JP2926541B2 - 工作機械の主軸温度制御方法及び装置 - Google Patents
工作機械の主軸温度制御方法及び装置Info
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- JP2926541B2 JP2926541B2 JP31850195A JP31850195A JP2926541B2 JP 2926541 B2 JP2926541 B2 JP 2926541B2 JP 31850195 A JP31850195 A JP 31850195A JP 31850195 A JP31850195 A JP 31850195A JP 2926541 B2 JP2926541 B2 JP 2926541B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械の主軸装
置を潤滑、冷却すべく供給する冷却液の温度を制御し
て、主軸の温度を目標温度に同調するようにした工作機
械の主軸温度制御方法及び装置に関する。
置を潤滑、冷却すべく供給する冷却液の温度を制御し
て、主軸の温度を目標温度に同調するようにした工作機
械の主軸温度制御方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】循環油循環装置に供給される循環油の油
温を変化する大気温度に追従、同調して制御することに
より循環油循環装置周辺の温度勾配を一定にして、前記
装置を中心にした熱変位に起因する機械本体各部の熱歪
をなくすることを目的として、あらかじめ設定した低温
作動油と同質の高温作動油とを、それぞれ大気温度及び
循環油温度の検出信号値を入力・処理した制御手段によ
って作動する汲み上げ比率制御弁を通して混合し、適温
にした前記作動油を循環油循環装置に供給するようにし
た「油温制御装置」は、特公昭46−16216 号公報に開示
されている。
温を変化する大気温度に追従、同調して制御することに
より循環油循環装置周辺の温度勾配を一定にして、前記
装置を中心にした熱変位に起因する機械本体各部の熱歪
をなくすることを目的として、あらかじめ設定した低温
作動油と同質の高温作動油とを、それぞれ大気温度及び
循環油温度の検出信号値を入力・処理した制御手段によ
って作動する汲み上げ比率制御弁を通して混合し、適温
にした前記作動油を循環油循環装置に供給するようにし
た「油温制御装置」は、特公昭46−16216 号公報に開示
されている。
【０００３】また、発熱する設備を一定温度に維持する
冷却システムにおいて、低温液と高温の同質液とを、各
液温、前記各液を混合した冷却液温及び前記混合液を発
熱設備に供給し同設備を冷却した後の液温の、それぞれ
の検出温度信号値並びに目標温度信号値を要素とした所
定の数式に、それぞれの検出値を挿入して得られた比率
で混合して適正温度の冷却液とし、これによって設備を
冷却することが特開平3-39881 号公報に開示されてい
る。
冷却システムにおいて、低温液と高温の同質液とを、各
液温、前記各液を混合した冷却液温及び前記混合液を発
熱設備に供給し同設備を冷却した後の液温の、それぞれ
の検出温度信号値並びに目標温度信号値を要素とした所
定の数式に、それぞれの検出値を挿入して得られた比率
で混合して適正温度の冷却液とし、これによって設備を
冷却することが特開平3-39881 号公報に開示されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、いず
れも、異なる温度の２つの同質液体を混合することによ
り所要温度の液体を得て、その液体を発熱体に供給して
同発熱体を冷却し、前記発熱体の温度を目標値に維持し
ようとする技術である。つまり、発熱体に対し、如何に
して適（所要）温の液体を得るかが技術開発の目標とな
っている。この課題を解決するために、多数の温度検出
手段や複雑な構成を備えた高価な汲み上げ比率制御弁が
必要であったり、前記温度検出手段の信号値を要素とす
る所定の数式にのっとった比率で前記冷・温２液を混合
するサーボバルブや複雑なコントローラといった高価な
部品が必要になっている。
れも、異なる温度の２つの同質液体を混合することによ
り所要温度の液体を得て、その液体を発熱体に供給して
