CN107150258B - 恒温水提供装置 - Google Patents

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Abstract

提供恒温水提供装置，防止驱动部的破损，大幅减少冷却水的更换作业和停机时间。恒温水提供装置(1)具有：第1贮存容器(11)，其对加工用的水进行贮存；第1流路(12)，其对加工装置(3)提供第1贮存容器的水；水温调整单元(16)，其对第1流路内的水温进行调整；第2贮存容器(21)，其对驱动部冷却用的水进行贮存；第2流路(22)，其对驱动部(4)提供第2贮存容器的水；循环流路(23)，其使进行了驱动部冷却之后的水从驱动部返回到第2贮存容器；恒温水提供流路(31)，其从第1流路对第2贮存容器提供温度调整后的水；和排水流路(32)，其将第2贮存容器内的水排出到外部，从第1流路对第2贮存容器供水并从第2贮存容器排水而更换第2贮存容器的水。

Description

恒温水提供装置
技术领域
本发明涉及恒温水提供装置，将来自水提供源的水调整为恒温而提供给加工装置。
背景技术
通常在磨削装置或切削装置等加工装置中，将加工水、主轴的冷却水等的水温管理为恒定温度。通过恒定温度的加工水、冷却水的提供来防止因机械部件的热膨胀和热收缩而导致的加工精度的恶化及像主轴的咬住等那样因部件彼此的接触而使装置自身损伤。以往，公知将提供给加工装置的水保持为恒定温度的恒温水提供装置(例如，参照专利文献1)。在从贮存容器到加工装置的流路的中途设置有温度调整器，将通过温度调整器调整为恒定温度的水提供给加工装置。
专利文献1：日本特开2007-127343号公报
但是，由于主轴等驱动部的冷却水不需要进行像提供给工件等的加工水那样的纯度和温度调整，所以有时使冷却水在加工装置与恒温水提供装置之间循环使用。在该情况下，当不更换加工水而长时间持续使用冷却水时，杂质被浓缩而作为污染物堆积在配管等中，由于该污染物与冷却水一起被提供给驱动部，所以存在造成驱动部的破损的担心。并且，在进行驱动部的冷却水的更换时，由于需要使加工装置的工作停止，所以存在产生停机时间的问题。
发明内容
本发明是鉴于该点而完成的，其目的在于提供一种恒温水提供装置，既能够防止驱动部的破损，又能够大幅减少冷却水的更换作业和停机时间。
本发明的恒温水提供装置将来自水提供源的水调整为恒温而提供给加工装置，其特征在于，该恒温水提供装置具有：第1贮存容器，其对从水提供源提供的用于加工的水进行贮存；第1送出泵，其将水从该第1贮存容器向加工装置送出；水温调整单元，其配设在从该第1贮存容器到该加工装置的第1流路上的比该第1送出泵靠下游的位置，将水的温度调整为规定的温度；第2贮存容器，其对该加工装置的驱动部冷却用的水进行贮存；第2送出泵，其将水从该第2贮存容器向该加工装置送出；循环流路，其使进行了该加工装置内的驱动部冷却之后的水向该第2贮存容器返回而进行循环；恒温水提供流路，其在该第1流路上的该水温调整单元的下游从该第1流路分支而与第2贮存容器连通地形成，对该第2贮存容器提供被调整为该规定的温度的水；第1电磁阀，其配设在从该第1流路向该恒温水提供流路的分支部位；排水流路，其在从该第2贮存容器到该加工装置的第2流路上的比该第2送出泵靠下游的位置从该第2流路分支而形成，用于将该第2贮存容器的水向外部排出；第2电磁阀，其配设在从该第2流路向该排水流路的分支部位；以及控制单元，其至少对该第1电磁阀和该第2电磁阀的开闭进行控制，该控制单元具有：时机管理部，其对从该第2贮存容器进行排水的时机进行管理；以及电磁阀控制部，其对该第1电磁阀和该第2电磁阀的开闭进行控制，在规定的时机将该第2电磁阀打开而将该第2贮存容器内的水按照规定的量排出，并且将该第1电磁阀打开而将该第1流路内的该水按照规定的量提供至该第2贮存容器，由此，使进行循环的驱动部冷却用的水内所侵入的杂质浓度不会上升。
