一つの予測制御を実行する構成である。加工プログラムＷＰは、ユーザによる記憶部２８への直接入力、又は工作機械ＭＴから記憶部２８への入力によって、記憶部２８に予め記憶させることができる。

【0053】

制御部７２は、相関データテーブルＤＴと、加工プログラムＷＰとに基づいて、上記した予測制御を実行する構成である。

【0054】

切削液管理装置１００及び切削液管理システムＳを上記構成とすることにより、切削液状態の事前予測がなされ、この予測に基づいた一層厳密な切削液状態の監視及び成分調整が可能となる。

【0055】

なお、本発明は以上説明した各実施形態に限定されることなく、本発明を逸脱しない範囲において種々変更可能である。

【符号の説明】

【0056】

１０ センサユニット
１２ 第１通信部
１４ 液面センサ
１６ 温度センサ
１８ 濃度センサ
２０ ｐＨセンサ
２２ コントロールユニット
２４ 第２通信部
２６ 制御部
２８ 記憶部
３０ 循環流路
３８ 温度調整部
４２ 濃度調整部
５４ ｐＨ調整部
６２ 発泡状態調整部
８０ オイルスキマー
９０ 減菌部
１００ 切削液管理装置
Ｓ 切削液管理システム
ＭＴ 工作機械
ＣＦ 切削液（水溶性切削液）
ＤＴ 相関データテーブル
ＷＰ 加工プログラム

【要約】

【課題】メンテナンス性や安全性が向上し、測定誤差が低減され、且つ切削液の液面状態の計測も可能な切削液管理装置、切削液管理システム、及びセンサユニットを提供する。
【解決手段】工作機械ＭＴに用いられる切削液ＣＦの状態監視及び成分調整のうち少なくとも一方を行う切削液管理装置１００であって、切削液ＣＦの温度を測定する温度センサ１６と、切削液ＣＦの濃度を測定する濃度センサ１８と、ＣＦ切削液のｐＨを測定するｐＨセンサ２０と、切削液ＣＦの液位を測定する液面センサ１４とを有するセンサユニット１０を備え、センサユニット１０は、切削液ＣＦが貯留される貯留槽Ｔに対して、温度センサ１６、濃度センサ１８、及びｐＨセンサ２０が切削液ＣＦ中に浸され、且つ液面センサ１４が切削液ＣＦの液面と同一高さ又はそれ以上の高さとなる配置で設けられていることを要件とする。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】