同発熱体を冷却し、前記発熱体の温度を目標値に維持し
ようとする技術である。つまり、発熱体に対し、如何に
して適（所要）温の液体を得るかが技術開発の目標とな
っている。この課題を解決するために、多数の温度検出
手段や複雑な構成を備えた高価な汲み上げ比率制御弁が
必要であったり、前記温度検出手段の信号値を要素とす
る所定の数式にのっとった比率で前記冷・温２液を混合
するサーボバルブや複雑なコントローラといった高価な
部品が必要になっている。
【０００５】更に、上述方法・装置を採用していない周
知技術の主軸温度制御手段は、フィードバック制御に基
づいて、同装置に供給する冷却液の循環路に設けた液温
調節（クーラ）手段を、主軸温度の検出値が目標温度に
同調するよう、ON，OFF を行うものである。この手法に
よるときには、ON／OFF 切り換え時におけるクーラの冷
却能力変動の影響で、主軸温度の冷却遅れや過冷却が起
き易く、主軸温度の熱変位変動幅が大きくなる。等々の
問題点がある。
知技術の主軸温度制御手段は、フィードバック制御に基
づいて、同装置に供給する冷却液の循環路に設けた液温
調節（クーラ）手段を、主軸温度の検出値が目標温度に
同調するよう、ON，OFF を行うものである。この手法に
よるときには、ON／OFF 切り換え時におけるクーラの冷
却能力変動の影響で、主軸温度の冷却遅れや過冷却が起
き易く、主軸温度の熱変位変動幅が大きくなる。等々の
問題点がある。
【０００６】そこで本発明は、従来の冷・温潤滑油混合
システム、装置に内在する上述問題点を解決し、構成が
簡単で、制御し易く、経済性に優れ、しかも主軸の熱変
位変動幅が極めて小さな工作機械の主軸温度制御方法及
び装置を提供することを目的とする。
システム、装置に内在する上述問題点を解決し、構成が
簡単で、制御し易く、経済性に優れ、しかも主軸の熱変
位変動幅が極めて小さな工作機械の主軸温度制御方法及
び装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述目的を達
成するために、以下に述べるとおりの各構成要件を具備
している。 （１） 工作機械の主軸装置に外部から所定流量の冷却
液を供給し、主軸の温度が目標温度に同調するよう制御
する工作機械の主軸温度制御方法において、前記目標温
度より低い所定温度に冷却された冷却液を第１タンクに
貯留し、前記主軸装置に供給し温められた前記冷却液を
回収して第２タンクに貯留し、前記第１タンクの冷却液
と前記第２タンクの冷却液とを交互に前記主軸装置に供
給するとともに、前記主軸の温度が前記目標温度に同調
するように、所定単位時間内における前記第１タンクの
冷却液の供給時間と前記第２タンクの冷却液の供給時間
との比率を制御する工作機械の主軸温度制御方法。
成するために、以下に述べるとおりの各構成要件を具備
している。 （１） 工作機械の主軸装置に外部から所定流量の冷却
液を供給し、主軸の温度が目標温度に同調するよう制御
する工作機械の主軸温度制御方法において、前記目標温
度より低い所定温度に冷却された冷却液を第１タンクに
貯留し、前記主軸装置に供給し温められた前記冷却液を
回収して第２タンクに貯留し、前記第１タンクの冷却液
と前記第２タンクの冷却液とを交互に前記主軸装置に供
給するとともに、前記主軸の温度が前記目標温度に同調
するように、所定単位時間内における前記第１タンクの
冷却液の供給時間と前記第２タンクの冷却液の供給時間
との比率を制御する工作機械の主軸温度制御方法。
【０００８】（２） 工作機械の主軸装置に外部から所
定流量の冷却液を供給し、主軸の温度が目標温度に同調
するよう制御する工作機械の主軸温度制御装置におい
て、前記目標温度より低い所定温度に冷却された冷却液
を貯留する第１タンクと、前記主軸装置に供給し温めら
れた冷却液を回収して貯留する第２タンクと、前記第１
タンクの冷却液と前記第２タンクの冷却液とを交互に前
記主軸装置に供給する冷却液供給手段と、前記主軸の温
度が前記目標温度に同調するように、所定単位時間内に
おける前記第１タンクの冷却液の供給時間と前記第２タ
ンクの冷却液の供給時間との比率を制御する制御手段
と、を具備する工作機械の主軸温度制御装置。
定流量の冷却液を供給し、主軸の温度が目標温度に同調
