JP2004066425A - 工作機械のクーラントろ過装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】フィルタの交換時期やクーラントタンクの掃除時期を早期に知らせることを可能とする。
【解決手段】クリーンタンクの液位が低下し、下限用スイッチがオンすると、汲上げポンプをオンさせる(G1,G2)。すると、クーラントタンクのクーラントがフィルタにて浄化された後、クリーンタンクに補給されて貯留される。クリーンタンク内に貯留されたクーラントの液位が上昇し、上限用スイッチがオンすると、汲上げポンプを停止する(G3,G4)。このとき、クリーンタンクへのクーラントの補給時間を計測し、その所要時間が60秒以上であった場合には、異常であると判断し、異常報知する(G9,G10)。作業者は、その異常報知を受けることで、フィルタが交換時期であるか、或いはクーラントタンクが掃除時期であるかがわかる。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィルタを通して浄化されたクーラントを一旦貯留するクリーンタンクを備えた工作機械のクーラントろ過装置に関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】
従来より、工作機械のクーラントろ過装置においては、次のような構成のものがある。すなわち、クーラントタンクに貯留されたクーラントを、第1のポンプにより、フィルタを通してクリーンタンクへ補給し、浄化されたクーラントをクリーンタンクへ一旦貯留しておく。そして、工作機械側において必要な場合に、そのクリーンタンクに貯留されたクーラントを、第2のポンプにより工作機械へ供給し、工作機械にて使用されたクーラントは、前記クーラントタンクへ戻される構成とする。
【0003】
この場合、クリーンタンクには、クーラントの液位を検出するための液位検出手段が設けられていて、クリーンタンク内の液位が下限値になると、第1のポンプを駆動して、クーラントタンクからクリーンタンクへクーラントの補給を開始し、クリーンタンク内の液位が上限値になると、第1のポンプを停止して、クリーンタンクへのクーラントの補給を停止する。
【0004】
また、フィルタの目詰まり状態を検知するため、例えば第1のポンプとフィルタとの間に圧力スイッチが設けられていて、その圧力スイッチによりフィルタが目詰まり状態であることを検知すると、フィルタ洗浄機構によりフィルタを洗浄するようにしている。フィルタ洗浄機構としては、例えば圧縮エアを用いたもので、圧縮エアを、フィルタに対して通常のクーラントの流れとは逆向きに流すことで、フィルタの周囲に付着した切粉等のダストを剥がした後、クーラントタンク側へ流す構成としたもので、逆洗機構とも呼ばれている。
【0005】
ここで、従来構成においては、圧力スイッチによりフィルタの目詰まり状態の検知は行っているが、フィルタの交換時期やクーラントタンクの掃除時期を報知するものはなかった。このため、例えば、フィルタとしては、ろ過性能が低下しても、圧力スイッチにて目詰まり状態であると判定されない限り、フィルタの状態はわからない。フィルタのろ過性能が著しく低下し、クーラントをクリーンタンクへ補給する際のスピードが極端に低下すると、工作機械側で使用する量を供給できなくなってしまうことがある。このようになって初めて、フィルタの交換が必要なことに気づくことになる。また、フィルタのろ過性能が低下したり、クーラントタンク内の汚れ度合がひどくなったりすると、フィルタが目詰まりしやすくなる。このため、圧力スイッチによる目詰まり状態の検知の頻度が極端に多くなると共に、フィルタの洗浄動作(逆洗動作)の頻度が極端に多くなることで、初めてフィルタの状態やクーラントタンク内の汚れ度合に気づくことになる。
【0006】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、クリーンタンクを備えたものにおいて、フィルタの交換時期やクーラントタンクの掃除時期を早期に知らせることが可能な工作機械のクーラントろ過装置を提供するにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項1の発明は、クーラントタンクに貯留されたクーラントを、第1のポンプにより、フィルタを通してクリーンタンクへ補給し、そのクリーンタンクに貯留されたクーラントを、第2のポンプにより工作機械へ供給し、その工作機械にて使用されたクーラントを前記クーラントタンクへ戻す構成とした工作機械のクーラントろ過装置において、
前記フィルタの目詰まり状態を検知する目詰まり検知手段と、
