JP2010023158A - Cooling system for machine tool - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cooling device for a machine tool capable of varying cooling ability according to speed variation of the revolution speed of a main shaft and certainly removing the generation heat. <P>SOLUTION: In the cooling device 1 for the machine tool 2, thermal deformation of the machine tool 2 is prevented by circulating a main shaft cooling oil to the inside of the main shaft 28. The cooling device is provided with: a speed information receiving part 41 for receiving rotation speed information V<SB>θ</SB>of the main shaft 28; a temperature data memory part 42 provided with a main shaft speed-temperature table in which a range capable of taking a rotation speed is stepwisely divided to a plurality of speed areas and a temperature setting value corresponding to a calorific power is determined in every speed area; a comparison operation part 43 for reading the rotation speed information V<SB>θ</SB>and the main shaft speed-temperature table, discriminating the speed area to which the rotation speed information V<SB>θ</SB>belongs and making the temperature setting value corresponding to the speed area as a setting temperature of the main shaft cooling oil; and a main shaft cooling device 35 for applying temperature adjustment to the main shaft cooling oil based on the set temperature and performing feeding of the oil. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、主軸内部に形成された主軸冷却路又は主軸をワークに対して相対移動させる送り軸内部に形成された送り軸冷却路に冷却油を循環させて工作機械の熱変形を防止する工作機械の冷却装置に関する。   The present invention relates to a machine for preventing thermal deformation of a machine tool by circulating cooling oil through a spindle cooling path formed inside a spindle or a feed axis cooling path formed inside a feed shaft that moves the spindle relative to a workpiece. The present invention relates to a cooling device for a machine.

マシニングセンタ等の工作機械においては、一般に主軸の回転数や送り軸の送り速度、加工抵抗等の加工条件等に応じて熱が発生し、主軸や送り軸に熱変形が生じることがある。これに対処すべく、特に主軸の熱を除去するものとして、例えば特許文献1及び2には主軸内部に冷却油を循環させて発熱を除去する冷却装置が開示されている。   In a machine tool such as a machining center, heat is generally generated according to machining conditions such as the rotation speed of the main shaft, the feed speed of the feed shaft, and machining resistance, and the main shaft and the feed shaft may be thermally deformed. In order to cope with this, particularly as a means for removing heat from the main shaft, for example, Patent Documents 1 and 2 disclose a cooling device that circulates cooling oil inside the main shaft to remove heat.

特許文献1には、発熱量や主軸の回転数に応じて冷却油の流量を制御することにより主軸の冷却を行う発明が記載されている。
また、特許文献2には、主軸回転数に対応した必要冷却熱量を予め記憶し、主軸回転数が低速から高速に変速されることを検知して、該変速に先立って高速の主軸回転数に対応する必要冷却熱量の潤滑油を吐出するに際し、主軸からの戻り潤滑油を吐出する潤滑油に混同して温度を制御する発明が記載されている。この発明においては、吐出される潤滑油の温度は、工作機械のベース等の基準温度に対して定められた温度差に調節されている。
特開2005−230955号公報 特許第3119768号公報
Patent Document 1 describes an invention in which the main shaft is cooled by controlling the flow rate of the cooling oil in accordance with the heat generation amount and the rotational speed of the main shaft.
Further, Patent Document 2 stores in advance a necessary amount of cooling heat corresponding to the main shaft rotational speed, detects that the main shaft rotational speed is changed from a low speed to a high speed, and sets the high speed main shaft rotational speed prior to the speed change. An invention is described in which the temperature is controlled by being confused with the lubricating oil that discharges the return lubricating oil from the main shaft when discharging the corresponding lubricating oil having the required cooling heat quantity. In the present invention, the temperature of the discharged lubricating oil is adjusted to a temperature difference determined with respect to a reference temperature of a machine tool base or the like.
JP 2005-230955 A Japanese Patent No. 3119768

ところで、上記のような冷却装置には以下のような問題があった。
即ち、主軸内の冷却路の伝熱面積を増加すれば冷却能力が向上するが、設計上、スペース上の制限から一定以上伝熱面積を増やすことはできない。したがって、近年の高速化、高出力化に伴う発熱量の大きな工作機械に対しては、従来の方式では発熱量を除去するための十分な冷却能力を得ることができないという問題があった。
By the way, the above cooling apparatus has the following problems.
That is, if the heat transfer area of the cooling path in the main shaft is increased, the cooling capacity is improved. However, the heat transfer area cannot be increased beyond a certain level due to space limitations in terms of design. Therefore, there has been a problem that a machine tool having a large calorific value accompanying the recent high speed and high output cannot obtain a sufficient cooling capacity for removing the calorific value by the conventional method.

また、特許文献1に記載の発明のように発熱量に応じて冷却液の流量を制御する方式の場合、上記同様冷却液循環路の伝熱面積を増加するには限界があるため、冷却能力の向上を図ることができず、さらに、流量を増加するためにはポンプの圧力を高める必要があるため、これによりポンプ自体からの発熱により冷却油が加熱されて十分な冷却性能を得ることができないという問題があった。   Further, in the case of the method of controlling the flow rate of the cooling liquid according to the calorific value as in the invention described in Patent Document 1, there is a limit to increasing the heat transfer area of the cooling liquid circulation path as described above. Furthermore, in order to increase the flow rate, it is necessary to increase the pressure of the pump, so that the cooling oil is heated by the heat generated from the pump itself, and sufficient cooling performance can be obtained. There was a problem that I could not.

一方、特許文献2に記載の発明では、吐出される潤滑油の温度を基準温度に対して一定の温度差に調節する方式のため、主軸の速度変化に追従したものとはいえず冷却能力に不足を生じていた。また、使用条件で温度が変化する戻り潤滑油を混合するため、主軸に供給する潤滑油の温度が不安定になり易いという欠点があった。
また、一般的にこのような工作機械においては主軸速度が頻繁に変化するため、僅かな主軸速度の変化が起こった場合でもこれに応じて冷却能力を変化させようとすると、冷却能力の調整が不安定に行われて適確な冷却をすることができないという問題が生じる。
On the other hand, in the invention described in Patent Document 2, since the temperature of the discharged lubricating oil is adjusted to a constant temperature difference with respect to the reference temperature, it cannot be said that it follows the change in the speed of the main shaft, but has a cooling capacity. There was a shortage. In addition, since the return lubricating oil whose temperature changes depending on the use conditions is mixed, there is a drawback that the temperature of the lubricating oil supplied to the main shaft tends to become unstable.
In general, the spindle speed frequently changes in such a machine tool, so even if a slight change in the spindle speed occurs, if the cooling capacity is changed accordingly, the adjustment of the cooling capacity is not possible. There arises a problem that the cooling is performed in an unstable manner and the proper cooling cannot be performed.

さらに、主軸や送り軸を冷却するに際しては、発生熱を確実に除去するとともに過冷却を防ぐべく、発熱量に適した冷却性能の冷却油を供給することが望まれる。   Further, when cooling the main shaft and the feed shaft, it is desired to supply cooling oil having a cooling performance suitable for the amount of heat generated in order to reliably remove generated heat and prevent overcooling.

この発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、主軸の回転数や送り軸の送り速度の変化に対応して適確に冷却能力を変化させることができ、発生熱を確実に除去することが可能な工作機械の冷却装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and can appropriately change the cooling capacity in response to changes in the rotation speed of the main shaft and the feed speed of the feed shaft, thereby reliably generating generated heat. It is an object of the present invention to provide a machine tool cooling device that can be removed.

