JP2023022403A - Clogging sensing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フィルタの目詰まりを液位の時間変化を基に判定する目詰まり検知装置に関する。
BACKGROUND OF THE
工作機械は、加工部の冷却や切粉などの洗い流しにクーラントが使用される。加工室内で噴射されたクーラントは、加工室内を流れ落ちてクーラントタンクに溜められ、切粉などが取り除かれて繰り返し使用される。クータラントタンクにはポンプ室に細かい目のコシアミなどのフィルタが設けられ、クーラントポンプが切粉などの異物を吸い込まないための構成が採られている。クーラントは劣化によって汚れがひどくなり、フィルタには切粉や油などが付着してしまう。そのためフィルタは定期的な清掃が必要である。下記特許文献1は、フィルタを挟んだ2槽の液面高さ(液位)を測定することによって、フィルタの汚れを判定する目詰まり検知装置が開示されている。
Machine tools use coolant to cool the machined parts and wash away chips. The coolant injected into the machining chamber flows down inside the machining chamber and is accumulated in the coolant tank, where chips and the like are removed and used repeatedly. The coolant tank is equipped with a filter such as fine mesh in the pump chamber to prevent the coolant pump from sucking in foreign matter such as chips. As the coolant deteriorates, it becomes more dirty, and the filter will be covered with chips and oil. Therefore, filters require periodic cleaning.
同文献の目詰まり検知装置は、クーラントタンクのダーティ槽とクリーン槽に液位を測定する液位計が設けられている。ダーティ槽とクリーン槽との間の壁にはフィルタを取り付けた吸込み口が形成され、各槽の液面は通常同じであるが、クリーン槽に設けられたクーラントポンプの駆動開始時或いは停止時には、フィルタを通過する量が制限されるため液位差が生じる。従来の目詰まり検知装置は、フィルタの目詰まりによって流れが悪くなることで液位差が増大する状態を測定し、クーラントポンプの駆動時におけるクーラントの液位が適量であるか否かを判定する構成が採られている。 The clogging detection device of the same document is provided with a liquid level gauge for measuring the liquid level in the dirty tank and the clean tank of the coolant tank. A suction port fitted with a filter is formed in the wall between the dirty tank and the clean tank, and the liquid level in each tank is usually the same. A liquid level differential occurs due to the limited volume passing through the filter. A conventional clogging detection device measures the state in which the liquid level difference increases due to the clogging of the filter, resulting in poor flow, and determines whether or not the coolant level is appropriate when the coolant pump is in operation. configuration is adopted.
前記従来例は、液位差が基準値を超えたときにフィルタに目詰まりが生じていることが判定できるように構成されている。具体的には、ダーティ槽とクリーン槽の両方の液位をそれぞれ液位計によって測定し、そこに生じる液位差が算出される。この液位差はクーラントポンプの駆動開始時に生じる液面の変化を測定していると考えられるが、どの時点での液位差であるかが明確ではなく、測定値によっては判定があいまいになる。また、液位差の最大値を求めるにしてもクーラントポンプの性能などによって結果は一定ではなく、フィルタの目詰まりの状態が正しく判定されていないとも考えられる。また、前記従来例は、2つの液位計からデータを受信しながら液位差を算出しなければならず処理が複雑になる。 The conventional example is configured so that it can be determined that the filter is clogged when the liquid level difference exceeds a reference value. Specifically, the liquid levels of both the dirty tank and the clean tank are measured by liquid level gauges, and the liquid level difference occurring there is calculated. This liquid level difference is thought to measure the change in the liquid level that occurs when the coolant pump starts to operate, but it is not clear at what point the liquid level difference occurs, and depending on the measured value, the judgment becomes ambiguous. . Also, even if the maximum value of the liquid level difference is obtained, the result is not constant depending on the performance of the coolant pump, etc., and it is considered that the clogging state of the filter is not correctly determined. In addition, in the conventional example, the liquid level difference must be calculated while receiving data from the two liquid level gauges, which complicates the processing.
そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、フィルタの目詰まりを適切に判定する目詰まり検知装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a clogging detection device that appropriately determines whether or not a filter is clogged.
本発明に係る目詰まり検知装置は、タンク内に設けられたポンプ室のフィルタを介して連通する内側と外側との液位の変化を測定する液位測定手段と、前記液位測定手段によって得られる測定値から、前記ポンプ室の内側と外側との液位差に関する時間変化に基づいて目詰まりを判定する目詰まり判定手段と、を有する。 The clogging detection device according to the present invention comprises liquid level measuring means for measuring a change in liquid level between the inside and the outside communicating through a filter of a pump chamber provided in a tank, and the liquid level measuring means. clogging determination means for determining clogging based on the time change of the liquid level difference between the inside and the outside of the pump chamber from the measured value obtained.
前記構成によれば、タンク内に設けられたポンプ室では、外側から内側へとフィルタを介してクーラントが流れることでそのフィルタに目詰まりが生じるが、ポンプ室の内側と外側との液位の変化を液位測定手段によって測定し、目詰まり判定手段が、液位測定手段によって得られる測定値から、ポンプ室の内側と外側との液位差に関する時間変化を基に目詰まりの状態を判定するようにしたので、フィルタの目詰まりを適切に判定することができる。 According to the above configuration, in the pump chamber provided in the tank, the coolant flows from the outside to the inside through the filter, which causes clogging of the filter. The change is measured by the liquid level measuring means, and the clogging determination means determines the state of clogging based on the time change of the liquid level difference between the inside and outside of the pump chamber from the measured value obtained by the liquid level measuring means. clogging of the filter can be determined appropriately.
本発明に係る目詰まり検知装置の一実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。図1は、本実施形態の目詰まり検知装置を搭載した工作機械の内部構造を示した側面図である。工作機械1は、車輪を備えた可動ベッド2の上に組み付けられ、ベース3の上面に敷設されたレールに沿って前後方向(Z軸方向)の移動が可能である。可動ベッド2には主軸装置5などの各種駆動装置が搭載され、また機体後方側には各種駆動装置の駆動制御を行うための制御装置4が搭載されている。
An embodiment of a clogging detection device according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view showing the internal structure of a machine tool equipped with the clogging detection device of this embodiment. The
主軸装置5は、回転自在な主軸に対して主軸チャック11が設けられ、把持したワークWをスピンドルモータによって回転させるものである。工作機械1は、複数の工具を刃物台12に取り付けたタレット装置6を有している。タレット装置6は、刃物台12の旋回割出しによって、取り付けられた複数の工具から加工に使用する工具を選択するものである。工作機械1は、工具をワークに対する加工位置へと移動させるため、タレット装置6を機体前後方向であるZ軸方向に移動させるZ軸駆動装置7および、機体上下方向であるX軸方向に移動させるX軸駆動装置8が設けられている。
The
こうした工作機械1は、不図示のワーク自動搬送機との受け渡しによって主軸チャック11にワークWが把持され、主軸装置5の駆動によって回転が与えられる。タレット装置6では旋回割出しによって当該ワークWの加工に用いられる工具が選択される。そして、Z軸駆動装置7やX軸駆動装置8の駆動によりタレット装置6ごと工具が加工軸方向に移動し、ワークWに対する所定の加工が行われる。ワークWの加工後には、主軸チャック11に対して加工済みワークWが新たなワークWに取り換えられ、繰り返しワークWの自動加工が行われる。
