JP2000126983A - 工作機械の微量切削油剤供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 工具の種類や加工条件等に対応して、加工点
に対する霧状切削油剤を含む空気の供給条件を変化さ
せ、霧状切削油剤を最適な量だけ加工点に確実に供給し
て加工を行う技術が求められていた。 【解決手段】 工具４に設けられた噴出口から微量の霧
状切削油剤７を含む空気を加工点５に向けて供給する微
量切削油剤供給装置１であって、液体状切削油剤２３を
貯留する筐体２５と、滴状の切削油剤に霧化用圧縮空気
２２ｂを吹き付けて霧状にする霧化手段２０を有し、こ
の霧化手段で霧化した霧状切削油剤を溜めておく霧化室
２１と、霧化手段に滴状の切削油剤を供給する切削油剤
供給手段４２と、霧化手段に霧化用圧縮空気を供給する
霧化用圧縮空気供給手段４４と、霧状切削油剤７を含む
空気を工具の噴出口に供給するための霧状切削油剤流路
４５と、切削油剤供給手段および霧化用圧縮空気供給手
段による供給の有無の制御を行う制御手段３１とを備え
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、数値制御（ＮＣ）
旋盤など工作機械の微量切削油剤供給装置にかかり、特
に、工具で加工している工作物の加工点に微量の切削油
剤を含む空気を供給するための工作機械の微量切削油剤
供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来は、工作物を工具で加工する加工部
の冷却，潤滑および切屑の排出のために、切削油剤を大
量に供給しながら加工を行っていた。ところが、加工時
や、廃油となった切削油剤の焼却処理時に、有害なダイ
オキシンの発生など環境問題が生じる可能性が高まって
きた。最近の社会的傾向として、この環境問題が従来に
増して重要視されるようになってきている。そのため、
近年の工作機械では、環境保護の観点から廃液や廃油の
発生を抑制する傾向にあり、特に、切削油剤を全く使用
しないで加工するドライ加工（クーラントレス加工）の
要求がある。

【０００３】しかしながら、加工時に切削油剤を全く使
用しないと、潤滑性，冷却および切屑の排出性に問題が
生じるので、完全なドライ加工は実際上はかなり困難で
ある。そこで、加工時に、工具の加工点に微量の霧状
（ミスト状）の切削油剤を含む空気を供給するいわゆる
セミドライ加工を行う場合があり、このセミドライ加工
は、Minimum Quantity Lubrication（ＭＱＬ）とも呼ば
れている。

【０００４】特許第２６８７１１０号公報には、主軸の
先端または工具ホルダ内にミスト発生装置を設けた工作
機械の主軸装置が開示されている。また、特開平１０−
８６０３６号公報には、−１℃以下の乾燥空気と微粒子
状油を加工点に供給する冷風加工方法およびその装置が
開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ＮＣ旋盤やマシニング
センタ（以下、ＭＣと記載）等では、工具の交換や刃物
台のタレット割出しを行って工具の種類を変えたり、ま
たは同じ工具でも加工条件を変えることにより、多種類
の加工を自動的に行うことができる。セミドライ加工で
は、このように工具の種類，工具形状，加工の内容およ
び加工条件が変化すると、霧化（ミスト化）した微量の
切削油剤を含む空気の加工点に噴出する噴出量を変化さ
せ、霧状切削油剤を含む空気を最適な量だけ加工点に確
実に供給する必要がある。また、工具内の流路内径，噴
出口直径などが各工具毎に異なり、各工具毎に霧状切削
油剤を含む空気を供給するための供給条件が異なること
もある。

【０００６】しかしながら、前記各公報には、切削油剤
を含む空気を加工点に最適な量だけ確実に供給するよう
に、切削油剤や圧縮空気の供給量を工具毎や加工条件に
対応して変化させるための技術についての記載がない。
そのため、加工条件が変化した場合に、切削油剤や圧縮
空気の供給量が多すぎたり少なすぎたりする不具合が生
じる恐れがあるので、セミドライ加工の実用化が困難で
あった。

【０００７】本発明は、このような課題を解決するため
になされたもので、工具の種類や加工条件等に対応し
て、加工点に対する微量の霧状切削油剤を含む空気の供
給条件を変化させ、霧状切削油剤を含む空気を最適な量
だけ加工点に確実に供給して加工を行うことができる工
作機械の微量切削油剤供給装置を提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明にかかる工作機械の微量切削油剤供給装置
は、工具で加工している工作物の加工点に向けて、工具
の刃先部近傍に設けられた噴出口から微量の霧状の切削
油剤を含む空気を供給する工作機械の微量切削油剤供給
装置であって、液体状の前記切削油剤を貯留する筐体
と、この筐体内の上部に形成され、滴状の前記切削油剤
に霧化用圧縮空気を吹き付けて前記切削油剤を霧状にす
る霧化手段を有し、この霧化手段で霧化した霧状の前記
切削油剤を溜めておく霧化室と、前記霧化手段に滴状の
前記切削油剤を供給する切削油剤供給手段と、前記霧化
手段に前記霧化用圧縮空気を供給する霧化用圧縮空気供
給手段と、前記霧化室内の霧状の前記切削油剤を含む空
気を前記工具の前記噴出口に供給するための霧状切削油
剤流路と、前記工作機械の加工のための制御を行うとと
もに、前記切削油剤供給手段および前記霧化用圧縮空気
供給手段による供給の有無の制御を少なくとも含む制御
を行う制御手段とを備えている。

【０００９】前記切削油剤供給手段は、前記制御手段の
制御により前記霧化手段への前記切削油剤の供給量を調
整可能なものであるのが好ましい。

【００１０】なお、前記切削油剤供給手段は、前記制御
手段の制御により工具毎に前記霧化手段への前記切削油
剤の供給量を調整可能なものであるのが好ましい。

【００１１】前記切削油剤供給手段は、ピストンが１回
往復移動する毎に所定量の切削油剤を前記霧化室に供給
するプランジャポンプと、前記ピストンを往復移動させ
るため圧力流体を間欠的に供給する駆動用圧力流体間欠
供給手段とを備え、前記制御手段は、前記プランジャポ
ンプへの前記圧力流体の供給回数を制御するものである
のが好ましい。

