CN104044010B

CN104044010B - 机床的切削液管理装置

Info

Publication number: CN104044010B
Application number: CN201410095117.2A
Authority: CN
Inventors: 星野嘉则
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2014-03-14
Publication date: 2016-02-10
Anticipated expiration: 2034-03-14
Also published as: CN104044010A; US20140271002A1; JP5667230B2; DE102014103326A1; US9399273B2; JP2014176942A; DE102014103326B4

Abstract

本发明提供机床的切削液管理装置，其调整切削液以及水的供给量来管理切削液容器内的切削液的浓度，具有：输入机床的加工条件的操作部；基于从该操作部输入的加工条件来求得切削液的浓度的运算部；以及调节上述切削液原液供给装置以及水供给装置的供给量以使切削液容器的切削液的浓度成为在上述运算部中求出的切削液的浓度的调节部。

Description

机床的切削液管理装置

技术领域

本发明涉及机床的切削液管理装置，特别是涉及如下机床的切削液管理装置，即，不依赖熟练作业者的知识，若输入加工条件（加工物的材质、刀具等），则能够算出切削液的最合适的浓度。

背景技术

在加工时对机床等机械供给水溶性的切削液或者非水溶性的切削液。切削液存积在切削液容器内，利用与切削液容器连结的切削液供给泵向机械侧供给切削液。使用完毕的切削液附着于工件而被带到机械的外部，流到防护罩内的机械的周边，经由切削液返回路径而返回切削液容器，再被使用。切削液有各种性状，需要对切削液的浓度以及切削液的量进行管理。

（1）日本实开平5-16112号公报中公开了如下控制装置，即、为了将切削油容器内的油的浓度以及油量总是保持为规定值，实现油的正常化，并实现加工精度的稳定化，基于与切削油容器卡合的浓度计以及油位计、测量机械的实际运转时间的时间测量单元、以及其测量值，向切削油容器内自动地供给原油以及清洁水。根据该技术，实现切削油容器内的油的清洁化、加工精度的提高、机械运转率的提高、油的寿命的提高。

（2）日本特开2010-188480号公报中，公开了能够防止由冷却液的液质的劣化引起的各种不良影响的机床以及机床的冷却液监视方法。该方法中，利用pH传感器、水质硬度传感器、以及浓度传感器，来检测用于切削加工时的冷却、工具交换时的清洗的冷却液的液质。而且，比较传感器的检测值和阈值，若检测值在正常范围内，则在显示装置的画面进行正常显示，若检测值在需要注意范围内，则在显示装置的画面进行警告显示。若检测值在异常范围内，则禁止机械主体的切削加工。

（3）日本实开平6-75638号公报涉及机床等所使用的水溶性切削油的腐败防止、浓度管理的自动化的品质管理，其目的在于，较长地确保切削油寿命来节省费用，以及最适化调整切削液浓度来提高工具寿命、产品的品质。因此，用泵吸出容器内的水溶性切削油，利用进气过滤器、管路过滤器来除去异物，用加热器进行加热、升温，对在切削油中存在的腐败菌进行杀菌，之后使之通过浓度传感器。而且，使切削油通过浓度传感器并测量液浓度，按照该测量后的液浓度的比例由控制装置的指令使流量调整阀动作，对由原液泵来的切削液原液或者由水泵来的稀释水的流入量进行调整而总是作为固定浓度的切削液返回切削油容器。这样，返回到容器的切削油经由泵向机床供给。

（4）日本特开平7-179880号公报中，涉及机床中使用的切削油剂的腐败防止方法，该文献中，公开了如下技术，即，为了不损害切削油剂的品质、物理性能，而可靠地消灭或抑制混入切削油剂中的微生物尤其作为产生难闻的气味的直接原因的厌气菌的繁殖，由存积槽、泵、切削剂供给管、切削剂存积槽、切削剂排出管等构成的切削剂供给装置向机床供给水溶性切削油剂。由空气供给器向存积槽供给空气，进行曝气。从存积槽分取切削油剂的一部分，用固液分离器分离、除去悬浮物，将澄清后的切削油剂向调整槽供给，并调整温度以及氢离子浓度pH以减少微生物的活性。之后，用升压机将切削油剂升压至规定压力并将其间歇地送向加压处理器，以规定时间保持。