In such a
工作機械1は、加工を行う加工室10の下部にクーラントタンク15への投入口が形成され、ワークWの加工によって発生した切屑などがクーラントタンク15内に溜められるようになっている。クーラントタンク15にはチップコンベアが組み込まれているため、切屑は機体後方へと運ばれて外部の回収ボックスへと排出および回収される。また、工作機械1は、潤滑や切屑の洗い流しのためのクーラントおよび、清掃やアクチュエータを作動させるための圧縮エアといった作業用流体が使用される。特にクーラントは、加工室10内において噴射されるため、切屑などとともにクーラントタンク15へと流れ落ちる。
In the
工作機械1は、クーラントを繰り返し使用することができるよう構成されている。しかし、クーラントタンク15内に溜まったクーラントは切粉なども含まれているためそのままでは使用できない。そこで、クーラントポンプ16へと送られる間にフィルタを通してクーラントから異物を除去し、再生したクーラントがクーラントポンプ16によってクーラント管17を流れて再び加工室10へと送られるようになっている。
The
図2は、クーラントタンク15を示した斜視図である。クーラントタンク15内には一点鎖線で示すようにチップコンベア18が組み込まれている。チップコンベア18には加工室10の底部に開いた投入口181が形成され、切屑やクーラントはこの投入口181から入ってチップコンベア18の貯留槽に溜められる。そして、チップコンベア18の駆動により、切屑だけが機外へと運び出された後に回収されるようになっている。
FIG. 2 is a perspective view showing the
チップコンベア18の貯留槽には微細孔のパンチングメタルなどで塞がれた流出口が形成され、そこから流れ出たクーラントがクーラントタンク15に溜められるようになっている。工作機械1は、こうした使用済みのクーラントを濾過して再び加工室10へと繰り返し送り込むようにしたクーラント装置が設けられている。クーラント装置は、側壁22に囲まれたポンプ室21がクーラントタンク15内の角部に形成され、その中にクーラントポンプ16が設置されている。ポンプ室21の側壁22には吸込み口が形成され、そこにはフィルタとしてメッシュ板23が嵌め込まれている。
The storage tank of the
クーラントタンク15内のクーラントは、クーラントポンプ16の駆動によりポンプ室21へと流れ込むが、その際クーラントに含まれる切粉や潤滑油などはメッシュ板23によって取り除かれる。そうしたメッシュ板23は、付着した切粉などによって目詰まりが生じるため定期的な清掃が必要である。しかし、コンパクトに構成された工作機械1は、メッシュ板23の位置が狭いベース3内にあり、更に隣り合った他の工作機械などが接近しているため容易に目詰まりを確認することができない。そこで、工作機械1にはメッシュ板23の清掃時期を知らせる目詰まり検知装置が設けられている。
The coolant in the
図3は、目詰まり検知装置の第1実施形態を簡略化して示した図である。本実施形態の目詰まり検知装置30は、クーラントタンク15内におけるポンプ室21の内側と外側とに液位計31,32が設置され、その液位計31,32が目詰まり検知プログラムを格納した制御装置4に接続されている。図4は、目詰まり検知プログラムによって実行する目詰まり検知処理を概念的に示したグラフである。なお、本実施形態の液位計31,32は、液位を測定することができるものであればフロート式、電極式、超音波式や静電容量式などであってもよい。
FIG. 3 is a diagram showing a simplified first embodiment of the clogging detection device. In the
本実施形態の目詰まり検知処理は、フィルタにおける目詰まりの状態がポンプ室21の内側と外側との液面高さ(液位)の時間変化となって現れることに着目したものである。図4に示すグラフAは、液位計31によって測定したポンプ室21の内側の液位の時間変化が示され、グラフB,Cは液位計32によって測定したポンプ室21の外側の液位の時間変化が示されている。特に、グラフBはメッシュ板23の目詰まり状態が許容できる場合であり、グラフCはメッシュ板23に清掃が必要な程度に目詰まりが悪化している場合である。こうした液位の変化は、液位計31,32によって得られた測定値が制御装置4に送信され求められる。
The clogging detection process of the present embodiment focuses on the fact that the clogging state of the filter appears as a temporal change in the liquid level (liquid level) between the inside and outside of the
クーラントタンク15内のクーラントは、クーラントポンプ16の駆動によってクーラントが吸い込まれることによって液面が一定程度下がり、クーラントポンプ16の駆動停止によって再び液面が上昇するように変化する。クーラントポンプ16によって直接クーラントが吸引されるポンプ室21の内側では、グラフAに示すようにt1からt4にかけて液位の変化が生じる。ポンプ室21の外側でも同じようにして液位の変化がグラフB,Cに示すように生じる。しかし、ポンプ室21外側のクーラントは、クーラントポンプ16に吸い込まれるまでの流れが側壁22によって遮られ、更に吸込み口にあるメッシュ板23の抵抗を受けるため、ポンプ室21外側の液位は内側の液位に対して遅れるようにして変化する。