【００１２】前記霧化室内に加速用圧縮空気を供給して
前記霧化室内の前記霧状の切削油剤を含む空気を加圧す
るとともに前記霧状切削油剤供給流路内を流れる前記霧
状切削油剤を含む空気の速度を加速させるための加速用
圧縮空気供給手段を設けるのが好ましい。

【００１３】なお、前記加速用圧縮空気供給手段は、前
記制御手段の制御により前記加速用圧縮空気の圧力また
は前記加速用圧縮空気の供給の有無を調整可能なもので
あるのが好ましい。また、前記加速用圧縮空気供給手段
は、前記制御手段の制御により前記加速用圧縮空気の圧
力または前記加速用圧縮空気の供給の有無を工具毎に調
整可能なものであるのが好ましい。前記加速用圧縮空気
供給手段は、前記制御手段に制御される印加電圧に比例
して前記圧縮空気の圧力が変化する電圧比例制御弁であ
るのが好ましい。

【００１４】前記霧化用圧縮空気の圧力と前記霧化室内
の圧力との差圧は、前記霧化室内の圧力のほうが所定圧
低くなるように、前記制御手段は、前記加速用圧縮空気
供給手段で前記加速用圧縮空気の圧力または前記加速用
圧縮空気の供給の有無を制御するものであるのが好まし
い。

【００１５】前記制御手段は、前記切削油剤供給手段お
よび前記加速用圧縮空気供給手段の少なくとも一方を制
御する制御条件を、前記工作機械の動作を指令するＮＣ
プログラムから入力可能なものであるのが好ましい。

【００１６】前記制御手段は、前記切削油剤供給手段お
よび前記加速用圧縮空気供給手段の少なくとも一方を制
御する制御条件を設定可能な設定画面を表示する表示手
段と、前記設定画面を表示した状態で前記制御条件を入
力可能な入力手段とを有するものであるのが好ましい。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる実施の形態
の一例を図１から図５を参照して説明する。図１は本発
明の第１の実施形態にかかる工作機械の微量切削油剤供
給装置の回路図、図２は前記工作機械に装着された工具
の先端部を示す部分拡大図、図３は本発明の第２の実施
形態にかかる微量切削油剤供給装置の回路図、図４，図
５はそれぞれ第１，第２の実施形態にかかる設定画面の
一例を示す説明図である。

【００１８】（第１の実施形態）図１に示す第１の実施
形態では、工作機械としてＭＣ（マシニングセンタ）２
の場合を示しているが、工具の種類，加工の内容および
加工条件等が自動的に変化する工作機械であれば、ＮＣ
旋盤，ターニングセンタ，研削盤など他の種類の工作機
械であってもよい。図１および図２に示すように、微量
切削油剤供給装置１が設けられたＭＣ２は、ＮＣ（数値
制御）装置１４により制御されている。微量切削油剤供
給装置１は、工作物３を工具４で加工する加工点５に向
けて、工具主軸１３の内部流路６ａおよび工具４の内部
流路６を介して噴出口（ノズル）８から微量の霧状（ミ
スト状）の切削油剤７を含む空気を噴出させて供給す
る。工具主軸１３の内部流路６ａとしては、センタース
ルークーラント機構，端面スルークーラント機構などの
機構を使用することができる。また、内部流路６を備え
た工具としては、油穴付工具（オイルホール工具），す
きまスルー付工具，コレットスルー付工具などと呼ばれ
ているものを使用することができる。

【００１９】ＭＣ２において、ベッド１０上にはコラム
１１が立設しており、コラム１１には、主軸頭１２が、
工具主軸１３の軸線方向と平行な方向である上下方向
（Ｚ軸方向）に移動可能に設けられている。主軸頭１２
には、工具主軸１３が回転可能に支持されており、工具
主軸１３の先端部には工具４が着脱可能に装着されてい
る。ベッド１０上に設けられたテーブル１５と、工具主
軸１３とは、相対的に工具主軸１３の軸線方向と平行な
方向（Ｚ軸方向）を含む直交３軸方向に移動可能になっ
ている。工具主軸１３は、主軸頭１２の内部または上部
などに設けられた主軸モータ（図示せず）により回転駆
動されて所定の回転数で回転する。

【００２０】すなわち、工具４が回転するとともに工作
物３に対して直交３軸方向に相対移動することにより、
加工が行われる。工具４は、図示しない自動工具交換装
置（ＡＴＣ）により自動的に工具交換されるので、順次
工具の種類が変わる。また、異なる工具または同じ工具
で加工条件も適宜変更される場合がある。工具４が図２
に示すようなツイストドリル（以下、ドリルと記載）の
場合には、スパイラル状の溝９がドリル４の外周に形成
されている。このドリル４で穴あけ加工中に発生する切
屑は、溝９を通って工作物３の外方に排出されるように
なっている。

【００２１】ドリル４の内部には、空気と混合した微量
の霧状切削油剤７を流すための内部流路６がねじれて形
成され、ドリル先端（すなわち、刃先部近傍）には、霧
状切削油剤を含む空気を噴出するための噴出口８が形成
されている。加工時には、ドリル４の先端部が工作物３
に接触して加工を行う加工点５に、ドリル４の内部流路
６を介して霧状切削油剤７を含む空気を供給している。
このドリル４は、いわゆる油穴付ドリル（オイルホール
ドリル）である。ところで、微量の霧状切削油剤７は、
加工点５に噴出する圧縮空気の流速が小さいと、圧縮空
気中の霧状切削油剤７の微粒子の有するエネルギが小さ
いので加工点５に付着しにくい傾向がある。そのため、
ノズル８から噴出する圧縮空気は所定の流速以上を有し
ていることが必要である。