するよう制御する工作機械の主軸温度制御装置におい
て、前記目標温度より低い所定温度に冷却された冷却液
を貯留する第１タンクと、前記主軸装置に供給し温めら
れた冷却液を回収して貯留する第２タンクと、前記第１
タンクの冷却液と前記第２タンクの冷却液とを交互に前
記主軸装置に供給する冷却液供給手段と、前記主軸の温
度が前記目標温度に同調するように、所定単位時間内に
おける前記第１タンクの冷却液の供給時間と前記第２タ
ンクの冷却液の供給時間との比率を制御する制御手段
と、を具備する工作機械の主軸温度制御装置。
【０００９】（３） 前記冷却液供給手段は、前記第１
タンクからの管路と前記第２タンクからの管路とを合流
させて一本の管路とし、前記一本の管路にポンプ手段を
設けて主軸装置に接続し、前記第１タンクから前記合流
する管路までの間に第１開閉弁を、前記第２タンクから
前記合流する管路までの間に第２開閉弁をそれぞれ設
け、前記第１開閉弁が開のとき第２開閉弁が閉となり、
前記第１開閉弁が閉のとき第２開閉弁が開となるように
構成され、前記制御手段は、前記主軸の温度が前記目標
温度に同調するように、所定単位時間内における前記第
１、第２開閉弁の開閉時間比率を制御するように構成し
た上記(２)に記載の工作機械の主軸温度制御装置。
タンクからの管路と前記第２タンクからの管路とを合流
させて一本の管路とし、前記一本の管路にポンプ手段を
設けて主軸装置に接続し、前記第１タンクから前記合流
する管路までの間に第１開閉弁を、前記第２タンクから
前記合流する管路までの間に第２開閉弁をそれぞれ設
け、前記第１開閉弁が開のとき第２開閉弁が閉となり、
前記第１開閉弁が閉のとき第２開閉弁が開となるように
構成され、前記制御手段は、前記主軸の温度が前記目標
温度に同調するように、所定単位時間内における前記第
１、第２開閉弁の開閉時間比率を制御するように構成し
た上記(２)に記載の工作機械の主軸温度制御装置。
【００１０】
【作用】冷、温、異なる温度の２つの同質の冷却液を用
意し、前記冷却液を主軸装置へ供給する管路内に、それ
ぞれ冷、温、冷、温と交互にそれぞれの温度の冷却液を
送り込むと共に、単位時間内での前記各冷却液の供給時
間比率を、主軸温度に応じて、それぞれ長短に制御し
て、前記主軸温度を目標温度に同調するようにしてい
る。
意し、前記冷却液を主軸装置へ供給する管路内に、それ
ぞれ冷、温、冷、温と交互にそれぞれの温度の冷却液を
送り込むと共に、単位時間内での前記各冷却液の供給時
間比率を、主軸温度に応じて、それぞれ長短に制御し
て、前記主軸温度を目標温度に同調するようにしてい
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に、本発明工作機械の主軸温
度の制御方法及び装置の一実施形態を図面に沿って説明
するが、この実施形態を構成する各部材は、本発明の出
願当時の当業界における技術レベルの範囲内で各種の変
形が可能であるから、格別の理由を示すことなく、以下
に記載の実施形態の構成のみに基づいて本発明の要旨を
限定して解釈してはならない。
度の制御方法及び装置の一実施形態を図面に沿って説明
するが、この実施形態を構成する各部材は、本発明の出
願当時の当業界における技術レベルの範囲内で各種の変
形が可能であるから、格別の理由を示すことなく、以下
に記載の実施形態の構成のみに基づいて本発明の要旨を
限定して解釈してはならない。
【００１２】図１は、本発明工作機械の主軸温度の制御
方法を実施する装置の好ましい一実施形態のブロック
図、図２は、各冷却液の供給電磁開閉弁Sol.１，Sol.２
のON，OFF 時間比率テーブルの一例、図３は、前記電磁
開閉弁Sol.１，Sol.２をON，OFF させる制御信号の一
例、を示す。
方法を実施する装置の好ましい一実施形態のブロック
図、図２は、各冷却液の供給電磁開閉弁Sol.１，Sol.２
のON，OFF 時間比率テーブルの一例、図３は、前記電磁
開閉弁Sol.１，Sol.２をON，OFF させる制御信号の一
例、を示す。
【００１３】図１中、断熱材により周囲を被覆した第１
タンク１内には潤滑油を兼ねた冷却液３を充填し、前記
冷却液３はタンク外に設けたポンプ５により汲み上げら
れクーラー７の冷却器を経て流れ、再び第１タンク１内