前記課題を解決するため、この発明は以下の手段を提案している。
即ち、本発明に係る工作機械の冷却システムは、主軸内部に主軸冷却油を循環させて、工作機械の熱変形を防止する工作機械の冷却装置において、前記主軸の回転速度情報を受信する速度情報受信部と、前記主軸の回転速度の取り得る範囲を段階的に複数の速度領域に区分して、該速度領域毎に、発熱量に対応する温度設定値が定められた主軸速度・温度テーブルを備えた温度データ記憶部と、前記回転速度情報と前記主軸速度・温度テーブルとを読み込んで、前記回転速度情報が属する前記速度領域を判別して、該速度領域に対応する前記温度設定値を前記主軸冷却油の設定温度とする比較演算部と、該設定温度に基づいて前記主軸冷却油に温度調節を施して送油を行う主軸冷却装置とが設けられたことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
That is, a cooling system for a machine tool according to the present invention is a speed information for receiving rotational speed information of the spindle in a machine tool cooling apparatus that circulates spindle cooling oil inside the spindle to prevent thermal deformation of the machine tool. A spindle speed and temperature table in which a temperature setting value corresponding to a heat generation amount is determined for each speed region by dividing a range that can be taken by the receiver and the rotational speed of the spindle into a plurality of speed regions. The temperature data storage section provided, the rotational speed information and the spindle speed / temperature table are read to determine the speed region to which the rotational speed information belongs, and the temperature setting value corresponding to the speed region is A comparison calculation unit for setting a temperature of the main spindle cooling oil, and a main spindle cooling device for adjusting the temperature of the main spindle cooling oil based on the set temperature and feeding oil are provided.

このような特徴の工作機械の冷却システムによれば、主軸の回転速度情報が属する速度領域の温度設定値を主軸冷却油の設定温度として温度調節を行うことにより、主軸の速度変化に対応した冷却能力の主軸冷却油を主軸に送油することが可能となる。
また、速度領域を段階的に区分し、この区分に応じた冷却能力を備えた主軸冷却油を循環させる方式とすることで、主軸冷却油の調整を安定的に行うことが可能となる。
According to the cooling system for machine tools having such characteristics, the temperature is adjusted using the temperature setting value of the speed region to which the rotation speed information of the spindle belongs as the setting temperature of the spindle cooling oil, so that the cooling corresponding to the speed change of the spindle is performed. It becomes possible to feed the main spindle cooling oil to the main spindle.
Further, the spindle cooling oil can be stably adjusted by dividing the speed region stepwise and circulating the spindle cooling oil having the cooling capacity corresponding to the division.

また、本発明に係る工作機械の冷却システムは、前記回転速度情報の属する前記速度領域が変更された際に、前記主軸冷却装置が、10秒〜1分以内は元の速度領域に対応する前記設定温度に基づいて前記主軸冷却油に温度調節を行い、前記10秒〜1分経過後に新たな前記速度領域に対応する前記設定温度に基づいて前記主軸冷却油に温度調節を行うことを特徴とする。   In the machine tool cooling system according to the present invention, when the speed region to which the rotational speed information belongs is changed, the spindle cooling device corresponds to the original speed region within 10 seconds to 1 minute. The temperature of the spindle cooling oil is adjusted based on a set temperature, and the temperature of the spindle cooling oil is adjusted based on the set temperature corresponding to the new speed region after the elapse of 10 seconds to 1 minute. To do.

これにより、主軸の回転速度が変化して速度領域が変更された際には、一定時間が経過しない限り主軸冷却油の設定温度が変更されることはないため、例えば、2つの速度領域の境界において主軸の回転速度が安定しないときであっても、設定温度が元の速度領域に対応するものに保持されて、主軸冷却油の温度調節が不安定に行われるのを防止することができる。   As a result, when the rotational speed of the main shaft changes and the speed region is changed, the set temperature of the main spindle cooling oil is not changed unless a certain time elapses. For example, the boundary between the two speed regions Even when the rotational speed of the main shaft is not stable, the set temperature is maintained at a value corresponding to the original speed region, and the temperature control of the main shaft cooling oil can be prevented from being performed unstablely.

さらに、本発明に係る工作機械の冷却システムは、前記主軸の回転が停止してから10分〜30分経過後に、前記主軸冷却装置が、前記主軸冷却油の送油を停止することを特徴とする。
これにより、主軸の過冷却の防止と省エネルギー化を図ることが可能となる。
Furthermore, the cooling system for a machine tool according to the present invention is characterized in that the spindle cooling device stops feeding the spindle cooling oil after 10 to 30 minutes have elapsed since the rotation of the spindle has stopped. To do.
Thereby, it is possible to prevent overcooling of the main shaft and to save energy.

さらにまた、本発明に係る工作機械の冷却システムは、前記主軸の回転が停止した際に、前記主軸冷却装置が、前記工作機械のベース温度よりも高い温度を前記設定温度として、前記冷却油の温度調節を行うことを特徴とする。   Furthermore, in the machine tool cooling system according to the present invention, when the rotation of the spindle stops, the spindle cooling device sets the temperature higher than the base temperature of the machine tool as the set temperature. The temperature is adjusted.

工作機械は加工精度が安定している定常運転時が長時間の停止時に比べて主軸の温度は僅かに高いものとなっている。よって、運転が停止した後も冷却を続けると安定状態の温度が低下して加工再開時直後の精度が低下してしまう。そこで、上記のように、主軸の停止後冷却油を工作機械のベース温度よりも高く温度調節することで、加工再開時の加工精度を安定させることが可能となる。   In a machine tool, the temperature of the spindle is slightly higher during steady operation where machining accuracy is stable than when the machine is stopped for a long time. Therefore, if the cooling is continued even after the operation is stopped, the temperature in the stable state is lowered, and the accuracy immediately after resuming the machining is lowered. Therefore, as described above, by adjusting the temperature of the cooling oil after stopping the spindle higher than the base temperature of the machine tool, it is possible to stabilize the machining accuracy when the machining is resumed.

また、本発明に係る工作機械の冷却システムは、前記比較演算部が、前記回転速度情報が属する前記速度領域を判別するのに代えて、前記回転速度情報に基づいて算出した1分〜10分間の平均回転速度が属する前記速度領域を判別して、該速度領域に対応する前記温度設定値を前記主軸冷却油の設定温度とすることを特徴とするものであってもよい。
これによっても、主軸の速度変化に対応した冷却能力の主軸冷却油を主軸に送油することが可能となる。
Further, in the machine tool cooling system according to the present invention, the comparison operation unit calculates 1 minute to 10 minutes based on the rotation speed information instead of determining the speed region to which the rotation speed information belongs. The speed region to which the average rotational speed belongs is discriminated, and the temperature set value corresponding to the speed region is set as the set temperature of the spindle cooling oil.
Also by this, it becomes possible to feed the spindle cooling oil having the cooling capacity corresponding to the speed change of the spindle to the spindle.

本発明に係る工作機械の冷却システムは、主軸をワークに対して相対移動させる送り軸内部に送り軸冷却油を循環させて、工作機械の熱変形を防止する工作機械の冷却装置において、前記送り軸の送り速度情報を受信する速度情報受信部と、前記送り軸の送り速度の取り得る範囲を段階的に複数の速度領域に区分して、該速度領域毎に、発熱量に対応する温度設定値が定められた送り軸速度・温度テーブルを備えた温度データ記憶部と、前記送り速度情報と前記送り軸速度・温度テーブルとを読み込んで、前記送り速度情報が属する前記速度領域を判別して、該速度領域に対応する前記温度設定値を前記送り軸冷却油の設定温度とする比較演算部と、該設定温度に基づいて前記送り軸冷却油に温度調節を施して送油を行う送り軸冷却装置とが設けられたことを特徴とする。   A cooling system for a machine tool according to the present invention includes: a feed shaft cooling oil that circulates inside a feed shaft that moves a main shaft relative to a workpiece to prevent thermal deformation of the machine tool. A speed information receiving unit that receives the feed speed information of the shaft, and a range that can be taken by the feed speed of the feed shaft is divided into a plurality of speed regions step by step, and temperature setting corresponding to the heat generation amount for each speed region A temperature data storage unit having a feed axis speed / temperature table with a predetermined value, the feed speed information and the feed axis speed / temperature table are read, and the speed region to which the feed speed information belongs is determined. A comparison calculation unit that sets the temperature setting value corresponding to the speed region as a set temperature of the feed shaft cooling oil, and a feed shaft that performs oil supply by adjusting the temperature of the feed shaft cooling oil based on the set temperature. With cooling device Wherein the eclipse was.