【００２２】次に、微量切削油剤供給装置１について説
明する。微量切削油剤供給装置１は、霧化室２１とプラ
ンジャポンプ２４とを備えている。霧化手段２０を有す
る霧化室２１には、この霧化手段２０により霧化（ミス
ト化）した霧状切削油剤７が空気と混合されて溜められ
る。霧化手段２０は、内部が霧化室２１になっている筐
体２５に設けられている。プランジャポンプ２４は、筐
体２５の下部に、または筐体２５の下方の取付け部に取
付けられている。プランジャポンプ２４は、圧力流体と
しての圧縮空気２２が供給されることにより作動し、こ
の圧縮空気２２の供給回数に対応して液体状の切削油剤
２３を霧化手段２０に滴状にして供給する供給ポンプで
ある。

【００２３】プランジャポンプ２４は、ポンプ本体の室
２４ａ内にピストン２４ｂが進退移動可能に設けられて
おり、ピストン２４ｂが１回往復移動する毎に所定量の
切削油剤を霧化室２１に供給することができる。室２４
ａの一方の側には、圧縮空気２２を供給するためのポー
ト２４ｄが設けられている。また、室２４ａの他方の側
には、ばね２４ｃが設けられ、ピストン２４ｂの前方に
は切削油剤室が設けられている。すなわち、圧縮空気２
２を供給するとピストン２４ｂが前進し、切削油剤室の
切削油剤をピストン２４ｂの移動量分押し出す。圧縮空
気２２の供給を停止すると、ピストン２４ｂはばね２４
ｃに押圧されて後退する。切削油剤７，２３としては、
植物油をベースとして抽出した天然有機成分で安全性の
高い油で、生分解性によって環境中に放出されても分解
して、環境問題が発生する恐れがほとんどないものが好
ましい。

【００２４】圧縮空気源２６は、ごみや油分などが取り
除かれ乾燥した清浄な圧縮空気２２を流路２７に供給し
ている。流路２７には、ポンプ駆動用圧縮空気供給流路
（以下、ポンプ用流路と記載）２８，霧化用圧縮空気供
給流路（以下、霧化用流路と記載）２９および加速用圧
縮空気供給流路（以下、加速用流路と記載）３０が接続
されている。ポンプ用流路２８は、圧縮空気２２の供給
回数を調節可能な第１の電磁方向切換弁３２を有し、プ
ランジャポンプ２４に接続されてポンプ駆動用の圧縮空
気２２をプランジャポンプ２４に供給している。駆動用
圧力流体間欠供給手段としての第１の電磁方向切換弁３
２は、プランジャポンプ２４のピストン２４ｂを往復移
動させるため圧縮空気２２を間欠的に供給する。この第
１の電磁方向切換弁３２としては、ソレノイド３２ａの
オン，オフで流路を開閉動作する方向切換弁が使用され
ている。第１の電磁方向切換弁３２およびプランジャポ
ンプ２４等により、霧化手段２０に滴状の切削油剤を供
給する切削油剤供給手段４２が構成されている。

【００２５】この実施形態では、切削油剤供給手段４２
による液状切削油剤２３の供給量を、第１の電磁方向切
換弁３２の切り換え回数で制御するように説明を行って
いるがこれに限定されることはない。たとえば、プラン
ジャポンプ２４等をパルスジェネレータの周波数に対応
して切削油剤吐出動作を行うものとしておき、パルスジ
ェネレータの周波数を制御して液状切削油剤２３の供給
量の調整を可能なものとしてもよい。

【００２６】筐体２５内の霧化室２１の下部には液状の
切削油剤２３が貯留しており、上部空間の霧化室２１に
は霧状の切削油剤７が溜められている。プランジャポン
プ２４の吸込み部３３は、プランジャポンプ２４のピス
トン２４ｂが後退側（図１の右側）に移動していると
き、液状切削油剤２３が流入するようになっている。逆
止弁３４を有する吐出部３５は霧化手段２０に接続され
ている。プランジャポンプ２４は、ポンプ用流路２８を
介して供給される圧縮空気２２により駆動され、一回往
復動作するたびに所定量の液状切削油剤２３を、吸込み
部３３を介して霧化室２１の下部からポンプ室内に流入
させ、吐出部３５から滴状の切削油剤にして霧化手段２
０に供給している。霧化手段２０で霧化できなかった切
削油剤や大きな粒の霧状切削油剤は、筐体２５内の霧化
室２１下部に戻って貯留される。このことにより、微細
な霧状切削油剤７のみが霧化室２１内に残る。

【００２７】霧化用流路２９は霧化手段２０に接続され
ている。この霧化用流路２９には、霧化用の圧縮空気２
２ｂを供給するための第３の電磁方向切換弁３６と逆止
弁３７が設けられている。この第３の電磁方向切換弁３
６等は、霧化手段２０に霧化用圧縮空気２２ｂを供給す
るための霧化用圧縮空気供給手段４４を構成している。
霧化手段２０で、霧化用流路２９から供給された霧化用
圧縮空気２２ｂを、プランジャポンプ２４から供給され
た滴状の液状切削油剤２３に吹き付けることにより混合
して霧化する。霧状の切削油剤７は、空気と混合されて
霧化室２１に溜められる。この霧化室２１内に溜められ
た霧状の切削油剤７を含む空気の圧力が、ドリル４の噴
出口８側より高くなると、霧状の切削油剤を含む空気
が、工具側供給流路（霧状切削油剤供給流路）４５を介
して噴出口８より噴出される。