に戻される循環管路を通って、常時、循環し、液温Ｔc
を維持している。すなわち、前記クーラー７は、前記循
環管路内を流れる冷却液３の液温Ｔc を検出する第１温
度検出器９からの信号値を入力するコントローラ11から
出力される制御信号により制御され、第１タンク１内の
冷却液３の液温が所定値を超えるとコンプレッサが作動
して冷却液３を冷却し、冷却液３の液温が所定値を下回
ると作動を停止して、冷却液３を冷却することなく循環
管路を通過させる。
タンク１内には潤滑油を兼ねた冷却液３を充填し、前記
冷却液３はタンク外に設けたポンプ５により汲み上げら
れクーラー７の冷却器を経て流れ、再び第１タンク１内
に戻される循環管路を通って、常時、循環し、液温Ｔc
を維持している。すなわち、前記クーラー７は、前記循
環管路内を流れる冷却液３の液温Ｔc を検出する第１温
度検出器９からの信号値を入力するコントローラ11から
出力される制御信号により制御され、第１タンク１内の
冷却液３の液温が所定値を超えるとコンプレッサが作動
して冷却液３を冷却し、冷却液３の液温が所定値を下回
ると作動を停止して、冷却液３を冷却することなく循環
管路を通過させる。
【００１４】第２タンク13は、第１タンク１に並設され
ており、同タンク13は高レベルに設けた連通管により第
１タンク１と連通しており、主軸装置15を冷却・潤滑し
て、温まった冷却液３が第２タンク13内に回収、収容さ
れ、同タンク13内に充満して前記レベルを超えるとオー
バーフローして、余分な冷却液３が前記連通管を介して
第１タンク１側に流入する。第１タンク１にクーラー７
を設けてあるのは、上記流入冷却液などを冷却し、第１
タンク１内の冷却液３を、常に温度Ｔc に維持するため
である。前記主軸装置15のオイルパン19と第２タンク13
とを連結する戻り液管路には、戻り（冷却）液温Ｔr を
検知する第２温度検出器17を取付け、その出力信号をコ
ントローラ11に入力している。
ており、同タンク13は高レベルに設けた連通管により第
１タンク１と連通しており、主軸装置15を冷却・潤滑し
て、温まった冷却液３が第２タンク13内に回収、収容さ
れ、同タンク13内に充満して前記レベルを超えるとオー
バーフローして、余分な冷却液３が前記連通管を介して
第１タンク１側に流入する。第１タンク１にクーラー７
を設けてあるのは、上記流入冷却液などを冷却し、第１
タンク１内の冷却液３を、常に温度Ｔc に維持するため
である。前記主軸装置15のオイルパン19と第２タンク13
とを連結する戻り液管路には、戻り（冷却）液温Ｔr を
検知する第２温度検出器17を取付け、その出力信号をコ
ントローラ11に入力している。
【００１５】第１及び第２タンク２，13の底部付近に
は、それぞれ、コントローラ11により各別に制御されて
いる電磁開閉（第１開閉）弁Sol.１、電磁開閉（第２開
閉）弁Sol.２につながる管路が開口しており、前記電磁
開閉弁Sol.１，Sol.２のそれぞれの下流管路は、合流器
21のところで一本にして定吐出量ポンプ23の吸込み口に
つなぎ、ポンプ23の吐出口を前記主軸装置15に連結し
て、冷却液３を主軸装置を構成する主軸の軸受部等に供
給する。ここで、図１から明らかなように、電磁開閉弁
Sol.１は、ソレノイドをONしたとき閉で、OFF したとき
開となる。電磁開閉弁Sol.２は、ソレノイドをONしたと
き開で、OFF したとき閉となる。前記主軸装置15に引き
続き供給され、主軸の高速回転に基づき軸受部材等が発
熱するのを潤滑・冷却した冷却液３は温められて、装置
の底部に配置されたオイルパン19に流下・滞留する。さ
きに述べたとおり、前記主軸装置15のオイルパン19の底
は、第２タンク13に連通する戻り液管路を備えている。
は、それぞれ、コントローラ11により各別に制御されて
いる電磁開閉（第１開閉）弁Sol.１、電磁開閉（第２開
閉）弁Sol.２につながる管路が開口しており、前記電磁
開閉弁Sol.１，Sol.２のそれぞれの下流管路は、合流器
21のところで一本にして定吐出量ポンプ23の吸込み口に
つなぎ、ポンプ23の吐出口を前記主軸装置15に連結し
て、冷却液３を主軸装置を構成する主軸の軸受部等に供
給する。ここで、図１から明らかなように、電磁開閉弁