When the
特に、ポンプ室21外側の液位変化はメッシュ板23の目詰まり状態に影響を受けることになる。グラフBに示すメッシュ板23の状態では、クーラントポンプ16による吸込み時に液位が安定するまでの時間t5はポンプ室21のt2に比べてT5時間遅れる。そして、グラフCに示すメッシュ板23の状態では、同じく液位が安定する時間t6が更に遅れてT6時間となる。そこで、ポンプ室21の外側のクーラントタンク15内でクーラントポンプ16による吸込み時の液位が安定する時間をtnとし、t2からtnまでにかかるTn時間が一定時間(閾値)を超えた場合に、メッシュ板23が清掃を必要とする目詰まり状態であると判定する。なお、液位が安定するとは、液位の変化が一定の範囲内でおさまっている状態をいう(以下同じ)。
In particular, changes in the liquid level outside the
目詰まり検知プログラムは、クーラントポンプ16の駆動開始によって起動し、液位計31,32からの測定値を基に液位が算出され、図4に示すようなポンプ室21の内側と外側とにおける時間の経過に応じた液位変化データが作成される。そして、その液位変化データから該当する時間tnとt2との差(例えばT5やT6)が判定値として求められ、予め設定されている閾値との比較によって目詰まりに対する判定が行われる。判定値が閾値を超えていた場合に目詰まりによるメッシュ板23の清掃が必要であると判定され、機体前面のモニタ25にその旨が表示される。
The clogging detection program is started when the
よって、本実施形態の目詰まり検知装置30は、前記従来例と同様に液位計31,32を使用し、ポンプ室21の内側と外側との液位を測定するものであるが、メッシュ板23を通過するクーラントの流れの影響を示す液位変化データを判定材料としたことにより、メッシュ板23の目詰まりの状態が適切に判定できる。そして、本実施形態の工作機械1は、ポンプ室21が狭いベース3内に存在し、目詰まりの状態を目視で判断するのは困難であるが、モニタ25によってメッシュ板23の清掃時期が適切に表示され、作業者の手間を大幅に削減できる。
Therefore, the clogging
ところで、第1実施形態では液位計31,32の測定値から時間に基づく液位変化データを作成する構成が採られているが、より簡単な処理によって判定できるようにすることが好ましい。図5は、目詰まり検知装置の第2実施形態を簡略化して示した図である。メッシュ板23における目詰まりの状態は、ポンプ室21の内側と外側との液位差の時間変化としてとらえることもできる。本実施形態の目詰まり検知装置40は、ポンプ室21の内側と外側とのクーラントタンク15内とに浮かべたフロート41,42を連結したシーソー台43に、その傾きを測定する傾きセンサ45が設けられて制御装置4に接続されている。
By the way, in the first embodiment, the liquid level change data based on time is created from the measured values of the liquid level gauges 31 and 32, but it is preferable to make the determination by a simpler process. FIG. 5 is a simplified diagram of a second embodiment of the clogging detection device. The state of clogging in the
クーラントポンプ16の駆動が開始すると、図5に示すようにポンプ室21の内側と外側との液位が異なる時間帯が存在する。例えば、メッシュ板23の目詰まりが悪化するほどに流れが悪くなり、ポンプ室21の内側と外側との液位が安定するまで時間がかかる。例えば、グラフBの場合には時間t5に液位が安定しているが、グラフCの場合にはt6までの時間を要している。そこで、目詰まり検知装置40は、傾きセンサ45の測定値が一定角度(基準角度)以上傾いている時間が一定時間(基準時間)を超えるか否かを判定する目詰まり検知プログラムが制御装置4に格納されている。
When the
目詰まり検知プログラムは、クーラントポンプ16の駆動開始によって起動し、傾きセンサ45からの測定値に基づいて液位差による傾きが確認される。クーラントポンプ16が駆動すると、クーラントが吸い込まれてポンプ室21の内側の液位が下がり、外側の液位は遅れて下がる。そのため、それぞれの液位によってフロート41,42の高さが異なるためシーソー台43が傾く。傾きセンサ45からの測定値は制御装置4に送信され、制御装置4では、その測定角度が基準角度以上傾いているか否かが判定される。
The clogging detection program is started when the
傾きセンサ45からの測定角度が基準角度以下であればメッシュ板23の目詰まりの程度が低いと判定される。一方、測定角度が基準角度以上の場合には、その状態の継続時間がカウントされる。そして、基準時間以下であればメッシュ板23の目詰まりの程度が低いと判定され。一方で、測定角度が基準角度以上の状態を基準時間以上継続した場合には、目詰まりによるメッシュ板23の清掃が必要であると判定され、機体前面のモニタ25にその旨が表示される。
If the angle measured by the