【００２８】加速用流路３０は、加速用の圧縮空気２２
ａの供給または供給停止を行う第２の電磁方向切換弁３
８を有し、霧化室２１に接続されている。加速用流路３
０には、第２の電磁方向切換弁３８のほかに、手動で流
量を調節するための可変絞り弁である流量制御弁３９と
逆止弁４０も設けられている。流量制御弁３９と第２の
電磁方向切換弁３８等により、加速用圧縮空気供給手段
４３が構成されている。加速用圧縮空気供給手段４３
は、流量制御弁３９で流量を調整された加速用圧縮空気
２２ａを霧化室２１内に供給して、霧化室２１内の霧状
切削油剤７を含む空気を加圧するとともに、工具側供給
流路４５内を流れる霧状切削油剤７を含む空気の速度を
加速させるものである。これにより、霧化室２１内から
流出される霧状切削油剤７を含む空気の噴出口８からの
噴出速度が加速することになる。流量制御弁３９は、加
速用圧縮空気２２ａを霧化室２１内に供給したとき、霧
化室２１内の圧力が高くならないように所定の工具に対
応させて予め調整しておくものである。第１，第２，第
３の電磁方向切換弁３２，３８，３６は、ブロック状の
マニホールド４１に取付けられている。

【００２９】霧化室２１には工具側供給流路４５が接続
されている。この工具側供給流路４５は、工具主軸１３
の内部流路６ａを介してドリル４の内部流路６に接続さ
れ、霧化室２１内の霧状切削油剤７を含む空気を、ドリ
ル４の噴出口８に供給するためのものである。筐体２５
には、霧化用圧縮空気２２ｂの圧力と霧化室２１内の圧
力との差圧を測定するための差圧計ＰＧ₃ と、液状切削
油剤２３を霧化室２１に供給するための供給口４７が取
付けられている。差圧計ＰＧ₃ は、差圧が設定された値
より小さくなった場合、ＰＬＣ（プログラマブルロジッ
クコントローラ）５２に信号を送出する。さらに、筐体
２５には、液面計４９とフロートスイッチ５０が取付け
られている。液面計４９は、筐体２５内の霧化室２１の
下方の液状切削油剤２３の液面４８を検出し、目視で確
認するためのものである。フロートスイッチ５０は、液
面４８の下限位置を検出してＰＬＣ５２に信号を送出
し、プランジャポンプ２４の空運転を防止するためのも
のである。

【００３０】ＰＬＣ５２は、インターフェースを介して
ＮＣ装置１４に接続されている。ＰＬＣ５２には、第１
から第３の電磁方向切換弁３２，３８，３６，フロート
スイッチ５０，差圧計ＰＧ₃ が接続されている。このＰ
ＬＣ５２は、各種機器との間の入出力信号により、各種
機器をＮＣ装置１４からの指令に基づいてシーケンス制
御するためのものである。ＭＣ２の加工のための制御を
行うとともに、切削油剤供給手段４２および霧化用圧縮
空気供給手段４４による供給の有無の制御を少なくとも
含む制御を行うＮＣ装置１４とＰＬＣ５２とからなる制
御手段３１が構成されている。なお、ＰＬＣ５２は、Ｎ
Ｃ装置１４内に設けられたＰＬＣ部であってもよい。

【００３１】制御手段３１は、ＮＣプログラムにプログ
ラムされた供給条件または工具に設定された供給条件に
対応して、第１の電磁方向切換弁３２の開閉動作回数を
制御することにより、プランジャポンプ２４への圧縮空
気２２の供給回数を制御している。これにより、プラン
ジャポンプ２４の往復移動回数を制御して、霧化手段２
０への切削油剤の供給量を調整している。また、制御手
段３１は、流量制御弁３９で流量調整され霧化室２１に
供給される加速用圧縮空気２２ａを、第２の電磁方向切
換弁３８で供給するかしないか制御している。ＮＣ装置
１４は、工具毎に対応して液状切削油剤２３の供給条件
（制御条件）と加速用圧縮空気２２ａの供給条件（制御
条件）を設定可能な設定画面５３（図４）を表示する液
晶ディスプレイなど表示手段５４と、設定画面５３を表
示した状態で設定画面５３から液状切削油剤２３の供給
条件と加速用圧縮空気２２ａの供給条件を入力可能なキ
ーボードなど入力手段５５とを有し、この設定入力され
た液状切削油剤２３と加速用圧縮空気２２ａの制御を行
う。

【００３２】加工点５に微量の霧状切削油剤７を含む空
気を供給する場合、下記の三つの制御に分けられる。 単純噴出：液状切削油剤の供給量は所定の固有値。加
速用圧縮空気による霧化室内の加圧なし。 液状切削油剤の供給量の制御：プランジャポンプの往
復移動回数を変更（第１の電磁方向切換弁用タイマによ
る第１の電磁方向切換弁の切換え回数変更）。 加速用圧縮空気の供給または供給量の制御：第２の電
磁方向切換弁の切り換えを制御または電圧比例制御弁の
制御。

【００３３】符号の単純噴出は、加工点５に噴出する
霧状切削油剤７を含む空気の供給条件を工具毎に変更す
る必要がない場合である。この時は、液状切削油剤２３
の供給量は所定の値であり、加速用圧縮空気２２ａの供
給による霧化室２１の加圧もない。したがって、加速用
流路３０の第２の電磁方向切換弁３８（または、電圧比
例制御弁６８）は閉じておく。次に、符号の液状切削
油剤２３の供給量を制御する場合には、第１の電磁方向
切換弁３２を開閉動作させるためのタイマー値を変更し
て、プランジャポンプ２４に圧縮空気２２を供給する回
数を変更する。その結果、プランジャポンプ２４から霧
化手段２０に供給される液状切削油剤２３の流量が増減
して、霧化室２１内の霧状切削油剤７の量を制御するこ
とができる。符号の加速用圧縮空気２２ａの供給量を
制御する場合には、図１では第２の電磁方向切換弁３８
を開状態にして霧化室２１内に供給する。なお、加速用
圧縮空気２２ａの流量は、流量制御弁３９で予め設定し
ておく。

