CN105527215A - 使用了气味传感器的切削液的状态监视装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种使用了气味传感器的切削液的状态监视装置。在机床对被加工物进行切削加工时切削液被喷射到对被加工物进行切削加工的区域。在积存该切削液的加工液罐的液面上部配置有气味传感器，该气味传感器检测在由该液面与盖包围的空间中由切削液发出的气味。根据由该气味传感器检测出的气味来检测切削液的劣化。

Description

使用了气味传感器的切削液的状态监视装置

技术领域

本发明涉及一种在机床中监视对被加工物进行切削加工时使用的切削液的劣化状态的状态监视装置。

背景技术

在机床中具备切削液供给机构，该切削液供给机构用于在对被加工物进行切削加工时将切削液喷射到切削区域来冷却刀具、去除切削粉、润滑以及刀具更换时的清洗等。在该切削液供给机构中，切削液循环地反复使用，因此在切削液中混入润滑油等杂质和导致腐坏的微生物，从而切削液劣化，由此冷却性能下降、润滑性能下降等对加工带来不良影响。

作为避免这种不良影响的方法，在日本特开2010-188480号公报中记载了以下监视方法：设置pH传感器、水质硬度传感器、浓度传感器，检测切削液的pH值、水质硬度、浓度，判别这些检测值，如果判断为检测值在规定的正常值范围内则显示正常显示，如果判断为在异常范围内则禁止切削加工，并且，如果判断为在要注意范围内则进行警告显示，对切削液的液质进行监视。

另外，在日本实开平6-75638号公报中记载了以下切削液管理装置：使用泵吸出切削液罐内的切削液，使用加热器对切削液进行加热，由此消灭切削液内的腐败细菌来防止由切削液的腐坏引起的劣化，并且使用浓度传感器对切削液的浓度进行计测，根据其计测结果使切削液的原液或者稀释水混入来对切削液的浓度固定化，返回至切削液罐。

当切削液劣化时，冷却性能下降，润滑性能也下降而对切削加工带来不良影响。另外，在切削液腐坏的情况下，需要更换所有切削液，工厂内的工序会暂时停止。并且，还产生腐臭气味，因此还导致作业环境恶化。

作为检测该切削液的劣化的方法，在上述现有技术中使用pH传感器、水质硬度传感器、浓度传感器，但是这些传感器受到切削液、混入于切削液的杂质的影响，而传感器能力下降，从而存在难以准确地检测出切削液的液质这样的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种切削液监视装置，能够减小由切削液或混入于切削液的杂质导致对传感器能力的不良影响并提前检测切削液的劣化。

本发明着眼于在杂质混入于切削液时或者切削液腐坏时从切削液产生的气味，使用气味传感器来检测该气味的种类变化或者气味强度(气味的强度)来监视切削液的状态。

在本发明的机床中的切削液的状态监视装置的第一个方式中，该机床具备切削液供给机构，该切削液供给机构在对被加工物进行切削加工的区域中循环地反复供给切削液。另一方面，上述切削液的状态监视装置具备：气味传感器，其检测切削液的气味的种类；以及切削液劣化应对单元，其在从上述气味传感器输出气味检测信号时对切削液劣化进行应对处理。

在本发明的机床中的切削液的状态监视装置的第二个方式中，该机床具备切削液供给机构，该切削液供给机构在对被加工物进行切削加工的区域中循环地反复供给切削液。另一方面，上述切削液的状态监视装置具备：气味传感器，其测量并输出上述切削液的气味强度；液质劣化判断单元，其将由上述气味传感器测量出的测量值与预先设定的阈值进行比较来判断上述切削液的液质劣化；以及切削液劣化应对单元，其根据上述液质劣化判断单元的判断结果对上述切削液的劣化进行应对处理。

也可以是，上述液质劣化判断单元具备阈值设定单元，该阈值设定单元根据在更换上述切削液之后由上述气味传感器最初测量出的测量值和预先设定的阈值计算系数来计算并设定阈值，上述液质劣化判断单元构成为：将由该阈值设定单元计算并设定了的阈值与由上述气味传感器测量出的测量值进行比较，来判断切削液的液质劣化。

也可以是，用盖包围上述气味传感器，由此将上述气味传感器配置于由上述盖与积存切削液的切削液罐的切削液面所包围的空间中。

本发明能够通过从切削液发出的气味来检测杂质向切削液的混入和切削液的腐坏。因此，能够预防切削液的冷却性能下降、润滑性能下降等对加工带来的不良影响。并且，在作业人员感到气味之前能够进行应对，能够舒适地保持作业环境。

另外，气味传感器配置在切削液面上部空间，因此从切削液和混入于该切削液的杂质受到的不良影响小，传感器能力的劣化小，能够准确且提前检测出杂质向切削液的混入、切削液的腐坏。