根据该结构，第1贮存容器内的加工用的水在第1流路的中途被水温调整单元调整为规定的温度，并通过恒温水提供流路向第2贮存容器提供温度调整后的加工用的水的一部分。另一方面，通过第2流路向加工装置的驱动部提供第2贮存容器内的驱动部冷却用的水，并通过循环流路返回到第2贮存容器并且将驱动部冷却用的水的一部分通过排水流路排出。即，由于在第2贮存容器内的驱动部冷却用的水被排出的同时，从第1贮存容器向第2贮存容器提供加工用的水，所以自动更换第2贮存容器内的水。一边对水进行更换一边使驱动部冷却用的水在第2贮存容器与加工装置的驱动部之间循环，所以杂质浓度不会上升，驱动部不会因堆积了杂质的污染物的提供而破损。并且，由于在使装置持续工作的状态下自动更换第2贮存容器内的水，所以不需要驱动部冷却用的水的更换作业，并且能够大幅减少停机时间。进而，由于向第2贮存容器提供与排水量大致等量的温度调整后的加工用的水，所以驱动部冷却用的水的温度变化较少，能够防止因温度变化而导致的机械故障。并且，由于能够通过单一的水温调整单元对两系统的水进行调整，所以能够减少部件个数而减少成本。
并且，在本发明的恒温水提供装置中，还具有冷却单元，该冷却单元配设在从该第2贮存容器到该加工装置的第2流路上的比该第2送出泵靠下游的位置，并将水冷却至规定的温度。
根据本发明，由于在将第2贮存容器内的驱动部冷却用的水排出的同时，从第1贮存容器向第2贮存容器提供加工用的恒温水，所以自动更换第2贮存容器内的水。因此，既能够防止驱动部的破损，又能够大幅减少冷却水的更换作业和停机时间。
附图说明
图1是本实施方式的恒温水提供装置的示意图。
图2的(A)和(B)是本实施方式的恒温水提供装置所进行的水的提供动作的说明图。
标号说明
1：恒温水提供装置；2：水提供源；3：加工装置；4：驱动部；11：第1贮存容器；12：第1流路；14：第1送出泵；16：水温调整单元；21：第2贮存容器；22：第2流路；23：循环流路；24：第2送出泵；26：第2冷却单元(冷却单元)；31：恒温水提供流路；32：排水流路；33：第1电磁阀；34：第2电磁阀；41：控制单元；42：时机管理部；43：电磁阀控制部。
具体实施方式
以下，参照附图对本实施方式的恒温水提供装置进行说明。图1是本实施方式的恒温水提供装置的示意图。另外，在以下的说明中，例示了在切削装置或磨削装置等加工装置上设置有恒温水提供装置的结构，但该结构并没有限定。在其他的具有主轴等驱动部的加工装置中也可以具有恒温水提供装置。
如图1所示，恒温水提供装置1将来自水提供源2的水调整为恒温而提供给加工装置3，具有提供加工用的水的第1系统10和提供驱动部冷却用的水的第2系统20。在第1系统10中，向加工装置3的喷嘴(未图示)等提供加工用的水而对加工部位进行冷却和清洗。提供后的加工用的水经由加工装置3的水箱(未图示)等而排出到外部。由于加工用的水也会被吹送到加工对象的工件等，所以为了不对加工精度产生影响而调整为恒定温度。
在第2系统20中，向主轴、卡盘工作台或旋转工作台的轴电动机等驱动部4内提供驱动部冷却用的水，对在这些驱动部4内产生的热量进行冷却。由于驱动部冷却用的水对驱动部4进行冷却即可，所以不需要进行像加工用的水那样的纯度和温度调整，能够在恒温水提供装置1与加工装置3之间进行循环。这样，在加工装置3的工作时，来自水提供源2的水通过第1系统10而持续提供给加工装置3，并且利用第2系统20使水循环而对在驱动部4中产生的热量进行持续冷却。