送り軸の送り速度情報が属する速度領域の温度設定値を送り軸冷却油の設定温度として温度調節を行うことにより、送り軸の速度変化に対応した冷却能力の送り軸冷却油を送り軸に送油することが可能となる。
また、速度領域を段階的に区分し、この区分に応じた冷却能力を備えた送り軸冷却油を循環させる方式とすることで、送り軸冷却油の調整を安定的に行うことが可能となる。
By adjusting the temperature using the temperature setting value of the speed region to which the feed speed information of the feed axis belongs as the set temperature of the feed shaft cooling oil, feed shaft cooling oil with cooling capacity corresponding to the feed shaft speed change is sent to the feed shaft. It becomes possible to oil.
In addition, it is possible to stably adjust the feed shaft cooling oil by dividing the speed region step by step and circulating the feed shaft cooling oil having a cooling capacity corresponding to this division. .

また、本発明に係る工作機械の冷却システムにおいては、前記送り速度情報の属する前記速度領域が変更された際に、前記送り軸冷却装置が、10秒〜1分以内は元の速度領域に対応する前記設定温度に基づいて前記送り軸冷却油に温度調節を行い、前記10秒〜1分経過後に新たな前記速度領域に対応する前記設定温度に基づいて前記送り軸冷却油に温度調節を行うことを特徴とする。   In the machine tool cooling system according to the present invention, when the speed region to which the feed speed information belongs is changed, the feed shaft cooling device corresponds to the original speed region within 10 seconds to 1 minute. The temperature of the feed shaft cooling oil is adjusted based on the set temperature, and the temperature of the feed shaft cooling oil is adjusted based on the set temperature corresponding to the new speed region after the elapse of 10 seconds to 1 minute. It is characterized by that.

これにより、送り軸の回転速度が変化して速度領域が変更された際には、一定時間が経過しない限り送り軸冷却油の設定温度が変更されることはない。したがって、例えば、2つの速度領域の境界において送り軸の回転速度が安定しないときであっても、設定温度が元の速度領域に対応するものに保持されて、送り軸冷却油の温度調節が不安定に行われるのを防止することができる。   Thereby, when the rotational speed of the feed shaft changes and the speed region is changed, the set temperature of the feed shaft cooling oil is not changed unless a certain time has elapsed. Therefore, for example, even when the rotational speed of the feed shaft is not stable at the boundary between the two speed regions, the set temperature is maintained at a value corresponding to the original speed region, and temperature adjustment of the feed shaft cooling oil is not possible. It is possible to prevent the stable operation.

さらに、本発明に係る工作機械の冷却システムは、前記送り軸の送りが停止してから10分〜30分経過後に、前記送り軸冷却装置が、前記送り軸冷却油の送油を停止することを特徴とする。
これにより、送り軸の過冷却の防止と省エネルギー化を図ることが可能となる。
Further, in the machine tool cooling system according to the present invention, the feed shaft cooling device stops feeding the feed shaft cooling oil after 10 to 30 minutes have elapsed since the feed shaft feed stopped. It is characterized by.
This makes it possible to prevent overcooling of the feed shaft and to save energy.

また、本発明に係る工作機械の冷却システムは、前記送り軸の回転が停止した際に、前記送り軸冷却装置が、前記工作機械のベース温度よりも高い温度を前記設定温度として、前記送り軸冷却油の温度調節を行うことを特徴とする。
これにより上記主軸と同様、加工再開時の加工精度を安定させることが可能となる。
In the machine tool cooling system according to the present invention, when the rotation of the feed shaft is stopped, the feed shaft cooling device sets the feed shaft to a temperature higher than the base temperature of the machine tool as the set temperature. The temperature of the cooling oil is adjusted.
This makes it possible to stabilize the machining accuracy at the time of resuming the machining, similar to the above spindle.

さらにまた、本発明に係る工作機械の冷却システムは、前記比較演算部が、前記送り速度情報が属する前記速度領域を判別するのに代えて、前記送り速度情報に基づいて算出した1分〜10分間の平均送り速度が属する前記速度領域を判別して、該速度領域に対応する前記温度設定値を前記送り軸冷却油の設定温度とすることを特徴とする。
これによっても、送り軸の速度変化に対応した冷却能力の送り軸冷却油を送り軸に送油することが可能となる。
Furthermore, in the machine tool cooling system according to the present invention, the comparison calculation unit calculates 1 minute to 10 based on the feed speed information instead of determining the speed region to which the feed speed information belongs. The speed region to which the average feed speed per minute belongs is determined, and the temperature set value corresponding to the speed region is set as the set temperature of the feed shaft cooling oil.
This also makes it possible to feed feed shaft cooling oil having a cooling capacity corresponding to the speed change of the feed shaft to the feed shaft.

本発明の工作機械の冷却システムによれば、速度領域毎の温度設定値に基づいて主軸冷却油又は送り軸冷却油の温度調節を行うことで、速度変化に対応して発熱量に適した冷却性能の主軸又は送り軸冷却油を供給することが可能となる。よって、加工条件に応じて適確に発生熱を除去することができるため、工作機械の熱変形を確実に抑え、加工精度を向上させることが可能となる。   According to the cooling system of the machine tool of the present invention, the temperature of the main spindle cooling oil or the feed shaft cooling oil is adjusted based on the temperature setting value for each speed region, so that the cooling suitable for the heat generation corresponding to the speed change. It becomes possible to supply performance spindle or feed shaft cooling oil. Therefore, since the generated heat can be removed accurately according to the processing conditions, it is possible to reliably suppress thermal deformation of the machine tool and improve processing accuracy.

以下、本発明に係る工作機械の冷却装置の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図1は工作機械の冷却システムが適用される工作機械の概略構成を示す斜視図、図2は実施の形態に係る工作機械の冷却装置の概略構成図、図3は(a)主軸速度・温度テーブル及び(b)送り軸速度・温度テーブルを示す図、図4は工作機械の冷却装置の動作を説明するフローチャート、図5は速度領域の速度値と温度設定値との関係を示す図である。
Embodiments of a machine tool cooling apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
1 is a perspective view showing a schematic configuration of a machine tool to which a cooling system for a machine tool is applied, FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a cooling device for a machine tool according to an embodiment, and FIG. 3 is (a) spindle speed / temperature. FIG. 4 is a flowchart illustrating the operation of the machine tool cooling device, and FIG. 5 is a diagram illustrating the relationship between the speed value in the speed region and the temperature setting value. .

冷却システム1は、例えば図1に示すような、横型のマシニングセンタである工作機械2に適用される。
工作機械2は、図1に示すように、ベース3と、ベース3上に立設されたコラム部4と、コラム部4と同様にベース3上に配置されてパレットPを保持するテーブル5と、パレットPを自動交換する自動パレット交換装置(APC)6とを備えている。
The cooling system 1 is applied to a machine tool 2 which is a horizontal machining center as shown in FIG.
As shown in FIG. 1, the machine tool 2 includes a base 3, a column portion 4 erected on the base 3, and a table 5 that is disposed on the base 3 and holds the pallet P in the same manner as the column portion 4. And an automatic pallet changer (APC) 6 for automatically changing the pallet P.

コラム部4は、ベース3上に立設された門型のコラム11と、該コラム11の上下にX軸方向xに沿って一対が配設されたX軸ガイドレール12と、該X軸ガイドレール12を介してX軸方向に移動可能に支持されているサドル13と、このサドル13のX軸方向両側にY軸方向yに沿って一対が配設されたY軸ガイドレール14と、該Y軸ガイドレール14を介してY軸方向に移動可能とされたヘッド15と、ヘッド15に設けられてZ軸方向zに沿ってテーブル5側に延びる主軸筒16とによって構成されている。   The column portion 4 includes a gate-type column 11 erected on the base 3, a pair of X-axis guide rails 12 disposed above and below the column 11 along the X-axis direction x, and the X-axis guide A saddle 13 supported so as to be movable in the X-axis direction via the rail 12, a pair of Y-axis guide rails 14 disposed along the Y-axis direction y on both sides of the saddle 13 in the X-axis direction, The head 15 is configured to be movable in the Y-axis direction via the Y-axis guide rail 14, and the spindle cylinder 16 provided on the head 15 and extending toward the table 5 along the Z-axis direction z.