【００３４】次に、図４に従って、設定画面５３から微
量切削油剤供給条件を設定入力する方法を説明する。設
定画面５３は、タレット番号欄，工具番号欄，工具名
欄，微量切削油剤供給条件欄（ＭＱＬ条件欄）とからな
っている。なお、タレット番号欄，工具番号欄，工具名
欄は、オペレータに分かりやすくするために表示してい
るので、工具毎に設定できればよく、たとえば工具番号
欄だけであってもよい。

【００３５】ＭＱＬ条件欄の第１の欄５３ａは、霧状切
削油剤を含む空気を供給するか否かを工具毎に選択する
ための欄であり、供給する場合には「ＯＮ」、供給しな
い場合には「ＯＦＦ」を入力する。工具番号１，２の工
具は、霧状切削油剤を含む空気を供給する選択の設定を
行っており、工具番号３の工具は、供給しない選択の設
定を行っている。この入力は、たとえば、供給を
「１」、供給しないを「０」のような入力であってもよ
く、オペレータが入力および表示確認が容易なものであ
ればよい。

【００３６】第２の欄５３ｂは、切削油剤供給手段４２
で霧化室２１に供給する液状切削油剤２３の量を入力す
るものである。図４の例では、工具番号１の工具は３０
ｃｃ／ｍｉｎに設定されており、工具番号２の工具は６
０ｃｃ／ｍｉｎに設定されている。この設定は、プラン
ジャポンプ２４の進退移動の回数等でもよい。第３の欄
５３ｃは、加速用圧縮空気２２ａを供給するのか否かを
入力するものである。たとえば、工具番号１の工具では
供給しないので「ＯＦＦ」、工具番号２の工具では供給
するので「ＯＮ」と設定入力されている。なお、この入
力は、加速用圧縮空気２２ａを供給しない場合は「０」
または空欄とし、供給する場合は「１」のようにしても
よい。そして、各工具番号の工具がＴコード指令等で呼
び出されたとき、この設定供給条件に従って、霧状切削
油剤７を含む空気が工具の噴出口から加工点に向けて噴
出される。

【００３７】次に、ＮＣプログラムから供給条件を設定
する方法について説明する。微量切削油剤供給装置１は
Ｍコード（Ｍ△△，Ｍ□□）でオン，オフさせる。ま
た、供給条件の設定はマクロプログラムなどＰＬＣ５２
側に供給条件データを出力可能な指令で行う。たとえ
ば、マクロＧコード呼び出し機能を使用して、Ｇコード
呼び出し指令に続くデータ（引数）として入力された数
値またはこのデータを変換した数値をＰＬＣ５２側に出
力する。たとえば、このＮＣプログラムは次のような指
令となる。「Ｇ＊＊＊ Ｃｃｃ Ａａ；」ここで、「＊
＊＊」は、パラメータに設定されたＧコードであり、こ
のＧコードでマクロプログラムを呼び出すことができ
る。なお、Ｇコードに代えてＭコードでマクロプログラ
ムを呼び出してもよい。「ｃｃ」は切削油剤の量の設定
を行うデータである。「ａ」は加速用圧縮空気２２ａの
供給の有無を示すデータであり、たとえば「１」が供
給、「０」が供給しないことを示す。さらに、このＮＣ
プログラムの指令を具体的に説明する。

【００３８】 Ｇ＊＊＊ Ｃ３０． Ａ０；（切削油剤量３０cc/min 加速用圧縮空気無し） Ｍ△△； （微量切削油剤供給オン） …… Ｔ０５００； …… Ｔ０７００； …… Ｍ□□； （微量切削油剤供給オフ） …… Ｇ＊＊＊ Ｃ６０． Ａ１．；（切削油剤量６０cc/min 加速用圧縮空気有り ） Ｍ△△； （微量切削油剤供給オン） …… Ｔ０２００； …… Ｍ□□； （微量切削油剤供給オフ）

【００３９】このような切削油剤供給オン，オフ指令、
供給条件指令をＮＣプログラムにプログラムして指令し
ておくことにより、工具毎，加工部位毎，加工条件毎な
どに、霧状切削油剤７を含む空気を工具の噴出口から加
工点に噴出させることができる。制御方法として、液状
切削油剤２３の供給量については、ＮＣプログラムまた
は設定画面５３での設定値をＰＬＣ５２のタイマーテー
ブルにセットし、第１の電磁方向切換弁３２を所定のタ
イマ時間毎に開閉動作させることにより、プランジャポ
ンプ２４の往復移動回数を制御する。

【００４０】さらに、制御手段３１は、霧化室２１内の
圧力と、霧化用流路２９内の圧力（霧化用圧縮空気２２
ｂの圧力）との差圧を差圧計ＰＧ₃ で検出して、加速用
圧縮空気２２ａの供給の有無を判断している。この判断
は、ＰＬＣ５２またはＮＣ装置１４で行われる。これ
は、加速用圧縮空気２２ａを供給した場合、霧化室２１
の圧力が上昇して差圧が小さくなる場合があり、差圧が
小さすぎると霧化用流路２９から霧化用圧縮空気２２ｂ
が霧化手段２０を通って霧化室２１内に噴出しなくなる
ので、液状切削油剤２３の霧化ができなくなるからであ
る。