前記フィルタを洗浄するフィルタ洗浄機構と、
前記目詰まり検知手段が前記フィルタの目詰まり状態を検知することに基づき前記フィルタ洗浄機構にて前記フィルタの洗浄動作を行わせる制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記クーラントを前記クーラントタンクから前記クリーンタンクへ当該クリーンタンクが所定量になるまで補給するのに要する補給時間が予め設定された設定時間以上になったときに異常報知することを特徴とする。
【0008】
上記した手段によれば、クーラントをクーラントタンクからクリーンタンクへ当該クリーンタンクが所定量になるまで補給するのに要する補給時間が予め設定された設定時間以上になると、制御手段は異常報知をする。作業者は、その異常報知を受けることで、フィルタが交換時期であるか、或いはクーラントタンクが掃除時期であるかがわかる。従って、作業者は、フィルタの交換やクーラントタンクの掃除を早めに行うことができる。
【0009】
請求項2の発明は、請求項1の発明において、上記所定量は、クリーンタンクへのクーラントの補給が停止してから、クリーンタンクへのクーラントの補給が再開されるまでに工作機械にて使用される量以上であることを特徴とする。これによれば、異常が報知されてから、クリーンタンクへのクーラントの補給が再開されるまでに、フィルタを交換することで、クリーンタンクのクーラントが空にならず、工作機械の加工を中断させないようにできる。
【0010】
請求項3の発明は、請求項1と同様な目的を達成するために、クーラントタンクに貯留されたクーラントを、第1のポンプにより、フィルタを通してクリーンタンクへ補給し、そのクリーンタンクに貯留されたクーラントを、第2のポンプにより工作機械へ供給し、その工作機械にて使用されたクーラントを前記クーラントタンクへ戻す構成とした工作機械のクーラントろ過装置において、
前記フィルタの目詰まり状態を検知する目詰まり検知手段と、
前記フィルタを洗浄するフィルタ洗浄機構と、
前記目詰まり検知手段が前記フィルタの目詰まり状態を検知することに基づき前記フィルタ洗浄機構にて前記フィルタの洗浄動作を行わせる制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記フィルタ洗浄機構による洗浄動作の回数が予め設定された設定回数以上になったときに異常報知することを特徴とする。
【0011】
上記した手段によれば、フィルタ洗浄機構による洗浄動作の回数が予め設定された設定回数以上になると、制御手段は異常報知をする。作業者は、その異常報知を受けることで、フィルタが交換時期であるか、或いはクーラントタンクが掃除時期であるかがわかる。従って、作業者は、フィルタの交換やクーラントタンクの掃除を早めに行うことができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第1の実施例について図1ないし図5を参照して説明する。まず、全体の概略構成を示す図2において、クーラント1を貯留するクーラントタンク2には、第1のポンプを構成する汲上げポンプ3が設けられている。この汲上げポンプ3の吐出口には、第1の補給路4と、フィルタ装置5と、第2の補給路6とが順に接続されており、第2の補給路6の先端部が、クリーンタンク7内に挿入されている。
【0013】
ここで、上記フィルタ装置5は、フィルタケース8内に、濾過用の中空筒状のフィルタ9を配設して構成されている。第1の補給路4のフィルタ装置5側の端部は、フィルタケース8の内面とフィルタ9の外面との間に連通し、第2の補給路6のフィルタ装置5側の端部は、フィルタ9の内部と連通している。従って、クーラントタンク2側からフィルタケース8内に供給されたクーラント1は、フィルタ8を外面から内面側に向けて通った後、フィルタ9の内部から第2の補給路6を通ってクリーンタンク7側へ流れるようになっており、この過程で、クーラント1に含まれた切粉等のダストがフィルタ8の外面にて捕獲されてクーラント1は浄化される。
【0014】
第1の補給路4には、フィルタ装置5の手前付近に位置させて圧力スイッチ10が設けられている。この圧力スイッチ10は、フィルタ9の目詰まり状態を検知する目詰まり検知手段を構成するもので、フィルタ9が目詰まり状態になるに従って当該圧力スイッチ10の検出圧力が高くなる。
【0015】
第2の補給路6の途中部にはバルブAが設けられている。このバルブAは、ノーマルオープンタイプのもので、オフ状態で開放、オン状態で閉鎖状態となる。また、第2の補給路6において、フィルタ装置5とバルブAとの間にはエア供給路12が接続されていて、このエア供給路12の端部は、エア源13に接続されている。エア供給路12にはバルブBが設けられている。このバルブBは、ノーマルクローズタイプのもので、オフ状態で閉鎖、オン状態で開放状態となる。