サドル13は、X軸モータ21により回転させられるX軸送り軸24を介してX軸方向に移動可能とされている。また、ヘッド15もサドル13と同様に、Y軸モータ22により回転させられるY軸送り軸25を介してY軸方向yに移動可能となっている。
主軸筒16には、先端に切削工具(図示省略)がZ軸方向zの軸線回りで回転可能に取り付けられ、図2に示すような主軸モータ27によりZ軸方向zと平行な軸線の軸回りで回転可能となっており、これら主軸筒16及び主軸モータ27により主軸28が構成されている。
The saddle 13 is movable in the X-axis direction via an X-axis feed shaft 24 that is rotated by an X-axis motor 21. Similarly to the saddle 13, the head 15 is also movable in the Y-axis direction y via a Y-axis feed shaft 25 that is rotated by a Y-axis motor 22.
A cutting tool (not shown) is attached to the spindle cylinder 16 at its tip so as to be rotatable around the axis line in the Z-axis direction z, and is rotated around the axis line parallel to the Z-axis direction z by a spindle motor 27 as shown in FIG. The spindle 28 and the spindle motor 27 constitute a spindle 28.

なお、コラム部4の上部には自動工具交換装置(ATC)19が設けられており、これにより上記切削工具が自動交換されるように構成されている。   In addition, an automatic tool changer (ATC) 19 is provided at the upper part of the column portion 4 so that the cutting tool is automatically changed.

テーブル5は、ベース3上にZ軸方向zに沿って一対が平行に設けられたZ軸ガイドレール20を介してZ軸方向zに移動可能に支持されており、該テーブル5の上面にはワークがイケール又は治具を介して取り付けられるパレットPが配設されている。   The table 5 is supported so as to be movable in the Z-axis direction z via a Z-axis guide rail 20 provided in parallel along the Z-axis direction z on the base 3. A pallet P to which a work is attached via an scale or a jig is provided.

自動パレット交換装置6は、ベース3上にてテーブル5から見てコラム部4とは反対側の位置に設けられており、鉛直方向周りに回転自在に支持され水平方向に延びて、一端側がテーブル5に向けられた旋回支持アーム17と、該旋回支持アーム17の他端側に位置する段取りテーブル18とを備えている。
この自動パレット交換装置6は、テーブル5がパレット交換位置に移動したときに、旋回支持アーム17が該テーブル5上のパレットPと段取りテーブル18上のパレットPとを受け取って旋回することにより、テーブル5上の加工済みワークと段取りテーブル18上の新しいワーク(待機ワーク)Wとを互いに入れ替える(テーブル5に対してワークWを受け渡しする)ようにしている。
The automatic pallet exchanging device 6 is provided on the base 3 at a position opposite to the column portion 4 when viewed from the table 5, is supported rotatably around the vertical direction, extends in the horizontal direction, and has one end on the table side. 5 and a set-up table 18 positioned on the other end side of the turning support arm 17.
The automatic pallet changing device 6 is configured such that when the table 5 is moved to the pallet changing position, the turning support arm 17 receives the pallet P on the table 5 and the pallet P on the setup table 18 and turns, thereby turning the table. 5 and the new workpiece (standby workpiece) W on the setup table 18 are exchanged with each other (the workpiece W is transferred to the table 5).

以上のような工作機械2においては、コラム部4のサドル13がX軸方向xに、ヘッド15がY軸方向yに移動可能であるとともに、テーブル5がZ軸方向zに移動可能であることにより、主軸筒16がテーブルに配設されたパレットP上のワークに対してXYZ方向に任意に相対移動可能となるように構成されている。
また、加工の際には、工作機械2の外部に設置されたNC装置30(図2参照)による、主軸モータ27への回転速度指令、X軸モータ21、Y軸モータ22及びZ軸モータ23への送り速度指令により、主軸28及び各送り軸24、25、26が駆動される。なお、NC装置30は回転速度指令及び送り速度指令に対応する回転速度情報Vθ及び送り速度情報VXYZを後述する速度情報受信部41へと送信している。
In the machine tool 2 as described above, the saddle 13 of the column portion 4 can move in the X-axis direction x, the head 15 can move in the Y-axis direction y, and the table 5 can move in the Z-axis direction z. Thus, the spindle cylinder 16 can be arbitrarily moved relative to the workpiece on the pallet P disposed on the table in the XYZ directions.
In machining, an NC device 30 (see FIG. 2) installed outside the machine tool 2 is used to send a rotational speed command to the spindle motor 27, an X-axis motor 21, a Y-axis motor 22, and a Z-axis motor 23. The main shaft 28 and the feed shafts 24, 25, and 26 are driven by the feed speed command. The NC device 30 transmits rotational speed information and feed speed information VXYZ corresponding to the rotational speed command and the feed speed command to a speed information receiving unit 41 described later.

次に、上記の工作機械2に適用される冷却システム1の構成について図2を参照して説明する。
この冷却システム1は、主軸28内を通過する主軸冷却路50と、X軸送り軸24、Y軸送り軸25及びZ軸送り軸26内をそれぞれ通過する送り軸冷却路60と、主軸冷却路50に温度調節を施した主軸冷却油を送油する主軸冷却装置35と、送り軸冷却路60に温度調節を施した送り軸冷却油を送油する送り軸冷却装置36と、これら主軸冷却装置35及び送り軸冷却装置36の冷却油の設定温度を制御する温度制御装置40とを備えている。
Next, the configuration of the cooling system 1 applied to the machine tool 2 will be described with reference to FIG.
The cooling system 1 includes a main shaft cooling path 50 that passes through the main shaft 28, a feed shaft cooling path 60 that passes through the X-axis feed shaft 24, the Y-axis feed shaft 25, and the Z-axis feed shaft 26, respectively, and a main shaft cooling path. 50, a spindle cooling device 35 that feeds the spindle cooling oil whose temperature is adjusted, a feed shaft cooling device 36 that feeds the feeding shaft cooling oil whose temperature is adjusted to the feed shaft cooling path 60, and these spindle cooling devices 35 and a temperature control device 40 for controlling the set temperature of the cooling oil of the feed shaft cooling device 36.

主軸冷却装置35及び送り軸冷却装置36は、それぞれ冷却油を貯留するタンク35a、36aと、該タンク35a、36a内の冷却油に対して温度制御装置40による設定温度に基づいて温度調節を行う温度調節部35b、36bとから構成されている。   The main shaft cooling device 35 and the feed shaft cooling device 36 adjust the temperatures of the tanks 35a and 36a for storing the cooling oil and the cooling oil in the tanks 35a and 36a based on the temperature set by the temperature control device 40, respectively. It is comprised from the temperature control parts 35b and 36b.

主軸冷却路50は、主軸冷却装置35の温度調節部35bに接続されて、主軸28を経由した後、主軸冷却装置35のタンク35aに接続されている。具体的には、温度調節部35bから主流路51が延びており、途中で回転体冷却路52と固定体冷却路53とに分岐する。回転体冷却路52は、その途中に加圧ポンプ54が設けられており、主軸28における主軸モータ27及び主軸筒16の回転軸内を軸線方向に沿って往復するように通過し、その後タンク35aに接続されて、循環通路を形成している。
固定体冷却路53は、さらに2つの流路53a、53bに分岐した後、一方の流路53aが主軸筒16の内部を、他方の流路53bが主軸モータ27の内部を、それぞれコイル状に通過し、その後合流してタンク35aに接続され循環流路を形成している。
The main shaft cooling path 50 is connected to the temperature adjusting unit 35 b of the main shaft cooling device 35, passes through the main shaft 28, and is then connected to the tank 35 a of the main shaft cooling device 35. Specifically, the main flow path 51 extends from the temperature adjustment unit 35 b and branches into the rotating body cooling path 52 and the fixed body cooling path 53 on the way. The rotary body cooling path 52 is provided with a pressurizing pump 54 in the middle thereof, and passes through the main shaft motor 27 and main shaft cylinder 16 in the main shaft 28 so as to reciprocate along the axial direction, and then the tank 35a. To form a circulation passage.
After the stationary body cooling path 53 is further branched into two flow paths 53a and 53b, one flow path 53a is formed in a coil shape inside the main shaft cylinder 16, and the other flow path 53b is formed in a coil shape inside the main shaft motor 27. After passing, they merge together and are connected to the tank 35a to form a circulation channel.