よって、目詰まり検知装置40は、メッシュ板23を通過するクーラントの流れの影響を示す液位差の時間変化を判定材料とし、傾きセンサ45の測定値を基に測定角度の継続時間から目詰まりを判定するようにしたので、目詰まりの状態が適切に判定できる。また、傾きセンサ45の測定値が一定角以上傾いている時間を測定して判定する本実施形態の目詰まり検知プログラムは、前記第1実施形態における目詰まり検知プログラムの処理に比べて簡単である。そして、本実施形態でもモニタ25によってメッシュ板23の清掃時期が適切に表示され、作業者の手間を大幅に削減できる。
Therefore, the clogging
以上、本発明の一実施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、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施形態では工作機械1におけるクーラントタンク15内のポンプ室21を例に挙げて説明したが、こうしたものに限定されるわけではない。
また、フィルタの例としてメッシュ板23を例にして説明したが、フィルタ構造はどのようなものであってもよい。
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
For example, in the above embodiment, the
Moreover, although the
1…工作機械 3…ベース 4…制御装置 15…クーラントタンク 16…クーラントポンプ 18…チップコンベア 21…ポンプ室 22…側壁 23…メッシュ板 30…目詰まり検知装置 31,32…液位計 40…目詰まり検知装置 41,42…フロート 43…シーソー台 45…傾きセンサ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記液位測定手段によって得られる測定値から、前記ポンプ室の内側と外側との液位差に関する時間変化に基づいて目詰まりを判定する目詰まり判定手段と、
を有する目詰まり検知装置。 liquid level measuring means for measuring a change in liquid level between the inside and the outside communicating through a filter in a pump chamber provided in the tank;
clogging determining means for determining clogging based on the time change of the liquid level difference between the inside and the outside of the pump chamber from the measured value obtained by the liquid level measuring means;
A clogging detection device having a
The liquid level determination means is a tilt sensor provided on a seesaw table having floats floating on the inside and outside of the pump chamber, and the clogging determination means determines that the measured value of the tilt sensor is tilted by a certain angle or more. 2. The clogging detection device according to claim 1, wherein the control device stores a clogging detection program for judging clogging depending on whether or not the time of stay exceeds a reference value.
Priority Applications (1)
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JP2021127263A JP2023022403A (en) | 2021-08-03 | 2021-08-03 | Clogging sensing device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2021127263A JP2023022403A (en) | 2021-08-03 | 2021-08-03 | Clogging sensing device |
Publications (1)
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Family Applications (1)
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JP2021127263A Pending JP2023022403A (en) | 2021-08-03 | 2021-08-03 | Clogging sensing device |
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2021
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