Sol.１は、ソレノイドをONしたとき閉で、OFF したとき
開となる。電磁開閉弁Sol.２は、ソレノイドをONしたと
き開で、OFF したとき閉となる。前記主軸装置15に引き
続き供給され、主軸の高速回転に基づき軸受部材等が発
熱するのを潤滑・冷却した冷却液３は温められて、装置
の底部に配置されたオイルパン19に流下・滞留する。さ
きに述べたとおり、前記主軸装置15のオイルパン19の底
は、第２タンク13に連通する戻り液管路を備えている。
【００１６】以上の説明で、第１，２タンク内の冷却液
３は、電磁開閉弁Sol.１，Sol.２、合流器21、定吐出量
ポンプ23及び主軸装置15、オイルパン19、第２タンク13
を経て、その一部は第１タンク１に流入するといった循
環経路を形成していることが理解されよう。
３は、電磁開閉弁Sol.１，Sol.２、合流器21、定吐出量
ポンプ23及び主軸装置15、オイルパン19、第２タンク13
を経て、その一部は第１タンク１に流入するといった循
環経路を形成していることが理解されよう。
【００１７】図中、25は工作機械のベッドで、前記ベッ
ド25に第３温度検出器27を取付け、同検出器27から目標
温度Ｔm を検知・出力してコントローラ11に入力してい
る。本実施形態においては、上記目標温度Ｔm を主軸装
置15や加工領域から離して温度の条件からみて安定し
た、機体、たとえばベッドの温度を検出するようにして
いる。しかし、前記目標温度Ｔm は、大気温度を採用す
ることも、また他の特定の温度であっても良い。
ド25に第３温度検出器27を取付け、同検出器27から目標
温度Ｔm を検知・出力してコントローラ11に入力してい
る。本実施形態においては、上記目標温度Ｔm を主軸装
置15や加工領域から離して温度の条件からみて安定し
た、機体、たとえばベッドの温度を検出するようにして
いる。しかし、前記目標温度Ｔm は、大気温度を採用す
ることも、また他の特定の温度であっても良い。
【００１８】目標温度Ｔm にベッド25の温度や大気温度
を採用した場合、時間と共にその温度が変動することに
なる。つまり主軸温度を目標温度Ｔm に維持するという
ことは、主軸温度を時間と共に変動する温度に追従させ
て制御させることである。また、主軸温度を目標温度Ｔ
m に必ずしも一致させる必要はなく、目標温度Ｔm より
例えば１℃低い温度になるように追従、制御するように
しても良い。したがって本発明は主軸温度が目標温度Ｔ
m に同調するように制御している。このように、本実施
形態においては主軸温度を目標温度Ｔm に同調するよう
に制御したいのだが、主軸は常時回転をしているし部位
によって温度が異なるので、便宜上、戻り（冷却）液温
Ｔr をもって主軸温度を示すものと見做している。もち
ろん、主軸先端部近傍の主軸ハウジングの温度を主軸温
度として採用しても良い。本実施形態においては、戻り
液温Ｔr ＝目標温度Ｔm となるような主軸装置15に供給
される冷却液３の平均温度が得られるよう、コントロー
ラ11により電磁開閉弁Sol.１，Sol.２のON，OFF を、時
間比率テーブルにより制御する。
を採用した場合、時間と共にその温度が変動することに
なる。つまり主軸温度を目標温度Ｔm に維持するという
ことは、主軸温度を時間と共に変動する温度に追従させ
て制御させることである。また、主軸温度を目標温度Ｔ
m に必ずしも一致させる必要はなく、目標温度Ｔm より
例えば１℃低い温度になるように追従、制御するように
しても良い。したがって本発明は主軸温度が目標温度Ｔ
m に同調するように制御している。このように、本実施
形態においては主軸温度を目標温度Ｔm に同調するよう
に制御したいのだが、主軸は常時回転をしているし部位
によって温度が異なるので、便宜上、戻り（冷却）液温
Ｔr をもって主軸温度を示すものと見做している。もち
ろん、主軸先端部近傍の主軸ハウジングの温度を主軸温
度として採用しても良い。本実施形態においては、戻り
液温Ｔr ＝目標温度Ｔm となるような主軸装置15に供給
される冷却液３の平均温度が得られるよう、コントロー
ラ11により電磁開閉弁Sol.１，Sol.２のON，OFF を、時
間比率テーブルにより制御する。
【００１９】図２に記載のテーブルは、電磁開閉弁Sol.