附图说明

本发明的上述和其它目的以及特征根据参照附图的以下实施例的说明会变得更清楚。在这些图中：

图1是本发明的机床中的切削液的状态监视装置的一例的概要图。

图2是表示图1的状态监视装置(机械控制部的处理器)要执行的、切削液的状态监视处理的算法的流程图。

图3是表示图2的流程图的步骤S2中的劣化判断处理的一例的算法的流程图。

图4是表示图2的流程图的步骤S2中的劣化判断处理的其它例的算法的流程图。

具体实施方式

参照图1说明本发明的机床中的切削液的状态监视装置的一例。

积存切削液5的切削液罐4构成设置于机床的切削液供给机构的一部分。在机床对被加工物进行切削加工时，积存在切削液罐4内的切削液5由切削液供给机构(未图示)的泵吸取，喷射到对被加工物进行切削加工的区域，在进行刀具等的冷却、切削粉的去除、清洗等之后，再次返回至该切削液罐而积存。

在本发明中，构成为在积存在切削液罐4内的切削液的液面上部配置气味传感器1，在该气味传感器1的传感头2上安装有碗状的盖3，使用该盖3覆盖气味传感器1。构成为气味传感器1位于切削液罐4的切削液面的上部并且碗状的盖3的打开口侵入于积存在切削液罐4内的切削液5中，气味传感器1构成为位于由切削液面和盖3包围的空间中。

气味传感器1位于积存在切削液罐4内的切削液5的液面上部空间，不会侵入于切削液5内，因此气味传感器1不被切削液等腐蚀，不对传感功能带来不良影响。另外，切削液5从液面散发出气味，但是使用盖3来覆盖液面的一部分，在盖3内的空间内配置有气味传感器1，因此能够使用气味传感器1来高效率地检测在盖3内蓄积的气味。此外，气味传感器1是用于检测气味的部件，因此需要配置于空间中，但是盖3不一定是必须的，也可以将气味传感器1仅配置于积存在切削液罐4内的切削液5的液面上部。

气味传感器1与控制机床的数控装置等的机械控制部6相连接。

在本实施方式中，使用该数控装置等的机械控制部所具有的处理器和软件来构成切削液的状态监视装置的一部分，机械控制部6的处理器读取气味传感器1的输出，根据该检测值来进行在切削液中是否混入了杂质或者切削液是否腐坏等切削液劣化的判断。

图2是表示该机械控制部6的处理器作为切削液的状态监视装置的功能而在每个规定周期实施的切削液的状态监视处理的算法的流程图。

当对机床接通电源来开始切削液的循环供给时，机械控制部6的处理器在每个规定周期开始进行图2示出的切削液的状态监视处理。

首先，读取从气味传感器1发送的测量值X(步骤S1)，根据该读取的测量值X来进行切削液的劣化判断处理(步骤S2)。在后文中说明该劣化判断处理。在通过劣化判断处理判断为切削液劣化时(步骤S3)，进行切削液劣化时的应对处理(步骤S4)，结束该周期的处理。在该劣化时的应对处理中包含如下处理：表示由杂质的混入或者腐坏引起切削液劣化这一情况的信号的输出、表示在机械控制部6所具有的显示装置的画面上检测出切削液的劣化这一情况的通知、机床的动作停止处理、基于测量值X的切削液的液质的输出、显示等处理。

另外，在步骤S2的劣化判断处理中判断为切削液没有劣化时(步骤S3)，不进行步骤S4的劣化时的处理，结束该周期的处理。

图3是表示图2的流程图的步骤S2中的劣化判断处理的一例的算法的流程图。

预先在机械控制部6的存储器中设定用于判断切削液的劣化的阈值T。对该阈值T设定作为如下基准的值：根据气味传感器1的输出即气味强度的大小判断为切削液劣化的基准。根据切削液的种类、被加工物的材质、加工精度程度等加工条件来设定该阈值。即，根据切削液的种类不同，产生气味种类、气味强度与切削液劣化程度的相关性不同，或者，根据所切削的被加工物的种类、精加工粗加工等加工精度不同，可允许的切削液的状态不同，因此，能够根据所使用的切削液、要执行的切削加工条件，变更并设定用于判断切削液的劣化的阈值T。

在劣化判断处理中，处理器首先读取设定存储在存储器中的阈值T(步骤SA1)，将在步骤S1(参照图2)中读取到的气味传感器1输出的气味测量值X与该阈值T进行比较(步骤SA2)，判断测量值X是否为阈值T以上，如果测量值X为阈值T以上(X≥T)则判断为切削液劣化(步骤SA4)，在测量值X小于阈值T时(X<T)，判断为切削液未劣化而正常(步骤SA3)，从而结束该劣化判断处理，过渡到图2示出的主处理(步骤S3)。