但是，通常当长时间持续地循环使用驱动部冷却用的水时，会担心杂质浓缩而作为污染物堆积在流路等中。因此，在本实施方式的恒温水提供装置1中，将在第2系统20内循环的驱动部冷却用的水的一部分排出并且向第2系统20提供第1系统10的加工用的水的一部分，从而自动更换第2系统20内的水。由此，能够抑制杂质的浓缩，进而在使加工装置3工作的状态下对第2系统20内的水进行更换，因此能够大幅减少停机时间。
并且，当在加工装置3的初期工作时驱动部冷却用的水过冷时，存在因各驱动部4的轴承等收缩而使旋转轴咬住的可能性。通常，在加工前利用驱动部4的怠速时的发热而使驱动部冷却用的水上升至恒定温度从而抑制加工中的咬住，但初期工作时的启动较慢。因此，在本实施方式中，向第2系统20提供由第1系统10进行了温度调整而达到规定的温度的加工用的水。由此，第2系统20内的驱动部冷却用的水不会变得过冷，加快了初期工作时的启动。
以下，对本实施方式的恒温水提供装置1的第1系统10和第2系统20的详细结构进行说明。在第1系统10中设置有从第1贮存容器11到加工装置3的第1流路12。在第1流路12上，从上游朝向下游依次设置有第1贮存容器11、第1送出泵14、第1压力检测单元15、水温调整单元16以及第1过滤器17。在第1贮存容器11中贮存有从水提供源2提供的加工用的水，通过第1送出泵14将第1贮存容器11内的水从第1贮存容器11送出至加工装置3。
通过第1压力检测单元15来检测第1送出泵14的送出压，并根据第1压力检测单元15的检测结果对第1送出泵14的送出压进行调整。在第1流路12上的第1送出泵14的下游，通过水温调整单元16将水的温度调整为规定的温度。水温调整单元16由冷却器等第1冷却单元18和加热器等加热单元19构成，对第1冷却单元18的冷却和加热单元19的加热进行组合而将水调整为规定的温度。变成规定的温度的水(恒温水)通过第1过滤器17而作为加工用的水提供给加工装置3内的喷嘴。
在第2系统20中设置有从第2贮存容器21到加工装置3的驱动部4的第2流路22和从加工装置3的驱动部4到第2贮存容器21的循环流路23。在第2流路22上，从上游朝向下游设置有第2贮存容器21、第2送出泵24、第2压力检测单元25、第2冷却单元(冷却单元)26以及第2过滤器27。在第2贮存容器21中贮存有加工装置3的驱动部冷却用的水，通过第2送出泵24将第2贮存容器21内的水从第2贮存容器21送出至加工装置3的驱动部4。
通过第2压力检测单元25来检测第2送出泵24的送出压，并根据第2压力检测单元25的检测结果对第2送出泵24的送出压进行调整。在第2流路22上的第2送出泵24的下游，通过冷却器等第2冷却单元26将水的温度冷却至规定的温度。冷却至规定的温度的水通过第2过滤器27而作为驱动部冷却用的水提供给加工装置3内的驱动部4。并且，进行了驱动部冷却之后的水通过循环流路23而返回到第2贮存容器21内，在第2贮存容器21与驱动部4之间进行循环。
并且，在第1系统10中设置有恒温水提供流路31，该恒温水提供流路31在水温调整单元16的下游从第1流路12分支而与第2贮存容器21连通，通过恒温水提供流路31从第1流路12向第2贮存容器21提供调整至规定的温度的水。在第2系统20中设置有排水流路32，该排水流路32在第2送出泵24的下游从第2流路22分支而将第2贮存容器21的水排出到外部。在从第1流路12向恒温水提供流路31的分支部位配设有针对第2贮存容器21的供水用的第1电磁阀33，在从第2流路22向排水流路32的分支部位配设有第2贮存容器21的排水用的第2电磁阀34。