１，Sol.２のON，OFF 時間比率の一例を示すもので、当
該テーブルは、あらかじめコントローラ６の記憶装置に
登録してある。表中、ｉは登録してある各時間比率に振
った順位である。そして、ｔ1 ：ｔ2 ＝ａ：ｂなる関係
を導入する。ここでａ，ｂは、電磁開閉弁Sol.１、電磁
開閉弁Sol.２のON，OFF 時間比率係数、ただし、ａ＋ｂ
＝10、ｔ1 は、電磁開閉弁Sol.１がOFF （開）し、その
間、電磁開閉弁Sol.２がOFF （閉）する時間、ｔ2 は、
電磁開閉弁Sol.１がON（閉）し、その間、電磁開閉弁So
l.２がON（開）する時間である。
１，Sol.２のON，OFF 時間比率の一例を示すもので、当
該テーブルは、あらかじめコントローラ６の記憶装置に
登録してある。表中、ｉは登録してある各時間比率に振
った順位である。そして、ｔ1 ：ｔ2 ＝ａ：ｂなる関係
を導入する。ここでａ，ｂは、電磁開閉弁Sol.１、電磁
開閉弁Sol.２のON，OFF 時間比率係数、ただし、ａ＋ｂ
＝10、ｔ1 は、電磁開閉弁Sol.１がOFF （開）し、その
間、電磁開閉弁Sol.２がOFF （閉）する時間、ｔ2 は、
電磁開閉弁Sol.１がON（閉）し、その間、電磁開閉弁So
l.２がON（開）する時間である。
【００２０】例えば、コントローラ11がテーブルの順位
ｉ＝１を指令すると、その出力は、ａ＋ｂ＝10の時間帯
に電磁開閉弁Sol.１は全閉、電磁開閉弁Sol.２は全開
で、そのため定吐出量ポンプ23、すなわち、主軸装置15
には、第２タンク17からの温かい冷却液のみが供給され
る。そのため、主軸装置15の冷却作用は緩められる。ま
た、順位ｉ＝３が指示されると、ａ＋ｂ＝10の時間帯に
電磁開閉弁Sol.１は２単位時間だけ開いて、その間、電
磁開閉弁Sol.２は閉鎖、次に電磁開閉弁Sol.２は８単位
時間だけ開いて、その間、電磁開閉弁Sol.１は、閉鎖し
ており、そこで、定吐出量ポンプ23には、ａ＋ｂ時間内
に、第１タンク１からの冷却液３が２単位、次に第２タ
ンク７からの冷却液が８単位の比率で供給される。した
がって、主軸装置15の冷却作用は順位ｉ＝１のときに比
べ、やや強くなる。
ｉ＝１を指令すると、その出力は、ａ＋ｂ＝10の時間帯
に電磁開閉弁Sol.１は全閉、電磁開閉弁Sol.２は全開
で、そのため定吐出量ポンプ23、すなわち、主軸装置15
には、第２タンク17からの温かい冷却液のみが供給され
る。そのため、主軸装置15の冷却作用は緩められる。ま
た、順位ｉ＝３が指示されると、ａ＋ｂ＝10の時間帯に
電磁開閉弁Sol.１は２単位時間だけ開いて、その間、電
磁開閉弁Sol.２は閉鎖、次に電磁開閉弁Sol.２は８単位
時間だけ開いて、その間、電磁開閉弁Sol.１は、閉鎖し
ており、そこで、定吐出量ポンプ23には、ａ＋ｂ時間内
に、第１タンク１からの冷却液３が２単位、次に第２タ
ンク７からの冷却液が８単位の比率で供給される。した
がって、主軸装置15の冷却作用は順位ｉ＝１のときに比
べ、やや強くなる。
【００２１】ａ＋ｂ時間帯は、それ自体、比較的短時間
であって、また、主軸装置の温度容量は極めて大きいか
ら、前記時間帯の幾つかを単位としてサンプリングタイ
ムｔ3 を形成し、サンプリングタイムｔ3 内に順次、主
軸装置15内に供給された冷却液の液温は、第１タンク１
からの冷却液３と第２タンク13からのやや温かな冷却液
の温度とが平均化されて、全体として所定の温度を有す
る冷却液と見做すことができる。図３は、電磁開閉弁So
l.１，Sol.２をON，OFF させる制御信号の一例を示すも
ので、図に付した記号は、既に説明済みである。
であって、また、主軸装置の温度容量は極めて大きいか
ら、前記時間帯の幾つかを単位としてサンプリングタイ
ムｔ3 を形成し、サンプリングタイムｔ3 内に順次、主
軸装置15内に供給された冷却液の液温は、第１タンク１
からの冷却液３と第２タンク13からのやや温かな冷却液
の温度とが平均化されて、全体として所定の温度を有す
る冷却液と見做すことができる。図３は、電磁開閉弁So
l.１，Sol.２をON，OFF させる制御信号の一例を示すも
ので、図に付した記号は、既に説明済みである。
【００２２】以上に説明の主軸温度制御方法及び装置の
作用を概略述べると、次の通りである。今、図２に示