送り軸冷却路60は、送り軸冷却装置36の温度調節部36bに接続されて、X軸送り軸24、Y軸送り軸25及びZ軸送り軸26内を経由した後、送り軸冷却装置36のタンク36aに接続されている。具体的には、温度調節部36bから延びる主流路61は、途中でX軸送り軸24、Y軸送り軸25及びZ軸送り軸26内を通過する3つの軸流路62a、62b、62cに分岐し、それぞれの送り軸24、25、26内通過後合流してタンク36bに接続され、循環流路を形成している。   The feed shaft cooling path 60 is connected to the temperature adjusting unit 36b of the feed shaft cooling device 36, passes through the X-axis feed shaft 24, the Y-axis feed shaft 25, and the Z-axis feed shaft 26, and then the feed shaft cooling device 36. The tank 36a is connected. Specifically, the main flow path 61 extending from the temperature adjustment unit 36b is divided into three axial flow paths 62a, 62b, and 62c that pass through the X-axis feed shaft 24, the Y-axis feed shaft 25, and the Z-axis feed shaft 26 along the way. It branches, merges after passing through the feed shafts 24, 25, and 26, and is connected to the tank 36b to form a circulation flow path.

なお、上記主軸冷却装置35及び送り軸冷却装置36の温度調節部35b、36bは、それぞれ主流路51、61を通過する冷却油の温度を温度センサー38、38で測定することでフィードバック制御を行いそれぞれ主軸冷却油、送り軸冷却路の温度調節を行っている。
さらに、温度調節部35b、36bは、工作機械2のベース3に設けられた温度センサー39、39からの温度情報が入力されている。
The temperature control units 35b and 36b of the main spindle cooling device 35 and the feed shaft cooling device 36 perform feedback control by measuring the temperature of the cooling oil passing through the main flow paths 51 and 61 with the temperature sensors 38 and 38, respectively. The temperature of the main spindle cooling oil and feed shaft cooling path is adjusted respectively.
Furthermore, temperature information from temperature sensors 39 and 39 provided in the base 3 of the machine tool 2 is input to the temperature adjusting units 35b and 36b.

次に、冷却システム1において冷却油の温度設定を行う温度制御装置40について、図2の左上のブロック図を参照して説明する。
この温度制御装置40は、速度情報受信部41と、温度データ記憶部42と、比較演算部43と、2つの送受信部44、44とを備えている。
Next, the temperature control device 40 that sets the temperature of the cooling oil in the cooling system 1 will be described with reference to the upper left block diagram of FIG.
The temperature control device 40 includes a speed information receiving unit 41, a temperature data storage unit 42, a comparison calculation unit 43, and two transmission / reception units 44 and 44.

速度情報受信部41は、NC装置30から回転速度情報Vθ及び送り速度情報VXYZを受信し、これらを比較演算部に出力する。 The speed information receiving unit 41 receives the rotation speed information and the feed speed information VXYZ from the NC device 30 and outputs them to the comparison calculation unit.

温度データ記憶部42は、主軸28の回転速度及び各送り軸24、25、26の送り速度に対応した冷却油の温度設定値が記憶されている。
より具体的には、温度データ記憶部42は、例えば図3に示すような、速度・温度テーブルを主軸28及び送り軸24、25、26についてそれぞれ所有している。
The temperature data storage unit 42 stores the temperature setting value of the cooling oil corresponding to the rotational speed of the main shaft 28 and the feed speeds of the feed shafts 24, 25, and 26.
More specifically, the temperature data storage unit 42 owns a speed / temperature table as shown in FIG. 3 for each of the main shaft 28 and the feed shafts 24, 25, and 26, for example.

図3(a)に示す主軸28についての速度・温度テーブル(以下、主軸速度・温度テーブルと称する)は、主軸28の回転速度の取り得る範囲が、上欄に示すように、例えば、回転停止、速度領域Aθ、速度領域Bθ、速度領域Cθ、速度領域Dθの計5つの速度領域に区分されている。なお、速度領域Aθ〜Dθは、その速度の値が小さいものから大きなものへと順に並べられており、これら5つの速度領域の区分毎に、温度設定値Tθ1〜Tθ5がそれぞれ定められている。なお、これら温度設定値Tθ1〜Tθ5はそれぞれの速度領域における主軸28の発生熱を除去するのに必要な温度が定められており、温度設定値と速度領域との関係は例えば図5に示すように、速度領域の速度値が大きいほど温度設定値が低い値をとるようになっている。 The speed / temperature table for the main shaft 28 shown in FIG. 3A (hereinafter referred to as the main shaft speed / temperature table) is, for example, as shown in the upper column, for example, the rotation stoppage of the rotation speed of the main shaft 28. , Velocity region A θ , velocity region B θ , velocity region C θ , and velocity region D θ are divided into five velocity regions in total. The speed regions A θ to D θ are arranged in order from the smallest speed value to the largest value, and the temperature setting values T θ1 to T θ5 are determined for each of the five speed regions. It has been. It should be noted that these temperature setting value T .theta.1 through T .theta.5 is temperature is defined needed to remove the heat generated of the main shaft 28 in each speed region, the relationship between the temperature setting value and the speed region in FIG. 5, for example As shown, the larger the speed value in the speed region, the lower the temperature set value.

図3(b)に示す各送り軸24、25、26についての速度・温度テーブル(以下、送り軸速度・温度テーブルと称する)も上記同様に、各送り軸24、25、26の送り速度の取り得る範囲が、例えば、送り停止、速度領域AXYZ、速度領域BXYZ、速度領域CXYZ、速度領域DXYZの計5つの速度領域に区分されており、これら速度領域AXYZ〜DXYZ毎に冷却油の温度設定値TXYZ1〜TXYZ5が定められている。 Similarly, the speed / temperature table (hereinafter referred to as “feed axis speed / temperature table”) for the feed axes 24, 25, and 26 shown in FIG. possible range, for example, feed stop, speed range a XYZ, speed range B XYZ, speed range C XYZ, are divided into a total of five speed ranges of the speed range D XYZ, each of these speed ranges a XYZ to D XYZ In addition, temperature setting values T XYZ1 to T XYZ5 of the cooling oil are determined.

比較演算部43は、速度情報受信部41から入力される回転速度情報Vθ及び送り速度情報VXYZと温度データ記憶部42が所有する主軸速度・温度テーブル及び送り軸速度・温度テーブルとに基づいて主軸冷却装置35と送り軸冷却装置36との設定温度を決定する。 The comparison calculation unit 43 is based on the rotational speed information and the feed speed information VXYZ input from the speed information receiver 41 and the spindle speed / temperature table and the feed axis speed / temperature table owned by the temperature data storage unit 42. Thus, the set temperatures of the spindle cooling device 35 and the feed shaft cooling device 36 are determined.

具体的には、主軸28について言えば、回転速度情報Vθが属する速度領域を5つの速度領域Aθ〜Dθの中から判別し、この速度領域に対応する温度設定値を主軸冷却路50の設定温度として決定する。例えば、主軸28の回転速度情報Vθが、5つの速度領域のうち速度領域A内に該当すると判別した場合、速度領域Aに対応する温度設定値Tθ1が主軸冷却油の設定温度となる。 Specifically, for the main shaft 28, the speed region to which the rotational speed information belongs is determined from the five speed regions A θ to D θ , and the temperature setting value corresponding to this speed region is determined as the main shaft cooling path 50. Determine as the set temperature. For example, when it is determined that the rotational speed information V θ of the main shaft 28 falls within the speed region A among the five speed regions, the temperature set value T θ1 corresponding to the speed region A becomes the set temperature of the main shaft cooling oil.