【００４１】たとえば、工具が小径のオイルホールドリ
ル等では、工具の内部流路の断面積が小さくて、工具か
ら加工点に噴出可能な霧状切削油剤７を含む空気の量が
少なく、一種の絞りとして作用してしまうため、霧化室
２１内の圧力は上昇する。その結果、霧化用流路２９を
流れる霧化用圧縮空気２２ｂと霧化室２１との間の差圧
が小さくなるので、霧化手段２０は液状切削油剤２３を
霧化できなくなる可能性がある。そのため、差圧計ＰＧ
₃ で検出した霧化用圧縮空気２２ｂの圧力と霧化室２１
の圧力との差圧が、所定の値たとえば０．１ＭＰａ（１
ｋｇｆ／ｃｍ² ）未満である時は、制御手段３１から出
力される指令により、第２の電磁方向切換弁３８を制御
して加圧用圧縮空気２２ａの供給を差圧が所定の値に戻
るまで停止させ、霧化条件の適正化を行っている。これ
により、液状切削油剤２３が霧化手段２０で常に良好に
霧化して、微量の霧状切削油剤７を含む空気を加工点に
向けて噴出することができる。

【００４２】次に、図１に示す微量切削油剤供給装置１
の動作について説明する。圧縮空気源２６から圧縮空気
２２が供給され、ＰＬＣ５２から出力される指令により
第１の電磁方向切換弁３２が開閉動作すると、圧縮空気
２２がプランジャポンプ２４に間欠的に供給される。す
ると、プランジャポンプ２４は圧縮空気２２により駆動
され往復移動回数が制御されて、霧化室２１の内部下部
に貯留している液状切削油剤２３を霧化手段２０に供給
する。霧化手段２０には、霧化用流路２９から常時適正
な量の霧化用圧縮空気２２ｂが供給されている。したが
って、霧化手段２０において、液状切削油剤２３は霧化
して霧状切削油剤７となって霧化室２１内にためられ
る。霧化室２１内の霧状切削油剤７を含む空気は、工具
側供給流路４５を流れ、工具主軸１３の内部流路６ａ，
ドリル４の内部流路６を通って噴出口８から加工点５に
向けて噴出する。これにより、加工点５の潤滑および冷
却がなされてセミドライ加工が実行される。また、加速
用圧縮空気２２ａを供給すると、この加速用圧縮空気２
２ａによって霧状切削油剤７は加速されて加工点に噴出
される。さらに、差圧計ＰＧ₃ で検出した差圧が所定圧
力より小さい場合には、ＰＬＣ５２の制御により第２の
電磁方向切換弁３８を差圧が所定圧力に戻るまで閉じ
て、加速用圧縮空気２２ａの供給を停止する。

【００４３】工具４の交換等による工具の種類の変化、
同一または異なる工具での加工条件の変化があり、供給
条件の変更が必要なとき、設定画面５３からの設定や供
給条件変更のＮＣプログラムを挿入しておき、加工点５
に対する霧状切削油剤７を含む空気の噴出量を変える必
要がある。そこで、ＮＣ装置１４は、これら供給条件が
変化した旨の指令をＰＬＣ５２に出力する。すると、Ｐ
ＬＣ５２は第１，第２の電磁方向切換弁３２，３８を制
御して、液状切削油剤２３と加速用圧縮空気２２ａの供
給量を増減するので、霧状切削油剤７が最適な量だけ加
工点５に噴出する。

【００４４】（第２の実施形態）図３は、微量切削油剤
供給装置の第２の実施形態を示している。なお、工作機
械はＮＣ旋盤６１である。本実施形態の微量切削油剤供
給装置６０は、図１に示す微量切削油剤供給装置１の構
成と共通部分が多いので、同一または相当部分には同一
符号を付してその説明を省略し、異なる部分のみ説明す
る。なお、ＮＣ旋盤６１のバイトでは、バイトの刃先部
近傍に噴出口を形成し、工作物と刃先との加工点に向け
て微量の霧状切削油剤を含む空気を噴出する。

【００４５】ＮＣ旋盤６１において、刃物台本体６５は
タレット６６を割出し可能に支持している。タレット６
６には工具（たとえば、バイト）６７が取付けられてい
る。この工具６７に霧状の切削油剤７を含む空気を供給
して、工作物６４に対する加工が行われる。この実施形
態の加速用流路３０には、第２の電磁方向切換弁に代え
て、加速用流路３０内を流れる加速用圧縮空気２２ａの
圧力を所望の圧力に制御可能な電圧比例制御弁（空気圧
力比例制御弁）６８が使用されている。電圧比例制御弁
６８は、制御手段３１に制御される印加電圧に比例して
加速用圧縮空気２２ａの圧力を変化させる機能を有して
いる。電圧比例制御弁６８等が加速用圧縮空気供給手段
４３を構成している。また、第１の実施形態の差圧計Ｐ
Ｇ₃ に代えて、霧化用流路２９の霧化用圧縮空気２２ｂ
の圧力を検出するための霧化流路用圧力計ＰＧ₂ を設
け、ＮＣ装置１４またはＰＬＣ５２に（図３の例では、
ＮＣ装置１４に）、霧化室用圧力計ＰＧ₁ と霧化流路用
圧力計ＰＧ₂ との差圧を演算する差圧演算部６９が設け
られているが、差圧計ＰＧ₃ であってもよい。霧化流路
用圧力計ＰＧ₂ と霧化室用圧力計ＰＧ₁ からの出力は、
ＰＬＣ５２に接続されている。

【００４６】図５に従って、第２の実施形態において設
定画面５３から微量切削油剤供給条件を設定入力する方
法を説明する。設定画面５３は、第１の実施形態と同様
に、タレット番号欄，工具番号欄，工具名欄，微量切削
油剤供給条件欄（ＭＱＬ条件欄）とからなっている。タ
レット番号欄からＭＱＬ条件欄の第２の欄５３ｂまでは
第１の実施形態と同じなので説明を省略する。この第２
の実施形態では、第１の実施形態の第３の欄５３ｃに代
えて、第３の欄５３ｄで加速用圧縮空気２２ａの供給条
件を設定している。すなわち、第３の欄５３ｄには、供
給する加速用圧縮空気２２ａの圧力を設定入力してい
る。図５の例では、工具番号１の工具では、０．５ｋｇ
ｆ／ｃｍ² （０．０５ＭＰａ）、工具番号２の工具で
は、２．０ｋｇｆ／ｃｍ² （０．２ＭＰａ）の加速用圧
縮空気２２ａを供給するように設定入力されている。な
お、加速用圧縮空気２２ａを供給したくないときには、
たとえば「０」または空欄としておけばよい。そして、
各工具番号の工具がＴコード指令等で呼び出されたと
き、この設定画面５３から設定入力された設定供給条件
に従って、霧状切削油剤７を含む空気が工具の噴出口か
ら加工点に向けて噴出される。