す、ｉ順位で電磁開閉弁Sol.１，Sol.２のON，OFF を制
御しているとしたとき、第２温度検出器13の出力である
戻り液温Ｔr が、ベッド25に取り付けた第３温度検出器
27の出力である目標温度Ｔm を下回った（冷し過ぎ）と
すると、同コントローラ11は、それぞれの入力値から演
算して、電磁開閉弁Sol.１，Sol.２に対して（ｉ−１）
順位のタイムテーブルを指令する。すると図２のテーブ
ルに記載のように、ａ＋ｂ時間内の比率で一段と電磁開
閉弁Sol.１の開時間が減り、電磁開閉弁Sol.２の開時間
が増すよう、各電磁開閉弁Sol.１，Sol.２のON，OFF 時
間が制御される。
作用を概略述べると、次の通りである。今、図２に示
す、ｉ順位で電磁開閉弁Sol.１，Sol.２のON，OFF を制
御しているとしたとき、第２温度検出器13の出力である
戻り液温Ｔr が、ベッド25に取り付けた第３温度検出器
27の出力である目標温度Ｔm を下回った（冷し過ぎ）と
すると、同コントローラ11は、それぞれの入力値から演
算して、電磁開閉弁Sol.１，Sol.２に対して（ｉ−１）
順位のタイムテーブルを指令する。すると図２のテーブ
ルに記載のように、ａ＋ｂ時間内の比率で一段と電磁開
閉弁Sol.１の開時間が減り、電磁開閉弁Sol.２の開時間
が増すよう、各電磁開閉弁Sol.１，Sol.２のON，OFF 時
間が制御される。
【００２３】すなわち、図３に示すように、次のサンプ
リングタイムｔ3 中には、第１タンク１から供給する冷
却液３の比率が第２タンク13のそれよりも全体的に少な
くなって、より暖かな冷却液を主軸装置15に供給するこ
ととなり、主軸の目標温度Ｔm に対する過冷却は徐々に
修正される。サンプリングタイムｔ3 後に、コントロー
ラ６は再度、Ｔm −Ｔr の値を検出して、タイムテーブ
ル上の順位を選択する。
リングタイムｔ3 中には、第１タンク１から供給する冷
却液３の比率が第２タンク13のそれよりも全体的に少な
くなって、より暖かな冷却液を主軸装置15に供給するこ
ととなり、主軸の目標温度Ｔm に対する過冷却は徐々に
修正される。サンプリングタイムｔ3 後に、コントロー
ラ６は再度、Ｔm −Ｔr の値を検出して、タイムテーブ
ル上の順位を選択する。
【００２４】つまり、あらかじめ、冷・温の同質２液を
別々のタンクに準備しておき、定時毎にコントローラ11
がＴm −Ｔr の値を検出して、これに応じてその都度、
各タンクに連通する電磁開閉弁Sol.１，Sol.２のON，OF
F 時間幅の制御を行い、単位時間内での供給冷・温液の
容量比をコントロールすることにより、全体の供給液温
を所望とおりに制御するものである。ただし、その際、
第１，２タンク内の冷・温液は合流器21のところで混合
するのではなく、両液は順次、合流器21を通り時間比率
テーブルの指示に従って冷、温、冷、温と層をなして交
互に定量吐出ポンプ23側に送り出される。
別々のタンクに準備しておき、定時毎にコントローラ11
がＴm −Ｔr の値を検出して、これに応じてその都度、
各タンクに連通する電磁開閉弁Sol.１，Sol.２のON，OF
F 時間幅の制御を行い、単位時間内での供給冷・温液の
容量比をコントロールすることにより、全体の供給液温
を所望とおりに制御するものである。ただし、その際、
第１，２タンク内の冷・温液は合流器21のところで混合
するのではなく、両液は順次、合流器21を通り時間比率
テーブルの指示に従って冷、温、冷、温と層をなして交
互に定量吐出ポンプ23側に送り出される。
【００２５】しかしながら、サンプリングタイムｔ3 の
長さが主軸装置８の温度容量に比べて、充分に短かけれ
ば、実質上、冷・温液を所定比率で混合する従来技術の
場合と、同一の効果を奏する。本実施形態では、基本的
に、バルブのON/OFF制御という簡単な制御方法を採用し
ているため、安価な制御装置・方法によるにもかかわら
ず、主軸の温度変位・変動幅の小さな高精度の制御を実
現することができる。
長さが主軸装置８の温度容量に比べて、充分に短かけれ
ば、実質上、冷・温液を所定比率で混合する従来技術の
場合と、同一の効果を奏する。本実施形態では、基本的
に、バルブのON/OFF制御という簡単な制御方法を採用し
ているため、安価な制御装置・方法によるにもかかわら