各送り軸24、25、26についても同様に、送り速度情報VXYZが属する速度領域を5つの速度領域AXYZ〜DXYZの中から判別し、この速度領域に対応する温度設定値を送り軸冷却路60の設定温度として決定する。例えば、各送り軸24、25、26の送り速度情報VXYZが、5つの速度領域のうち速度領域A内に該当すると判別した場合、速度領域Aに対応する温度設定値TXZY1が主軸冷却油の設定温度となる。 Similarly for each feed shaft 24, 25, 26, to determine the speed areas belonging feedrate information V XYZ among the five speed regions A XYZ to D XYZ, sends the temperature setting value corresponding to the speed range shaft It is determined as the set temperature of the cooling path 60. For example, when it is determined that the feed speed information V XYZ of each feed shaft 24, 25, 26 falls within the speed area A among the five speed areas, the temperature set value T XZY1 corresponding to the speed area A is the spindle cooling oil. Set temperature.

そして、このようにして決定された設定温度は、回転速度情報Vθ及び送り速度情報VXYZが属する速度領域が変更されて、10秒〜1分経過後に、送受信部44へと出力される。
具体的には、加工条件に応じて回転速度情報Vθ又は送り速度情報VXYZが変化して速度領域が変更された場合、当該変更から10秒〜1分以内は設定温度が送受信部44に出力されず、10秒〜1分経過後に初めて、新たな速度領域に対応する設定温度が送受信部44へと出力される。
即ち、比較演算部43は回転速度情報Vθ及び送り速度情報VXYZが属する速度領域が変更された際に、一定の猶予時間の経過後に新たな設定温度を送受信部44に出力するようになっている。
The set temperature determined in this way is output to the transmission / reception unit 44 after 10 seconds to 1 minute has elapsed since the speed region to which the rotational speed information and the feed speed information VXYZ belong is changed.
Specifically, when the rotational speed information or the feed speed information VXYZ changes according to the processing conditions and the speed region is changed, the set temperature is transmitted to the transmission / reception unit 44 within 10 seconds to 1 minute from the change. Only after 10 seconds to 1 minute has elapsed, the set temperature corresponding to the new speed range is output to the transmission / reception unit 44.
That is, the comparison operation unit 43 when the speed range speed information V theta and feed rate information V XYZ belongs has changed, become a new set temperature after a predetermined delay time to output to the transceiver 44 ing.

また、比較演算部43には、省エネモードが備えられている。具体的には、主軸28及び各送り軸24、25、26が停止して、速度情報受信部41から入力される回転速度情報Vθ又は送り速度情報VXYZが0となった場合には、当該0の状態が10分〜30分経過後に、主軸冷却油及び送り軸冷却油の送油を停止させる信号を送受信部44に送出する。 Further, the comparison calculation unit 43 is provided with an energy saving mode. Specifically, when the main shaft 28 and the feed shafts 24, 25, and 26 are stopped and the rotational speed information or the feed speed information VXYZ input from the speed information receiving unit 41 becomes 0, A signal for stopping the feeding of the main spindle cooling oil and the feed shaft cooling oil is sent to the transmission / reception unit 44 after the zero state has elapsed from 10 minutes to 30 minutes.

送受信部44、44は、比較演算部43から入力された主軸冷却油及び送り軸冷却油の設定温度を設定温度変更指令としてそれぞれ主軸冷却装置35及び送り軸冷却装置36へと送信する。   The transmission / reception units 44 and 44 transmit the set temperatures of the main spindle cooling oil and the feed shaft cooling oil input from the comparison calculation unit 43 to the main spindle cooling device 35 and the feed shaft cooling device 36, respectively, as set temperature change commands.

本実施形態による冷却システム1は上述の構成を備えており、次にその作用を図4に示すフローチャートに沿って説明する。
まず最初に温度制御装置40の有効スイッチがONか否か確認する(ステップS1)。この有効スイッチがOFFの場合には温度制御装置40は作動しない。
The cooling system 1 according to the present embodiment has the above-described configuration, and the operation thereof will be described along the flowchart shown in FIG.
First, it is confirmed whether or not the effective switch of the temperature control device 40 is ON (step S1). When this effective switch is OFF, the temperature control device 40 does not operate.

次に、比較演算部43が、NC装置30から速度情報受信部41に送出される回転速度情報Vθ及び送り速度情報VXYZを読み込んで(ステップS2)、速度が変化したか否かを判別し(ステップS3)、速度変化があった場合には、温度データ記憶部42から主軸速度・温度テーブル及び送り軸速度・温度テーブルの読み込みを行う。(ステップS4)。 Next, comparison operation unit 43, reads the rotational speed information V theta and feed rate information V XYZ sent from the NC device 30 to the speed information receiving unit 41 (step S2), and determines whether the speed has changed However, if there is a speed change, the spindle speed / temperature table and the feed axis speed / temperature table are read from the temperature data storage unit 42. (Step S4).

そして、比較演算部43が、回転速度情報Vθ及び送り速度情報VXYZが現状の速度領域から外れて別の速度領域に入ったかを判別する。(ステップS5)。 Then, the comparison calculation unit 43 determines whether the rotation speed information and the feed speed information VXYZ have deviated from the current speed area and entered another speed area. (Step S5).

別の速度領域に入ったと判断した場合、タイマカウントを行い(ステップS6)、その後、一定時間T1(本実施形態では10秒〜1分)が経過したか否かを判別し(ステップS7)、経過した場合には省エネモードがONか否かの確認を行う(ステップS8)。   If it is determined that another speed range has been entered, a timer count is performed (step S6), and then it is determined whether or not a fixed time T1 (10 seconds to 1 minute in the present embodiment) has elapsed (step S7). If it has elapsed, it is confirmed whether or not the energy saving mode is ON (step S8).

省エネモードがOFFの場合、送受信部44が主軸冷却装置35及び送り軸冷却装置36の温度調節部35b、36bに対し、比較演算部43で決定された設定温度に基づいて設定温度変更指令を送出し(ステップS9)、その後、主軸冷却装置35及び送り軸冷却装置36の設定温度を確認し(ステップS10)、正常に設定温度が変更されたか否かを確認する(ステップS11)。そして、正常でない場合には異常表示を行う(ステップS12)。
そして、主軸冷却装置35及び送り軸冷却装置36は設定温度に基づいて、それぞれ主軸冷却油及び送り軸冷却油の温度調節を行う。
When the energy saving mode is OFF, the transmission / reception unit 44 sends a set temperature change command to the temperature control units 35b and 36b of the spindle cooling device 35 and the feed shaft cooling device 36 based on the set temperature determined by the comparison calculation unit 43. Thereafter, the set temperatures of the main spindle cooling device 35 and the feed shaft cooling device 36 are confirmed (step S10), and it is confirmed whether or not the set temperature has been changed normally (step S11). If not normal, an abnormal display is performed (step S12).
The spindle cooling device 35 and the feed shaft cooling device 36 adjust the temperature of the spindle cooling oil and the feed shaft cooling oil, respectively, based on the set temperature.

一方、省エネモードがONの場合、回転速度情報Vθ及び送り速度情報VXYZが0か否か、即ち、速度が停止したか否かを確認し(ステップS13)、停止していない場合、冷却油の送油実行を継続し(ステップS14)、停止している場合には、タイマカウントを行い(ステップS15)、その後、一定時間T2(本実施形態では10分〜30分)経過したか否かを判別し(ステップS16)、経過した場合には主軸冷却油及び送り軸冷却油の送油を停止する信号を主軸冷却装置及び送り軸冷却装置に送出する(ステップS17)。 On the other hand, when the energy saving mode is ON, it is confirmed whether or not the rotational speed information and the feed speed information VXYZ are 0, that is, whether or not the speed is stopped (step S13). If the oil supply is continued (step S14) and stopped, a timer count is performed (step S15), and then a fixed time T2 (10 to 30 minutes in this embodiment) has elapsed. (Step S16), if it has elapsed, a signal for stopping the feeding of the main spindle cooling oil and the feed shaft cooling oil is sent to the main spindle cooling device and the feed shaft cooling apparatus (step S17).