在恒温水提供装置1上至少设置有对第1电磁阀33和第2电磁阀34的开闭进行控制的控制单元41。在控制单元41中设置有对第2贮存容器21的排水时机进行管理的时机管理部42以及对第1电磁阀33和第2电磁阀34的开闭进行控制的电磁阀控制部43。另外，控制单元41由执行各种处理的处理器或存储器等构成。存储器根据用途由ROM(Read OnlyMemory：只读存储器)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)等一个或多个存储介质构成。在存储器中存储有用于执行时机管理和开闭控制的程序等。
在这样构成的恒温水提供装置1中，在规定的时机打开第2电磁阀34而将第2贮存容器21内的水按照规定的量排出，并且打开第1电磁阀33而将第1流路12内的水按照规定的量向第2贮存容器21提供。一边按照规定的量对第2贮存容器21内的水进行更换，一边使水在第2贮存容器21与加工装置3的驱动部4之间循环。因此，抑制了在第2贮存容器21和驱动部4中循环的水中的杂质浓度的上升，并且自动地实施第2贮存容器21内的驱动部冷却用的水的更换作业。
参照图2对由恒温水提供装置进行的水的提供动作进行说明。图2是由本实施方式的恒温水提供装置进行的水的提供动作的说明图。其中，图2的(A)示出了使从第1流路向第2贮存容器21的供水停止的供水停止状态，图2的(B)示出了从第1流路向第2贮存容器21供水的供水状态。
如图2的(A)所示，在针对第2贮存容器21的供水停止状态下，根据来自时机管理部42的指示而通过电磁阀控制部43关闭恒温水提供流路31的第1电磁阀33和排水流路32的第2电磁阀34。由此，停止从第1流路12向第2贮存容器21的供水，并且停止从第2贮存容器21向外部的排水。在针对该第2贮存容器21的供水停止状态下，从水提供源2向第1贮存容器11提供加工用的水，并通过第1送出泵14的送出压将第1贮存容器11内的水送出到第1流路12内。
通过水温调整单元16将第1流路12内的水调整为规定的温度。在第1流路12内的水温为规定的温度以上的情况下，通过水温调整单元16的第1冷却单元18冷却至规定的温度。并且，在第1流路12内的水温比规定的温度低的情况下，通过水温调整单元16的加热单元19加热至规定的温度。并且，规定的温度的水在通过第1过滤器17去除了异物的状态下从加工装置3的喷嘴朝向工件的加工点喷射。该加工用的水经由加工装置3的水箱等而排出到外部。
另一方面，通过第2送出泵24的送出压将第2贮存容器21内的水送出到第2流路22内。第2流路22内的水通过第2冷却单元26冷却至规定的温度。在第2流路22内的水温为规定的温度以上的情况下，通过第2冷却单元26冷却至规定的温度以下。并且，在第2流路22内的水温比规定的温度低的情况下，不利用第2冷却单元26进行冷却而直接通过。并且，冷却后的水在通过第2过滤器27去除了异物的状态下提供给加工装置3的驱动部4。进行了驱动部冷却之后的水通过循环流路23而返回到第2贮存容器21。
这样，由于向加工装置3提供通过第1流路12而调整为规定的温度的加工用的水，所以抑制了工件的加工时的加工精度的降低。并且，由于向加工装置3的驱动部4提供通过第2流路22而冷却至规定的温度以下的驱动部冷却用的水，所以从驱动部4带走热量而抑制驱动部4的老化等。并且，虽然进行了驱动部冷却之后的水因吸收热量而变暖，但其在返回到第2贮存容器21之后再次在第2流路22内被冷却至规定的温度以下，由此，再次作为驱动部冷却用的水而进行再利用。