（5）日本特开2000-73084号公报中，公开了如下机床的切削油处理装置，即、将在长时间使用的期间降低的水溶性切削油的性能维持为与新的水溶性切削油相同程度，并且不产生废液。该切削油处理装置将附属于机床的主切削油容器内的水溶性切削油的一部分回收至其它的容器，将水溶性切削油中的油分、腐败菌以及添加剂等由废液处理微生物、催化剂等切削油分解介质分解处理后，返回上述其它的容器。在进行了预先设定的该分解处理的次数后，向返回到上述其它的容器的处理液添加切削油原液，做成稀释为固定浓度的新的水溶性切削油并返回到主切削油容器。通过依次反复进行该动作来将主切削油容器内的水溶性切削油的性能维持为固定。

切削液的浓度根据加工物的材质、刀具而存在最适值。但是，上述（1）、（2）、（3）中说明的现有技术中，虽然对规定的浓度、油量、时间进行了规定，但没有记载例如如何与加工物的材质、刀具相符地决定切削液的浓度。一般地，设定成与加工物的材质、刀具相符的切削液的浓度很大程度取决于熟练作业者的经验，因人不同而也产生差别。另外，上述（4）以及（5）中说明的现有技术不是求得加工的切削液的最适浓度的技术。

发明内容

因此，鉴于上述以往技术的问题点，本发明的目的在于，提供不依赖于熟练作业者的知识，能够按照加工条件（加工物的材质、刀具等）算出切削液的最适的浓度的机床的切削液管理装置。

本发明的机床的切削液管理装置具备：切削液原液供给装置，其向切削液容器供给切削液的原液；水供给装置，其供给用于对供给至上述切削液容器的上述切削液原液进行稀释的水；以及浓度传感器，其检测上述切削液容器内的切削液的浓度，调整上述切削液以及上述水的供给量来管理上述切削液容器内的切削液的浓度。该切削液管理装置还具备：操作部，其输入上述机床的加工条件；运算部，其基于从上述操作部输入的加工条件来求得切削液的浓度；以及调节部，其调节上述切削液原液供给装置以及水供给装置的供给量，以使上述切削液容器的切削液的浓度成为在上述运算部中求出的切削液的浓度。

上述加工条件能够采用加工物的材质、加工内容、使用的刀具中的任一个或者任意组合。

上述运算部也可以构成为，从存储有与上述加工条件对应的上述切削液的浓度的存储部读取与由上述操作部输入的加工条件对应的切削液的浓度。

根据本发明，能够与加工条件相符地自动调节切削液的浓度，管理切削液的浓度，通过使切削液的粘度变稠，能够使刀具与工件之间的润滑性变好，从而能够提高切削速度。

附图说明

通过参照附图的以下的实施例的说明，本发明的上述以及其它的目的以及特征变得更加清楚。其中：

图1是说明本发明的机床的切削液管理装置的一个实施方式的框图。

图2是说明由图1的切削液管理装置执行的、基于加工条件求得切削液的浓度的处理的流程图。

图3是说明由图1的切削液管理装置执行的、基于加工内容求得切削液的浓度的处理的流程图。

图4是说明由图1的切削液管理装置执行的、基于加工内容和加工物的材质求得切削液的浓度的处理的流程图。

图5是说明由图1的切削液管理装置执行的、基于加工内容和刀具的种类求得切削液的浓度的处理的流程图。

图6是说明使加工条件和切削液的浓度对应的表的图。

具体实施方式

使用图1对本发明的机床的切削液管理装置的一个实施方式进行说明。

机床的切削液管理装置包括：具备显示装置2的控制装置1；测量切削液浓度的浓度传感器3；以及测量切削液的液量的液位传感器4。存积切削液的切削液容器5由存积用过滤器6净化后的切削液的清水槽7和污水槽8构成。从切削液原液供给装置9向切削液容器5的污水槽8供给切削液的原液，并经由水供给装置10向切削液容器5的污水槽8供给水。

不需要的切削液通过打开设于污水槽8的下部的排出阀11而作为废液13被回收至废液容器12。浓度传感器3对存积在清水槽7内的切削液的浓度进行测量。为了测量切削液的液量，液位传感器4对积存在清水槽7内的切削液的液位的高度进行测量。