以上のようにして、本実施形態の冷却装置によれば、比較演算部43によって、速度情報受信部41から入力される回転速度情報Vθ及び送り速度情報VXYZと温度データ記憶部42が所有する主軸速度・温度テーブル及び送り軸速度・温度テーブルとに基づき、それぞれ主軸冷却油及びの設定温度が決定される。
従って、主軸28の回転速度及び各送り軸24、25、26の速度変化に応じた冷却能力の冷却油をそれぞれ主軸冷却路50及び送り軸冷却路60に供給することができる。よって、加工条件に応じて適確に発生熱を除去することができるため、工作機械の熱変形を確実に抑え、加工精度を向上させることが可能となる。
As described above, according to the cooling device of the present embodiment, the comparison calculation unit 43 has the rotation speed information V θ and the feed speed information V XYZ input from the speed information reception unit 41 and the temperature data storage unit 42. Based on the main shaft speed / temperature table and the feed shaft speed / temperature table, the main shaft cooling oil and the set temperature are determined.
Therefore, the cooling oil having the cooling capacity corresponding to the rotational speed of the main shaft 28 and the speed changes of the feed shafts 24, 25, 26 can be supplied to the main shaft cooling passage 50 and the feed shaft cooling passage 60, respectively. Therefore, since the generated heat can be removed accurately according to the processing conditions, it is possible to reliably suppress thermal deformation of the machine tool and improve processing accuracy.

また、回転速度情報Vθ及び送り速度情報VXYZが属する速度領域が変更された場合には、タイマカウントを行って一定時間(本実施形態では10秒〜1分)が経過するまでは温度設定変更指令が主軸冷却装置35及び送り軸冷却装置36に送出されることはない。
したがって、温度調節部35b、36bが上記一定時間経過後に新たな速度領域に対応する設定温度に基づいての冷却油の温度調節を開始するため、例えば、2つの速度領域の境界で回転速度及び送り速度が安定しないときであっても、設定温度が元の速度領域に対応するものに保持されて、主軸冷却油及び送り軸冷却油の温度調節が不安定に行われるのを防止することができる。
Further, when the speed region to which the rotation speed information and the feed speed information VXYZ belong is changed, the temperature is set until a certain time (10 seconds to 1 minute in the present embodiment) elapses after the timer is counted. The change command is not sent to the spindle cooling device 35 and the feed shaft cooling device 36.
Accordingly, in order for the temperature adjusting units 35b and 36b to start the temperature adjustment of the cooling oil based on the set temperature corresponding to the new speed region after the lapse of the predetermined time, for example, the rotational speed and the feed at the boundary between the two speed regions. Even when the speed is not stable, the set temperature is maintained corresponding to the original speed range, and it is possible to prevent the temperature adjustment of the spindle cooling oil and the feed shaft cooling oil from being unstable. .

さらに、上述の省エネモードにより、回転速度及び送り速度が停止してから一定時間(本実施形態では10分〜30分)が経過した後に主軸冷却路50及び送り軸冷却路60の冷却油の送油が停止されることにより、必要以上の冷却が行われることがないため、主軸28及び各送り軸24、25、26の過冷却の防止と省エネルギー化を図ることが可能となる。   Further, in the energy saving mode described above, the cooling oil feed of the main spindle cooling passage 50 and the feed shaft cooling passage 60 is performed after a certain time (10 to 30 minutes in the present embodiment) has elapsed since the rotation speed and the feed speed were stopped. When the oil is stopped, the cooling is not performed more than necessary, so that it is possible to prevent the main shaft 28 and the feed shafts 24, 25, 26 from being overcooled and to save energy.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、変形例として、上記省エネモードに代えて、加工準備モードが備えられたものであってもよい。
この加工準備モードによれば、前記主軸28及び各送り軸24、25、26が停止した際に、温度調節部35a、35bが主軸冷却路50及び送り軸冷却路60の各冷却油の調設定温度を、温度センサー39によって得られる工作機械2のベース3の温度よりも高い温度に設定する。
The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to this, and can be appropriately changed without departing from the technical idea of the present invention.
For example, as a modification, a processing preparation mode may be provided instead of the energy saving mode.
According to this machining preparation mode, when the main shaft 28 and the feed shafts 24, 25, 26 are stopped, the temperature adjusting units 35 a, 35 b adjust the cooling oil in the main shaft cooling path 50 and the feed shaft cooling path 60. The temperature is set to a temperature higher than the temperature of the base 3 of the machine tool 2 obtained by the temperature sensor 39.

ここで、工作機械2においては、加工精度が安定している定常運転時は長時間の停止時に比べて主軸28及び各送り軸24、25、26の温度は僅かに高いものとなっている。よって、工作機械2が停止した後も冷却を続けると安定状態の温度が低下して、加工再開時直後の精度が低下してしまう。そこで、上記のように、主軸28及び各送り軸24、25、26の停止後、工作機械2のベース3温度よりも高く温度調節して加工準備状態としておくことで、加工再開時の加工精度を安定させることが可能となる。   Here, in the machine tool 2, the temperature of the main shaft 28 and each of the feed shafts 24, 25, and 26 is slightly higher during steady operation with stable machining accuracy than when stopped for a long time. Therefore, if cooling is continued even after the machine tool 2 is stopped, the temperature in the stable state is lowered, and the accuracy immediately after resuming the machining is lowered. Therefore, as described above, after the main shaft 28 and the feed shafts 24, 25, and 26 are stopped, the temperature is adjusted to be higher than the base 3 temperature of the machine tool 2 so as to be in a machining preparation state. Can be stabilized.

さらに、比較演算部43が、回転速度情報Vθ又は送り速度情報VXYZが属する速度領域を判別するのに代えて、これら回転速度情報Vθ又は送り速度情報VXYZに基づいて算出した1分〜10分間の平均回転速度が属する速度領域を判別して、この速度領域に対応する温度設定値を主軸冷却油及び送り軸冷却油の設定温度とするものであってもよい。 Further, instead of determining the speed region to which the rotation speed information or the feed speed information VXYZ belongs, the comparison calculation unit 43 calculates one minute based on the rotation speed information or the feed speed information VXYZ. A speed region to which the average rotational speed for 10 minutes belongs is determined, and the temperature set value corresponding to this speed region may be set as the set temperature of the main spindle cooling oil and the feed shaft cooling oil.

工作機械の冷却装置が適用される工作機械の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the machine tool to which the cooling device of a machine tool is applied. 実施の形態に係る工作機械の冷却装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the cooling device of the machine tool which concerns on embodiment. 速度・温度テーブルを示す図である。It is a figure which shows a speed and temperature table. 工作機械の冷却装置の動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining operation | movement of the cooling device of a machine tool. 速度領域の速度値と温度設定値との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the speed value of a speed area | region, and a temperature setting value.