如图2的(B)所示，在针对第2贮存容器21的供水状态下，根据来自时机管理部42的指示而通过电磁阀控制部43打开恒温水提供流路31的第1电磁阀33和排水流路32的第2电磁阀34。由此，开始进行从第1流路12向第2贮存容器21的供水，并且开始进行从第2贮存容器21向外部的排水。在针对该第2贮存容器21的供水状态下，当通过第1送出泵14从第1贮存容器11送出加工用的水时，通过了水温调整单元16的规定的温度的水在第1流路12的中途部分被恒温水提供流路31分流。
在第1流路12内直行的水从加工装置3的喷嘴朝向加工点喷射，并经由加工装置3的水箱等而排出到外部。流入恒温水提供流路31的水被提供给第2贮存容器21，并在第2贮存容器21中作为驱动部冷却用的水而贮存。此时，由于恒温水提供流路31内的水被水温调整单元16调整为规定的温度，所以贮存在第2贮存容器21中的水的温度不会大幅变化。另外，即使因打开第1电磁阀33而使水压降低，由于第1送出泵14的送出压足够高，所以也能够将加工用的水送出至加工装置3。
另一方面，当通过第2送出泵24将驱动部冷却用的水从第2贮存容器21送出时，驱动部冷却用的水在第2流路22的中途部分被排水流路32分流。在第2流路22内直行的水被第2冷却单元26冷却至规定的温度以下而提供给加工装置3的驱动部4，并进一步通过循环流路23而返回到第2贮存容器21。流入排水流路32的水被排出到外部，在第2贮存容器21与驱动部4之间的循环中在杂质浓缩之前水量减少。这样，从第2贮存容器21通过排水流路32仅排出从恒温水提供流路31向第2贮存容器21供水的量。
由于一点一点地更换第2贮存容器21的水而抑制了杂质的浓度的上升，所以不会向驱动部4提供堆积了杂质的污染物，防止驱动部4的破损。并且，由于在使加工装置3工作的状态下自动更换第2贮存容器21内的水，所以能够减少第2贮存容器21内的水的更换作业并且削减因装置停止而导致的停机时间。在该情况下，优选对针对第2贮存容器21的供水时机和从第2贮存容器21进行的排水时机进行控制，以便按照24小时对第2贮存容器21内的水进行更换。
由于如上述那样从恒温水提供流路31向第2贮存容器21提供规定的温度的水，所以第2贮存容器21内的水温不会变得过低。由于第2流路22内的水温不会极度降低，所以即使缩短加工装置3的初期工作前的空转时间(怠速时间)，也不会产生因轴承的收缩等而导致的驱动部4的旋转轴的咬住等不良情况。因此，能够加快加工装置3的初期工作时的启动。另外，即使因打开第2电磁阀34而使水压降低，由于第2送出泵24的送出压足够高，所以也能够将冷却用的水送出至驱动部4。
如以上那样，在本实施方式的恒温水提供装置1中，由于将第2贮存容器21内的驱动部冷却用的水排出而从第1贮存容器11向第2贮存容器21提供加工用的水，所以自动更换第2贮存容器21内的水。一边对水进行更换一边使驱动部冷却用的水在第2贮存容器21与加工装置的驱动部4之间循环，所以杂质浓度不会上升，驱动部4不会因被提供堆积了杂质的污染物而破损。并且，由于在使装置持续工作的状态下自动更换第2贮存容器21内的水，所以不需要驱动部冷却用的水的更换作业，并且能够大幅减少停机时间。进而，由于向第2贮存容器21提供与排水量大致等量的温度调整后的加工用的水，所以驱动部冷却用的水的温度变化较少，能够防止因温度变化而导致的机械故障。
另外，本发明并不仅限于上述实施方式，能够进行各种变更而实施。在上述实施方式中，在附图中图示出的大小或形状等并不仅限于此，能够在发挥本发明的效果的范围内进行适当变更。另外，只要在不脱离本发明的目的的范围内便能够进行各种变更而实施。