【0016】
フィルタケース8の底部のドレン口には排出路15が接続されていて、この排出路15の先端部が、上記クーラントタンク2内に挿入されている。排出路15の途中部にはバルブCが設けられている。このバルブCも、上記バルブBと同様にノーマルクローズタイプのもので、オフ状態で閉鎖、オン状態で開放状態となる。
【0017】
ここで、汲上げポンプ3と、第1及び第2の補給路4,6と、エア供給路12と、エア源13と、フィルタ装置5と、排出路15と、バルブA,B,Cとにより、フィルタ9を洗浄するフィルタ洗浄機構17を構成している。このフィルタ洗浄機構17の作用については後述する。
【0018】
クリーンタンク7には、第2のポンプを構成するクリーンタンクポンプ20が設けられている。このクリーンタンクポンプ20は、クリーンタンク2内のクーラント1を供給路21を介して工作機械22へ供給する。工作機械22において使用されたクーラント1は、排出口23からクーラントタンク2へ戻される。
【0019】
また、クリーンタンク7には、当該クリーンタンク7内のクーラント1の液位の下限値を検出する下限用スイッチ24と、上限値を検出する上限用スイッチ25とが設けられている。これらか下限用スイッチ24及び上限用スイッチ25は、例えば近接スイッチにて構成されている。
【0020】
一方、図3には、クーラントろ過装置に関連した電気的構成の概略が示されている。この図3において、制御手段を構成するCPU26に接続された入出力バス27には、ROM28、RAM29、操作パネル30、表示用のディスプレイ31、報知手段を構成するアラーム32が接続されていると共に、I/Oインターフェース33を介して汲上げポンプ3、圧力スイッチ10、クリーンタンクポンプ20、バルブA,B,C、下限用スイッチ24、上限用スイッチ25が接続され、さらに、各軸モータアンプ34を介して工作機械22の各軸モータ35が接続されている。CPU26は、操作パネル30からの入力信号と、圧力スイッチ10、下限用スイッチ24、上限用スイッチ25からの各信号と、予め備えた制御プログラムに基づいて、ディスプレイ31、アラーム32、汲上げポンプ3、クリーンタンクポンプ20、バルブA,B,Cを制御すると共に、工作機械22の各軸モータ35を制御する機能を有している。
【0021】
次に、上記構成の作用を図1と、図4〜図6を参照して説明する。このうち、図1は動作原理を示す説明図であり、図4〜図6は上記CPU26の制御内容を表したフローチャートを示している。
【0022】
まず、図4において、CPU26は、クリーンタンク7におけるクーラント1の残量を監視する(ステップD1)。クリーンタンクポンプ20の動作により、クリーンタンク7におけるクーラント1が工作機械22側へ供給されると、クリーンタンク7におけるクーラント1の残量が低下する。クーラント1の液位が予め設定された設定値まで低下し、下限用スイッチ24がオンすると、その信号がCPU26に入力される。すると、CPU26は、ステップD2で「YES」に従ってステップD3へ移行し、汲み上げ処理ルーチンを実行する。
【0023】
汲み上げ処理ルーチンでは、図5に示すように、まず、ステップE1において、60秒のタイマをセットすると共に、汲上げポンプ3をオンする。タイマは、1秒ごとに減算していく。汲上げポンプ3がオンすると、クリーンタンク2内のクーラント1がフィルタ装置5側へ送られる。フィルタ装置5側へ送られたクーラント1はフィルタ9を通過することで浄化され、浄化されたクーラント1は、開放状態のバルブAを通ってクリーンタンク7側へ供給され、クリーンタンク7にて貯留される。なお、このときバルブB及びバルブCは、オフ状態で閉鎖している。クーラント1がクリーンタンク7側へ供給されることに伴い、クリーンタンク7内の液位が次第に上昇する。
【0024】
そして、ステップE2で、クリーンタンク7の補給完了信号が入ったかどうか(上限用スイッチ25がオンになったかどうか)を判断し、ステップE3で、タイマが0になったかどうかを判断し、ステップE4で、圧力スイッチ10がオンしたかどうかを判断する。タイマが0にならず、かつ圧力スイッチ10がオンにならない状態で、上限用スイッチ25がオンした場合には、ステップE2で「YES」に従ってステップE5へ移行し、汲み上げポンプ3をオフした後、図4のステップD4へ移行する。この場合には、汲み上げ処理(補給動作)が正常に行われたと判断する。
【0025】
正常な場合には、図1の実線矢印で示すように、ステップG1〜G4を繰り返すことになる。