符号の説明Explanation of symbols

1 冷却システム
2 工作機械
3 ベース
16 主軸筒
21 X軸モータ
22 Y軸モータ
23 Z軸モータ
24 X軸送り軸
25 Y軸送り軸
26 Z軸送り軸
27 主軸モータ
28 主軸
30 NC装置
35 主軸冷却装置
35b 温度調節部
36 送り軸冷却装置
36b 温度調節部
40 温度制御装置
41 速度情報受信部
42 温度データ記憶部
43 比較演算部
44 送受信部
50 主軸冷却路
60 送り軸冷却路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cooling system 2 Machine tool 3 Base 16 Spindle cylinder 21 X-axis motor 22 Y-axis motor 23 Z-axis motor 24 X-axis feed shaft 25 Y-axis feed shaft 26 Z-axis feed shaft 27 Spindle motor 28 Spindle 30 NC device 35 Spindle cooling device 35b Temperature control unit 36 Feed shaft cooling device 36b Temperature control unit 40 Temperature control device 41 Speed information receiving unit 42 Temperature data storage unit 43 Comparison calculation unit 44 Transmission / reception unit 50 Spindle cooling path 60 Feed shaft cooling path

Claims (10)

主軸内部に主軸冷却油を循環させて、工作機械の熱変形を防止する工作機械の冷却装置において、
前記主軸の回転速度情報を受信する速度情報受信部と、
前記主軸の回転速度の取り得る範囲を段階的に複数の速度領域に区分して、該速度領域毎に、発熱量に対応する温度設定値が定められた主軸速度・温度テーブルを備えた温度データ記憶部と、
前記回転速度情報と前記主軸速度・温度テーブルとを読み込んで、前記回転速度情報が属する前記速度領域を判別して、該速度領域に対応する前記温度設定値を前記主軸冷却油の設定温度とする比較演算部と、
該設定温度に基づいて前記主軸冷却油に温度調節を施して送油を行う主軸冷却装置とが設けられたことを特徴とする工作機械の冷却システム。
In the machine tool cooling device that circulates the spindle cooling oil inside the spindle to prevent thermal deformation of the machine tool,
A speed information receiver for receiving rotation speed information of the spindle;
Temperature data provided with a spindle speed / temperature table in which the range that the rotation speed of the spindle can take is stepwise divided into a plurality of speed areas, and a temperature setting value corresponding to the heat generation amount is determined for each speed area. A storage unit;
The rotational speed information and the spindle speed / temperature table are read to determine the speed region to which the rotational speed information belongs, and the temperature setting value corresponding to the speed region is set as the set temperature of the spindle cooling oil. A comparison operation unit;
A cooling system for a machine tool, comprising: a spindle cooling device that feeds oil by adjusting the temperature of the spindle cooling oil based on the set temperature.
前記回転速度情報の属する前記速度領域が変更された際に、前記主軸冷却装置が、10秒〜1分以内は元の速度領域に対応する前記設定温度に基づいて前記主軸冷却油に温度調節を行い、前記10秒〜1分経過後に新たな前記速度領域に対応する前記設定温度に基づいて前記主軸冷却油に温度調節を行うことを特徴とする請求項1に記載の工作機械の冷却システム。   When the speed region to which the rotational speed information belongs is changed, the spindle cooling device adjusts the temperature of the spindle cooling oil based on the set temperature corresponding to the original speed region within 10 seconds to 1 minute. 2. The cooling system for a machine tool according to claim 1, wherein the temperature of the spindle cooling oil is adjusted based on the set temperature corresponding to the new speed region after the elapse of 10 seconds to 1 minute. 前記主軸の回転が停止してから10分〜30分経過後に、前記主軸冷却装置が、前記主軸冷却油の送油を停止することを特徴とする請求項1又は2に記載の工作機械の冷却システム。   The cooling of the machine tool according to claim 1 or 2, wherein the spindle cooling device stops feeding the spindle cooling oil after 10 to 30 minutes have elapsed since the rotation of the spindle stopped. system. 前記主軸の回転が停止した際に、前記主軸冷却装置が、前記工作機械のベース温度よりも高い温度を前記設定温度として、前記冷却油の温度調節を行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の工作機械の冷却システム。   3. The temperature of the cooling oil is adjusted by the spindle cooling device using the temperature higher than the base temperature of the machine tool as the set temperature when the rotation of the spindle is stopped. The cooling system for machine tools described in 1. 前記比較演算部が、前記回転速度情報が属する前記速度領域を判別するのに代えて、前記回転速度情報に基づいて算出した1分〜10分間の平均回転速度が属する前記速度領域を判別して、該速度領域に対応する前記温度設定値を前記主軸冷却油の設定温度とすることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の工作機械の冷却システム。   Instead of determining the speed region to which the rotational speed information belongs, the comparison operation unit determines the speed region to which the average rotational speed of 1 to 10 minutes calculated based on the rotational speed information belongs. 5. The machine tool cooling system according to claim 1, wherein the temperature setting value corresponding to the speed region is set as a setting temperature of the spindle cooling oil. 6. 主軸をワークに対して相対移動させる送り軸内部に送り軸冷却油を循環させて、工作機械の熱変形を防止する工作機械の冷却装置において、
前記送り軸の送り速度情報を受信する速度情報受信部と、
前記送り軸の送り速度の取り得る範囲を段階的に複数の速度領域に区分して、該速度領域毎に、発熱量に対応する温度設定値が定められた送り軸速度・温度テーブルを備えた温度データ記憶部と、
前記送り速度情報と前記送り軸速度・温度テーブルとを読み込んで、前記送り速度情報が属する前記速度領域を判別して、該速度領域に対応する前記温度設定値を前記送り軸冷却油の設定温度とする比較演算部と、
該設定温度に基づいて前記送り軸冷却油に温度調節を施して送油を行う送り軸冷却装置とが設けられたことを特徴とする工作機械の冷却システム。
In a machine tool cooling device that circulates feed shaft cooling oil inside the feed shaft that moves the spindle relative to the workpiece to prevent thermal deformation of the machine tool,
A speed information receiver for receiving feed speed information of the feed shaft;
A range in which the feed rate of the feed shaft can be taken is divided into a plurality of speed regions step by step, and a feed shaft speed / temperature table in which a temperature setting value corresponding to the heat generation amount is determined for each speed region. A temperature data storage unit;
The feed speed information and the feed axis speed / temperature table are read to determine the speed area to which the feed speed information belongs, and the temperature setting value corresponding to the speed area is set to the set temperature of the feed axis cooling oil. A comparison operation unit and
A cooling system for a machine tool, comprising: a feed shaft cooling device that feeds oil by adjusting the temperature of the feed shaft cooling oil based on the set temperature.
前記送り速度情報の属する前記速度領域が変更された際に、前記送り軸冷却装置が、10秒〜1分以内は元の速度領域に対応する前記設定温度に基づいて前記送り軸冷却油に温度調節を行い、前記10秒〜1分経過後に新たな前記速度領域に対応する前記設定温度に基づいて前記送り軸冷却油に温度調節を行うことを特徴とする請求項6に記載の工作機械の冷却システム。   When the speed region to which the feed speed information belongs is changed, the feed shaft cooling device is heated to the feed shaft cooling oil based on the set temperature corresponding to the original speed region within 10 seconds to 1 minute. The machine tool according to claim 6, wherein the adjustment is performed and the temperature of the feed shaft cooling oil is adjusted based on the set temperature corresponding to the new speed region after the elapse of 10 seconds to 1 minute. Cooling system. 前記送り軸の送りが停止してから10分〜30分経過後に、前記送り軸冷却装置が、前記送り軸冷却油の送油を停止することを特徴とする請求項6又は7に記載の工作機械の冷却システム。   The work according to claim 6 or 7, wherein the feed shaft cooling device stops feeding the feed shaft cooling oil after 10 to 30 minutes have passed since the feed shaft stopped. Mechanical cooling system. 前記送り軸の回転が停止した際に、前記送り軸冷却装置が、前記工作機械のベース温度よりも高い温度を前記設定温度として、前記送り軸冷却油の温度調節を行うことを特徴とする請求項6又は7に記載の工作機械の冷却システム。   When the rotation of the feed shaft is stopped, the feed shaft cooling device adjusts the temperature of the feed shaft cooling oil with the temperature higher than the base temperature of the machine tool as the set temperature. Item 8. The machine tool cooling system according to Item 6 or 7. 前記比較演算部が、前記送り速度情報が属する前記速度領域を判別するのに代えて、前記送り速度情報に基づいて算出した1分〜10分間の平均送り速度が属する前記速度領域を判別して、該速度領域に対応する前記温度設定値を前記送り軸冷却油の設定温度とすることを特徴とする請求項6から9のいずれか一項に記載の工作機械の冷却システム。   Instead of determining the speed region to which the feed speed information belongs, the comparison calculation unit determines the speed region to which the average feed speed of 1 minute to 10 minutes calculated based on the feed speed information belongs. The machine tool cooling system according to any one of claims 6 to 9, wherein the temperature set value corresponding to the speed region is set to a set temperature of the feed shaft cooling oil.
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