例如，在上述的实施方式中，构成为通过水温调整单元16将第1流路12的水调整为规定的温度，并通过第2冷却单元26将第2流路22的水调整为规定的温度以下，但并不仅限于该结构。例如，也可以不在第2流路22上设置第2冷却单元26以便不在第2流路22内进行水温调整。虽然第2流路22内的水因从驱动部4带走热量而变暖，但由于从第1流路12向第2贮存容器21提供规定的温度的水，所以第2流路22内的水不会变得过于高温，能够对驱动部4进行持续冷却。这样，由于能够利用单一的水温调整单元16将规定的温度的水提供至第1流路12和第2流路22这两个系统，所以能够减少部件个数而降低成本。
并且，在上述的实施方式中，针对第2贮存容器21的供水时机和从第2贮存容器21进行的排水时机是同时实施的，但并不仅限于该结构。如果在第2贮存容器21中贮存有规定的量以上的水，则也可以使针对第2贮存容器21的供水时机和从第2贮存容器21进行的排水时机错开。
并且，在上述的实施方式中，构成为在第1过滤器17的下游从第1流路12分支而形成有恒温水提供流路31，但并不仅限于该结构。恒温水提供流路31在水温调整单元16的下游从第1流路12分支而形成即可，例如，恒温水提供流路31也可以在第1过滤器17的上游从第1流路12分支而形成。
并且，在上述的实施方式中，构成为在第2送出泵24与第2冷却单元26之间从第2流路22分支而形成有排水流路32，但并不仅限于该结构。排水流路32在第2送出泵24的下游从第2流路22分支而形成即可，例如排水流路32也可以从循环流路23分支而形成。
并且，在上述的实施方式中，作为驱动部4，例示了主轴、卡盘工作台和旋转工作台的轴电动机，但并不仅限于该结构。只要驱动部4是随着加工装置3的工作而发热的驱动部位，则并没有特别限定。
如以上说明的那样，本发明具有既能够防止驱动部的破损又能够大幅减少冷却水的更换作业和停机时间的效果，特别对向切削装置、磨削装置等加工装置提供加工水和冷却水的恒温水提供装置有用。

Claims (2)

1.一种恒温水提供装置，将来自水提供源的水调整为恒温而提供给加工装置，其特征在于，
该恒温水提供装置具有：
第1贮存容器，其对从水提供源提供的用于加工的水进行贮存；
第1送出泵，其将水从该第1贮存容器向加工装置送出；
水温调整单元，其配设在从该第1贮存容器到该加工装置的第1流路上的比该第1送出泵靠下游的位置，将水的温度调整为规定的温度；
第2贮存容器，其对该加工装置的驱动部冷却用的水进行贮存；
第2送出泵，其将水从该第2贮存容器向该加工装置送出；
循环流路，其使进行了该加工装置内的驱动部冷却之后的水向该第2贮存容器返回而进行循环；
恒温水提供流路，其在该第1流路上的该水温调整单元的下游从该第1流路分支而与第2贮存容器连通地形成，对该第2贮存容器提供被调整为该规定的温度的水；
第1电磁阀，其配设在从该第1流路向该恒温水提供流路的分支部位；
排水流路，其在从该第2贮存容器到该加工装置的第2流路上的比该第2送出泵靠下游的位置从该第2流路分支而形成，用于将该第2贮存容器的水向外部排出；
第2电磁阀，其配设在从该第2流路向该排水流路的分支部位；以及
控制单元，其至少对该第1电磁阀和该第2电磁阀的开闭进行控制，
该控制单元具有：
时机管理部，其对从该第2贮存容器进行排水的时机进行管理；以及
电磁阀控制部，其对该第1电磁阀和该第2电磁阀的开闭进行控制，
在规定的时机将该第2电磁阀打开而将该第2贮存容器内的水按照规定的量排出，并且将该第1电磁阀打开而将该第1流路内的被调整为该规定的温度的水按照规定的量提供给该第2贮存容器，由此，使进行循环的驱动部冷却用的水内所侵入的杂质浓度不会上升。
2.根据权利要求1所述的恒温水提供装置，其中，
该恒温水提供装置具有冷却单元，该冷却单元配设在从该第2贮存容器到该加工装置的第2流路上的比该第2送出泵靠下游的位置，将水冷却至规定的温度。
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