图4是表示图2中的步骤S2的劣化判断处理的其它例的算法的流程图。

在该方式中，即使在刚更换切削液之后的状态下，根据切削液的浓度、对切削液添加的防腐剂、消泡剂这种添加物的添加量、温度等使用周围环境的差异不同，从切削液产生的气味也会存在差异，因此，将更换切削液之后最初使用时测量的气味作为切削液劣化判断的基础，将作为该基础的测量气味乘以阈值计算系数A来求出并设定阈值T。

根据切削液的种类、被加工物的种类、加工精度等加工条件来变更并设定该阈值计算系数A。

首先，判别当执行切削液更换时标志F复位至“1”还是“0”或者置位为“1”(步骤SB1)。在更换切削液之后，在最初使用时，该标志F复位至“0”，因此从步骤SB1进入到步骤SB2，读取所设定的阈值计算系数A，将在步骤S1(参照图2)中读取出的测量值X乘以该阈值计算系数A来计算出阈值T，即，进行T＝A×X的计算(步骤SB3)，将该计算出的阈值T设定保存于存储器(步骤SB4)。然后，将标志F置位为“1”(步骤SB5)，返回至图2的主处理。

从下一处理周期开始，由于标志F被置位为“1”，因此从步骤SB1过渡到步骤SB6，从存储器中读取设定阈值T，将在步骤S1(参照图2)中读取出的测量值X与阈值T进行比较(步骤SB7)，在判断为测量值X为阈值T以上时判断为切削液劣化(步骤SB9)，另一方面，在测量值X小于阈值T时判断为切削液正常(步骤SB8)，返回至图2示出的主处理。

在上述各实施方式中，作为气味传感器1使用输出气味强度的类型的传感器，将由该气味传感器1测量出的气味强度X与阈值T进行比较，在气味强度的测量值X为阈值T以上时，判断为切削液劣化，但是作为气味传感器，也可以使用在气味变化到达规定水平时输出气味检测信号(切削液劣化信号)的类型的气味传感器，在使用这种传感器时，作为切削液的状态监视处理，在与图2示出的处理相同的每个处理周期来进行。

但是，在图2中不进行步骤S2的切削液劣化判断处理(不进行图3、图4的处理)，步骤S1的处理仅是读出气味传感器的输出的处理，接着，判别该读出的气味传感器的输出(步骤S3)，如果该气味传感器的输出并非气味检测信号(切削液劣化信号)，则作为切削液未劣化而不进行该气味的处理，另一方面，如果气味传感器的输出为气味检测信号(切削液劣化信号)则判断为切削液劣化而进行切削液劣化时的应对处理(步骤S4)，从而结束该周期的处理。

本发明的特征在于通过检测从切削液产生的气味来检测杂质向切削液的混入、切削液的腐坏等切削液的劣化，但是通过一起使用用于检测切削液液质的pH计或浓度计，还能够实现可靠性更高的切削液管理系统。

Claims (4)

1.一种机床中的切削液的状态监视装置，其特征在于，

上述机床具备切削液供给机构，该切削液供给机构在对被加工物进行切削加工的区域中循环地反复供给切削液，

上述切削液的状态监视装置具备：

气味传感器，其检测切削液的气味的种类；以及

切削液劣化应对单元，其在从上述气味传感器输出气味检测信号时对切削液劣化进行应对处理。

2.一种机床中的切削液的状态监视装置，其特征在于，

上述机床具备切削液供给机构，该切削液供给机构在对被加工物进行切削加工的区域中循环地反复供给切削液，

上述切削液的状态监视装置具备：

气味传感器，其测量并输出上述切削液的气味强度；

液质劣化判断单元，其将由上述气味传感器测量出的测量值与预先设定的阈值进行比较来判断上述切削液的液质劣化；以及

切削液劣化应对单元，其根据上述液质劣化判断单元的判断结果对上述切削液的劣化进行应对处理。

3.根据权利要求2所述的机床中的切削液的状态监视装置，其特征在于，

上述液质劣化判断单元具备阈值设定单元，该阈值设定单元根据在更换上述切削液之后由上述气味传感器最初测量出的测量值和预先设定的阈值计算系数来计算并设定阈值，

上述液质劣化判断单元构成为：将由上述气味传感器测量出的测量值与由上述阈值设定单元计算并设定了的阈值进行比较，来判断切削液的液质劣化。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的机床中的切削液的状态监视装置，其特征在于，

用盖包围上述气味传感器，由此将上述气味传感器配置于由上述盖与积存切削液的切削液罐的切削液面所包围的空间中。