在工作台17上载置的工件18由安装在机床的主轴19的工具20加工。泵（冷却泵）14吸取存积在清水槽7中的切削液，经由管路15而从喷嘴（冷却喷嘴）16朝向工件18喷出切削液。朝向工件18喷出的切削液经由图示省略的管路而被回收至切削液容器5的污水槽8。回收后的切削液用过滤器6净化，并向清水槽7供给，从而进行循环利用。

控制装置1接收由液位传感器4检测到的液位检测信号，另外，接收由浓度传感器3检测到的浓度检测信号。另外，控制装置1驱动泵（冷却泵）14，从清水槽7吸取切削液，并使切削液从喷嘴16朝向工件18喷出。控制装置1具备执行图2～图5所示的流程图表示的处理的软件（程序），通过执行该软件（程序），从而以来自浓度传感器3、液位传感器4的信息等为基础，控制切削液原液供给装置9以及水供给装置10，并调节切削液原液的供给量和水的供给量以使切削液容器内的切削液的浓度保持为最适值。排出阀11也由控制装置1控制，在切削液容器5内的切削液变得不适于工件18的加工的情况下，切削液作为废液13而被废弃至废液容器12。

图2是说明由图1的切削液管理装置执行的、基于加工条件求得切削液的浓度的处理的流程图。以下，根据各步骤进行说明。

[步骤SA01]求得基于加工条件的切削液的浓度。此外，加工条件由加工程序记述并指定，或由操作人员从控制装置1的未图示的输入单元（操作盘）输入。

[步骤SA02]从浓度传感器取得切削液的浓度信息。

[步骤SA03]比较切削液的浓度和预先决定的阈值，若切削液的浓度在设定范围内则返回步骤SA02，若切削液的浓度在设定范围外则移至步骤SA04。

[步骤SA04]调节切削液的浓度。具体而言，调节从切削液原液供给装置9和水供给装置10向切削液容器的供给量，并返回步骤SA02。

（1）使用图3的流程图来说明在图2的流程图的步骤SA01中根据加工内容设定（求得）切削液的浓度的情况的例子。以下，根据各步骤进行说明。

[步骤SB01]判断切削液的种类是何种类，非水溶性的切削液的情况不需要稀释，从而结束该处理。水溶性的切削液的情况移至步骤SB02。

[步骤SB02]判断加工内容，切削加工的情况移至步骤SB03，强力切削加工的情况移至步骤SB04，研磨加工的情况移至步骤SB05。

[步骤SB03]使切削液的浓度为5%以上12%以下（最适约为8%）。

[步骤SB04]使切削液的浓度为10%以上15%以下（最适约为12%）。

[步骤SB05]使切削液的浓度为5%以上8%以下（最适约为6%）。

上述的流程图的处理是在切削液的种类为Syntilo9918的情况下选择切削加工（切削液的浓度5～12%）、强力切削加工（切削液的浓度10～15%）、研磨加工（切削液的浓度5～8%）等最适的稀释浓度的处理。而且，根据稀释浓度，进行水和切削液的原液的分配调整。

（2）使用图4的流程图来说明在图2的流程图的步骤SA01中根据加工内容以及加工物的材质设定（求得）切削液的浓度的情况的例子。以下，根据各步骤进行说明。

[步骤SC01]判断切削液的种类是何种类，非水溶性的切削液的情况不需要稀释，从而结束该处理。另一方面，水溶性的切削液的情况移至步骤SC02。

[步骤SC02]判断加工内容，切削加工的情况移至步骤SC03，强力切削加工的情况移至步骤SC07，研磨加工的情况移至步骤SC11。

[步骤SC03]加工物的材质为铝且刀具温度为200℃～250℃的情况移至步骤SC04，加工物的材质为碳钢且刀具温度为500℃～600℃的情况移至步骤SC05，加工物的材质为SUS且刀具温度为650℃～750℃的情况移至步骤SC06。

[步骤SC04]使切削液的浓度为约5%。

[步骤SC05]使切削液的浓度为约10%。

[步骤SC06]使切削液的浓度为约12%。

[步骤SC07]加工物的材质为铝且刀具温度为200℃～250℃的情况移至步骤SC08，加工物的材质为碳钢且刀具温度为500℃～600℃的情况移至步骤SC09，加工物的材质为SUS且刀具温度为650℃～750℃的情况移至步骤SC10。