図5のステップE3,E4において、タイマが0にならない状態(汲上げポンプ3をオンしてから60秒経過すまでの間)で、圧力スイッチ10がオンになった場合(ステップE4で「YES」)には、フィルタ9が目詰まり状態であると判断し、ステップE6へ移行し、汲上げポンプ3をオフした後、ステップE7へ移行し、逆洗処理ルーチンを実行する。
【0026】
逆洗処理ルーチンでは、図6に示すように、まず、ステップF1において、バルブA,B,Cをオンさせる。すると、バルブAは開から閉、バルブB及びCは共に閉から開となる。すると、エア源13からのエアがフィルタ装置5側へ供給され、そのエアが、フィルタ9の内部から外部に向けて噴出される(逆洗)。すると、フィルタ9の外面に付着したダストがフィルタ9から剥がれるようになる。
【0027】
次に、ステップF2において、バルブBをオフした後、汲上げポンプ3をオンさせる。バルブBをオフすると、バルブBは開から閉になり、エアの供給が停止される。この状態で汲上げポンプ3がオンされると、クーラントタンク2内のクーラント1が再びフィルタ装置5側へ供給され、剥がれたダストは、クーラント1と共にフィルタケース8のドレン口から排出路15を通り、クーラントタンク2側へ排出される。従って、フィルタケース8内が洗われる。
【0028】
次に、ステップF3において、バルブA及びCをオフすると共に、汲上げポンプ3をオフさせる。すると、バルブAは閉から開、バルブCは開から閉になり、また、クーラント1のフィルタ装置5側への供給が停止される。これにより、フィルタ9を洗浄する逆洗処理が終了する。
【0029】
図1においては、圧力スイッチ10がオンすると(ステップG5)、点線の矢印で示すように、ステップG6〜G8のフィルタ洗浄動作を行う。
この場合、ステップF1におけるエア流入時間は0.6秒、ステップF2におけるフィルタケース8内の洗浄時間は1.4秒に設定しているが、これらの設定時間は適宜変更させることが可能である。
逆洗処理が終了したら、図5のステップE8へ移行し、汲上げポンプ3をオンした後、ステップE2へ戻る。図1では、ステップG2へ戻る。
【0030】
さて、図5のステップE2、E3において、上限用スイッチ25にて補給の完了を検出しない状態で、汲上げポンプ3をオンしてから60秒経過した場合(すなわち、補給時間が予め設定された設定時間である60秒を経過した場合)には、ステップE3で「YES」に従ってステップE5へ移行した後、図4のステップD4へ移行する。この場合には、汲み上げ処理が正常でなく、異常であったと判断し、ステップD5において、アラーム32を動作させて異常報知を行う。運転中であれば、実行プログラムを終了次第、プログラムを停止する。図1では、ステップG9,G10参照。
【0031】
作業者は、そのアラーム32による異常報知を聞くことで、フィルタ9が交換時期であると判断し、フィルタ9の交換を行う。また、クリーンタンク2の汚れ具合を見て、必要があればクリーンタンク2の掃除を行う。
【0032】
上記した実施例においては、クーラント1をクーラントタンク2からクリーンタンク7へ当該クリーンタンク7が所定量になるまで補給するのに要する補給時間が予め設定された設定時間、本実施例では60秒以上になると、CPU26は、汲み上げ処理が異常であると判断し、アラーム32により異常報知をする。作業者は、その異常報知を受けることで、フィルタ9が交換時期であるか、或いはクーラントタンク2が掃除時期であるかがわかる。従って、作業者は、フィルタ9の交換やクーラントタンク2の掃除を早めに行うことができる。
【0033】
この場合、クリーンタンク7におけるクーラント1の液位が上限位置から下限位置までのクーラント1の量を、クリーンタンク7へのクーラント1の補給が停止してから、クリーンタンク7へのクーラント1の補給が再開されるまでに工作機械22にて使用される量以上に設定しておくことが好ましい。このように設定した場合には、異常が報知されてから、クリーンタンク7へのクーラント1の補給が再開されるまでに、フィルタ9を交換することで、クリーンタンク7のクーラント1が空にならず、工作機械22の加工を中断させないようにできる。
【0034】
図6は本発明の第2実施例を示したものであり、この第2実施例は上記した第1実施例とは次の点が異なっている。すなわち、フィルタ9の目詰まり状態を検知するための目詰まり検知手段として、上記圧力スイッチ20に代えて、差圧スイッチ40を用いている。この差圧スイッチ40は、フィルタ装置5を跨ぐようにして、一端部をフィルタ装置5の入口側である第1の補給路4に接続し、他端部をフィルタ装置5の出口側である第2の補給路6に接続し、フィルタ装置5の入口側の圧力と出口側の圧力との差を検出する。フィルタ9に目詰まりがない状態では、その圧力差は小さいが、フィルタ9が目詰まり状態になると、入口側の圧力に対して出口側の圧力が小さくなり、その差が大きくなることで判断できる。