【００４７】次に、ＮＣプログラムから供給条件を設定
する方法について説明する。微量切削油剤供給オン，オ
フ指令は、第１の実施形態と同じなので説明を省略す
る。供給条件設定指令は、次のようになっている。 「Ｇ＊＊＊ Ｃｃｃ Ａａａ；」 ここで、「＊＊＊」，「ｃｃ」で設定する条件は同じも
のである。「ａａ」は、加速用圧縮空気２２ａの圧力を
設定入力するデータである。さらに、ＮＣプログラムを
具体的に以下に説明する。

【００４８】 Ｇ＊＊＊ Ｃ３０． Ａ０．５；（切削油剤量３０ｃｃ／ｍｉｎ 加速用圧縮空気圧力０．５ｋｇｆ／ｃｍ² ） Ｍ△△； …… Ｔ０１００； …… Ｍ□□； …… Ｇ＊＊＊ Ｃ６０． Ａ２．０；（切削油剤量６０ｃｃ／ｍｉｎ 加速用圧縮空気圧力２．０ｋｇｆ／ｃｍ² ） Ｍ△△； …… Ｔ０２００； …… Ｍ□□；

【００４９】このような切削油剤供給オン，オフ指令、
供給条件指令をＮＣプログラムにプログラムして指令し
ておくことにより、工具毎，加工部位毎，加工条件毎な
どに、霧状切削油剤７を含む空気を工具の噴出口から加
工点に噴出させることができる。制御手段３１は、第１
の実施形態の第２の電磁方向切換弁３８の開閉動作を制
御することに代えて、電圧比例制御弁６８に印加される
電圧を制御することにより、加速用流路３０内を通過す
る加速用圧縮空気２２ａの圧力を調節している。さら
に、制御手段３１は、差圧演算部６９で演算した差圧に
基づいて、霧化室２１内の圧力の方が霧化用流路２９内
の霧化用圧縮空気２２ｂの圧力より所定圧低くなって常
に所望の差圧を維持するように、電圧比例制御弁６８を
制御して加速用圧縮空気２２ａの圧力を制御している。
こうして、霧化条件の適正化制御を行うことにより、霧
化手段２０で液状切削油剤２３が霧化用圧縮空気２２ｂ
により良好に霧化するようにしている。

【００５０】加速用圧縮空気２２ａの供給量について
は、図３の場合には、ＮＣプログラムまたは設定画面５
３で設定された増分圧力値に対応する電圧をＰＬＣ５２
から出力して、電圧比例制御弁６８を制御する。なお、
加速用圧縮空気供給手段４３は、制御手段３１から出力
される電圧または電流に対応して、加速用圧縮空気２２
ａの圧力または流量を制御可能なものであればよく、ま
た、加速用圧縮空気２２ａの圧力を工具毎に調整可能な
ものであるのが好ましい。このように、微量切削油剤供
給装置６０の場合には、ＰＬＣ５２は、電圧比例制御弁
６８を制御して霧化室２１内の圧力を所望の圧力に調節
している。

【００５１】さらに、第１，第２の実施形態では、霧化
用圧縮空気２２ｂの圧力と霧化室２１内の圧力との差圧
が所定の差圧より小さくなる場合には、ＰＬＣ５２で第
２の電磁方向切換弁３８または電圧比例制御弁６８を制
御して、この差圧が常に適正値になるようにしている。
これにより、霧化手段２０は液状切削油剤２３を霧化用
圧縮空気２２ｂにより良好に霧化する。すなわち、霧化
用圧縮空気２２ｂの圧力と霧化室２１内の圧力との差圧
が、所定の差圧を維持可能な量だけ加速用圧縮空気２２
ａを供給するような制御を行う。このことにより、霧化
手段２０は、液状切削油剤２３を確実に霧化できるとと
もに、霧状切削油剤７を含む空気を、霧化手段２０で霧
化可能な範囲内で最大量の加速用圧縮空気２２ａで加速
させて、加工点に向けて噴出させることができる。

【００５２】このように、本発明では、工作機械を制御
する制御手段３１で、工具毎，加工条件等に対応して、
霧化手段２０への液状切削油剤２３の供給量と霧化室２
１への加速用圧縮空気２２ａの供給量を自動的に制御し
ている。したがって、工具４，６７の自動交換や割出し
等により工具が変化しても、霧状切削油剤７が最適な量
でかつ圧縮空気が適正な流速で加工点５に向けて噴出す
る。その結果、霧状切削油剤７の微粒子が加工点５に確
実に供給されて付着するので、セミドライ加工を良好に
行うことができる。なお、各図中同一符号は同一または
相当部分を示す。

【００５３】

【発明の効果】本発明は上述のように構成したので、工
具の種類や加工条件等に対応して、加工点に対する微量
の霧状切削油剤を含む空気の供給条件を変化させ、霧状
切削油剤を最適な量だけ加工点に確実に供給して加工を
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態にかかる工作機械の微
量切削油剤供給装置の回路図である。