[步骤SC08]使切削液的浓度为约10%。

[步骤SC09]使切削液的浓度为约13%。

[步骤SC10]使切削液的浓度为约15%。

[步骤SC11]加工物的材质为铝且刀具温度为200℃～250℃的情况移至步骤SC12，加工物的材质为碳钢且刀具温度为500℃～600℃的情况移至步骤SC13，加工物的材质为SUS且刀具温度为650℃～750℃的情况移至步骤SC14。

[步骤SC12]使切削液的浓度为约5%。

[步骤SC13]使切削液的浓度为约6%。

[步骤SC14]使切削液的浓度为约8%。

（3）使用图5的流程图说明在图2的流程图的步骤SA01中根据加工内容以及刀具的种类设定（求得）切削液的浓度的情况的例子。以下，根据各步骤进行说明。

[步骤SD01]判断切削液的种类是何种类，非水溶性的切削液的情况不需要稀释，从而结束该处理。水溶性的切削液的情况移至步骤SD02。

[步骤SD02]判断加工内容，切削加工的情况移至步骤SD03，强力切削加工的情况移至步骤SD06，研磨加工的情况移至步骤SD09。

[步骤SD03]判断刀具的种类是何种类，高速工具钢的情况移至步骤SD04，硬质合金的情况移至步骤SD05。

[步骤SD04]使切削液的浓度为约5%。

[步骤SD05]使切削液的浓度为约12%。

[步骤SD06]判断刀具的种类是何种类，高速工具钢的情况移至步骤SD07，硬质合金的情况移至步骤SD08。

[步骤SD07]使切削液的浓度为约10%。

[步骤SD08]使切削液的浓度为约12%。

[步骤SD09]判断刀具的种类是何种类，高速工具钢的情况移至步骤SD10，硬质合金的情况移至步骤SD11。

[步骤SD10]使切削液的浓度为约5%。

[步骤SD11]使切削液的浓度为约8%。

图6是说明使加工条件和切削液的浓度对应的表的图。将与加工内容、加工物的材质、刀具的材质对应的切削液的浓度作为表数据而预先存储在控制装置1所具备的存储器（未图示）。在上述流程图所示的处理中，从存储器读取与加工内容、加工物的材质、刀具的材质对应的切削液的浓度，并比较该读取的切削液的浓度和由浓度传感器检测到的切削液的浓度。

操作人员能够从控制装置1所具备的操作盘输入加工物的材质（铝、铸件、树脂等）、刀具的种类（硬质合金、高速工具钢的立铣刀、钻头、丝锥等）、加工内容（切削加工、强力切削加工、研磨加工等）的数据。此外，在加工物和刀具的组合不适合的情况下，也可以以警告的方式来报告。

根据本发明的机床的切削液管理装置，不通过人手便能够与加工条件相符地自动调节切削液的浓度，管理切削液的浓度，通过使切削液的粘度变稠，能够使刀具与工件之间的润滑性变好，从而能够提高切削速度。

Claims

1.一种机床的切削液管理装置，其具备：

切削液原液供给装置，其向切削液容器供给切削液的原液；

水供给装置，其供给用于对供给至上述切削液容器的上述切削液原液进行稀释的水；以及

浓度传感器，其检测上述切削液容器内的切削液的浓度，

调整上述切削液以及上述水的供给量来管理上述切削液容器内的切削液的浓度，

上述机床的切削液管理装置的特征在于，还具备：

操作部，其输入上述机床的加工条件；

运算部，其基于从上述操作部输入的加工条件来求得切削液的浓度；以及

调节部，其调节上述切削液原液供给装置以及水供给装置的供给量，以使上述切削液容器的切削液的浓度成为在上述运算部中求出的切削液的浓度。

2.根据权利要求1所述的机床的切削液管理装置，其特征在于，

上述加工条件是加工物的材质、加工内容、使用的刀具中的任一个或者任意组合。

3.根据权利要求1所述的机床的切削液管理装置，其特征在于，

上述运算部构成为，从存储有与上述加工条件对应的上述切削液的浓度的存储部，读取与由上述操作部输入的加工条件对应的切削液的浓度。