【0035】
次に本発明の第3実施例について説明する。この第3実施例は、上記した第1実施例とは次の点が異なっている。すなわち、フィルタ9が交換時期になると、フィルタ9が目詰まりする頻度が多くなる。このため、CPU26は、フィルタ洗浄機構17による洗浄動作の回数をカウントし、その回数が予め設定された設定回数になったときに、異常報知をするようする。これによっても、第1実施例と同様な作用効果を得ることができる。
【0036】
本発明は、上記した各実施例にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張できる。
フィルタ9を洗浄するためのフィルタ洗浄機構としては、上記した圧縮エアを用いた逆洗方式に限らず、例えばフィルタを回転させてダストを振るい落とす方式のもの、或いはフィルタの外周部をスクレーパでこすり落とす方式のものでも良い。
【0037】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、作業者は、異常報知を受けることで、フィルタが交換時期であるか、或いはクーラントタンクが掃除時期であるかがわかる。従って、作業者は、フィルタの交換やクーラントタンクの掃除を早めに行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示すもので、動作原理を説明するための図
【図2】全体の概略構成図
【図3】電気的構成を示す図
【図4】CPUの制御内容を示すフローチャートその1
【図5】フローチャートその2
【図6】フローチャートその3
【図7】本発明の第2実施例を示す図2相当図
【符号の説明】
図面中、1はクーラント、2はクーラントタンク、3は汲上げポンプ(第1のポンプ)、5はフィルタ装置、7はクリーンタンク、8はフィルタケース、9はフィルタ、10は圧力スイッチ(目詰まり検知手段)、13はエア源、17はフィルタ洗浄機構、20はクリーンタンクポンプ(第2のポンプ)、22は工作機械、24は下限用スイッチ、25は上限用スイッチ、26はCPU(制御手段)、40は差圧スイッチ(目詰まり検知手段)、A,B,Cはそれぞれバルブを示す。

Claims (3)

  1. クーラントタンクに貯留されたクーラントを、第1のポンプにより、フィルタを通してクリーンタンクへ補給し、そのクリーンタンクに貯留されたクーラントを、第2のポンプにより工作機械へ供給し、その工作機械にて使用されたクーラントを前記クーラントタンクへ戻す構成とした工作機械のクーラントろ過装置において、
    前記フィルタの目詰まり状態を検知する目詰まり検知手段と、
    前記フィルタを洗浄するフィルタ洗浄機構と、
    前記目詰まり検知手段が前記フィルタの目詰まり状態を検知することに基づき前記フィルタ洗浄機構にて前記フィルタの洗浄動作を行わせる制御手段とを備え、
    前記制御手段は、前記クーラントを前記クーラントタンクから前記クリーンタンクへ当該クリーンタンクが所定量になるまで補給するのに要する補給時間が予め設定された設定時間以上になったときに異常報知することを特徴とする工作機械のクーラントろ過装置。
  2. 前記所定量は、前記クリーンタンクへのクーラントの補給が停止してから、前記クリーンタンクへのクーラントの補給が再開されるまでに工作機械にて使用される量以上であることを特徴とする請求項1記載の工作機械のクーラントろ過装置。
  3. クーラントタンクに貯留されたクーラントを、第1のポンプにより、フィルタを通してクリーンタンクへ補給し、そのクリーンタンクに貯留されたクーラントを、第2のポンプにより工作機械へ供給し、その工作機械にて使用されたクーラントを前記クーラントタンクへ戻す構成とした工作機械のクーラントろ過装置において、
    前記フィルタの目詰まり状態を検知する目詰まり検知手段と、
    前記フィルタを洗浄するフィルタ洗浄機構と、
    前記目詰まり検知手段が前記フィルタの目詰まり状態を検知することに基づき前記フィルタ洗浄機構にて前記フィルタの洗浄動作を行わせる制御手段とを備え、
    前記制御手段は、前記フィルタ洗浄機構による洗浄動作の回数が予め設定された設定回数以上になったときに異常報知することを特徴とする工作機械のクーラントろ過装置。
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