【図２】前記工作機械に装着された工具の先端部を示す
部分拡大図である。

【図３】第２の実施形態にかかる微量切削油剤供給装置
の回路図である。

【図４】第１の実施形態にかかる設定画面の一例を示す
説明図である。

【図５】第２の実施形態にかかる設定画面の一例を示す
説明図である。

【符号の説明】

１，６０ 微量切削油剤供給装置 ２ マシニングセンタ（工作機械） ３，６４ 工作物 ４ ツイストドリル（工具） ５ 加工点 ７ 霧状の切削油剤 ８ 噴出口 ２０ 霧化手段 ２１ 霧化室 ２２ 圧縮空気（圧力流体） ２２ａ 加速用圧縮空気 ２２ｂ 霧化用の圧縮空気 ２３ 液体状の切削油剤 ２４ プランジャポンプ ２４ｂ ピストン ２５ 筐体 ３１ 制御手段 ３２ 第１の電磁方向切換弁（駆動用圧力流体間欠供
給手段） ４２ 切削油剤供給手段 ４３ 加速用圧縮空気供給手段 ４４ 霧化用圧縮空気供給手段 ４５ 工具側供給流路（霧状切削油剤供給流路） ５３ 設定画面 ５４ 表示手段 ５５ 入力手段 ６１ ＮＣ旋盤（工作機械） ６７ 工具 ６８ 電圧比例制御弁

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工具で加工している工作物の加工点に向
   けて、工具の刃先部近傍に設けられた噴出口から微量の
   霧状の切削油剤を含む空気を供給する工作機械の微量切
   削油剤供給装置であって、 液体状の前記切削油剤を貯留する筐体と、 この筐体内の上部に形成され、滴状の前記切削油剤に霧
   化用圧縮空気を吹き付けて前記切削油剤を霧状にする霧
   化手段を有し、この霧化手段で霧化した霧状の前記切削
   油剤を溜めておく霧化室と、 前記霧化手段に滴状の前記切削油剤を供給する切削油剤
   供給手段と、 前記霧化手段に前記霧化用圧縮空気を供給する霧化用圧
   縮空気供給手段と、 前記霧化室内の霧状の前記切削油剤を含む空気を前記工
   具の前記噴出口に供給するための霧状切削油剤流路と、 前記工作機械の加工のための制御を行うとともに、前記
   切削油剤供給手段および前記霧化用圧縮空気供給手段に
   よる供給の有無の制御を少なくとも含む制御を行う制御
   手段とを備えたことを特徴とする工作機械の微量切削油
   剤供給装置。
2. 【請求項２】 前記切削油剤供給手段は、前記制御手段
   の制御により前記霧化手段への前記切削油剤の供給量を
   調整可能なものであることを特徴とする請求項１に記載
   の工作機械の微量切削油剤供給装置。
3. 【請求項３】 前記切削油剤供給手段は、前記制御手段
   の制御により工具毎に前記霧化手段への前記切削油剤の
   供給量を調整可能なものであることを特徴とする請求項
   １または２に記載の工作機械の微量切削油剤供給装置。
4. 【請求項４】 前記切削油剤供給手段は、ピストンが１
   回往復移動する毎に所定量の切削油剤を前記霧化室に供
   給するプランジャポンプと、前記ピストンを往復移動さ
   せるため圧力流体を間欠的に供給する駆動用圧力流体間
   欠供給手段とを備え、 前記制御手段は、前記プランジャポンプへの前記圧力流
   体の供給回数を制御するものであることを特徴とする請
   求項１，２または３に記載の工作機械の微量切削油剤供
   給装置。
5. 【請求項５】 前記霧化室内に加速用圧縮空気を供給し
   て前記霧化室内の前記霧状の切削油剤を含む空気を加圧
   するとともに前記霧状切削油剤供給流路内を流れる前記
   霧状切削油剤を含む空気の速度を加速させるための加速
   用圧縮空気供給手段を設けたことを特徴とする請求項１
   から４のいずれかの項に記載の工作機械の微量切削油剤
   供給装置。
6. 【請求項６】 前記加速用圧縮空気供給手段は、前記制
   御手段の制御により前記加速用圧縮空気の圧力または前
   記加速用圧縮空気の供給の有無を調整可能なものである
   ことを特徴とする請求項５に記載の工作機械の微量切削
   油剤供給装置。
7. 【請求項７】 前記加速用圧縮空気供給手段は、前記制
   御手段の制御により前記加速用圧縮空気の圧力または前
   記加速用圧縮空気の供給の有無を工具毎に調整可能なも
   のであることを特徴とする請求項５または６に記載の工
   作機械の微量切削油剤供給装置。
8. 【請求項８】 前記加速用圧縮空気供給手段は、前記制
   御手段に制御される印加電圧に比例して前記圧縮空気の
   圧力が変化する電圧比例制御弁であることを特徴とする
   請求項５，６または７に記載の工作機械の微量切削油剤
   供給装置。
9. 【請求項９】 前記霧化用圧縮空気の圧力と前記霧化室
   内の圧力との差圧は、前記霧化室内の圧力のほうが所定
   圧低くなるように、前記制御手段は、前記加速用圧縮空
   気供給手段で前記加速用圧縮空気の圧力または前記加速
   用圧縮空気の供給の有無を制御するものであることを特
   徴とする請求項５から８のいずれかの項に記載の工作機
   械の微量切削油剤供給装置。
10. 【請求項１０】 前記制御手段は、前記切削油剤供給手
    段および前記加速用圧縮空気供給手段の少なくとも一方
    を制御する制御条件を、前記工作機械の動作を指令する
    ＮＣプログラムから入力可能なものであることを特徴と
    する請求項５から９のいずれかの項に記載の工作機械の
    微量切削油剤供給装置。
11. 【請求項１１】 前記制御手段は、前記切削油剤供給手
    段および前記加速用圧縮空気供給手段の少なくとも一方
    を制御する制御条件を設定可能な設定画面を表示する表
    示手段と、 前記設定画面を表示した状態で前記制御条件を入力可能
    な入力手段とを有するものであることを特徴とする請求
    項５から１０のいずれかの項に記載の工作機械の微量切
    削油剤供給装置。