ず、主軸の温度変位・変動幅の小さな高精度の制御を実
現することができる。
【００２６】
【発明の効果】本発明主軸温度の制御方法及び装置は、
以上述べたとおりの構成、作用を備えるから、 （１）サーボバルブなどの複雑で高価な機器が不要であ
り、制御特性に較べて経済性に優れている。 （２）冷、温２液の開閉弁の開閉時間比率を変化させる
だけの単純な制御方法で、主軸温度を目標温度Ｔm に迅
速に寄せることができ、制御方法が簡単である。
以上述べたとおりの構成、作用を備えるから、 （１）サーボバルブなどの複雑で高価な機器が不要であ
り、制御特性に較べて経済性に優れている。 （２）冷、温２液の開閉弁の開閉時間比率を変化させる
だけの単純な制御方法で、主軸温度を目標温度Ｔm に迅
速に寄せることができ、制御方法が簡単である。
【００２７】（３）主軸に供給する冷却液を直接的に冷
すクーラーのON/OFF制御ではないので、主軸温度の変動
に対して応答性が良く、主軸の熱変位・変動幅を小さく
することができる。等々、従来公知の工作機械の主軸温
度の制御方法及び装置には期待することができない、格
別の作用および効果を奏する。
すクーラーのON/OFF制御ではないので、主軸温度の変動
に対して応答性が良く、主軸の熱変位・変動幅を小さく
することができる。等々、従来公知の工作機械の主軸温
度の制御方法及び装置には期待することができない、格
別の作用および効果を奏する。
【図１】本発明工作機械の主軸温度の制御方法及び装置
の一実施形態の構成を表わすブロック図である。
の一実施形態の構成を表わすブロック図である。
【図２】本発明装置の一実施形態の電磁開閉弁Sol.１，
Sol.２のON，OFF 時間比率テーブルの一例を示す。
Sol.２のON，OFF 時間比率テーブルの一例を示す。
【図３】本発明方法の一実施形態の電磁開閉弁Sol.１，
Sol.２をON，OFF させる制御信号の一例である。
Sol.２をON，OFF させる制御信号の一例である。
１ 第１タンク 17 第２液温検出器 ３ 冷却液 21 合流器 ５ ポンプ 23 定量吐出ポンプ ７ クーラー 25 ベッド ９ 第１液温検出器 27 第３温度検出器 11 コントローラ 13 第２タンク 15 主軸装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−306147（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−39881（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−66780（ＪＰ，Ｕ) 特公 平４−18984（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B23Q 11/14
Claims (3)
- 【請求項１】 工作機械の主軸装置に外部から所定流量
の冷却液を供給し、主軸の温度が目標温度に同調するよ
う制御する工作機械の主軸温度制御方法において、 前記目標温度より低い所定温度に冷却された冷却液を第
１タンクに貯留し、 前記主軸装置に供給し温められた前記冷却液を回収して
第２タンクに貯留し、 前記第１タンクの冷却液と前記第２タンクの冷却液とを
交互に前記主軸装置に供給するとともに、 前記主軸の温度が前記目標温度に同調するように、所定
単位時間内における前記第１タンクの冷却液の供給時間
と前記第２タンクの冷却液の供給時間との比率を制御す
ることを特徴とする工作機械の主軸温度制御方法。 - 【請求項２】 工作機械の主軸装置に外部から所定流量
の冷却液を供給し、主軸の温度が目標温度に同調するよ
う制御する工作機械の主軸温度制御装置において、 前記目標温度より低い所定温度に冷却された冷却液を貯
留する第１タンクと、 前記主軸装置に供給し温められた冷却液を回収して貯留
する第２タンクと、 前記第１タンクの冷却液と前記第２タンクの冷却液とを
交互に前記主軸装置に供給する冷却液供給手段と、 前記主軸の温度が前記目標温度に同調するように、所定
単位時間内における前記第１タンクの冷却液の供給時間
と前記第２タンクの冷却液の供給時間との比率を制御す
る制御手段と、を具備することを特徴とする工作機械の
主軸温度制御装置。 - 【請求項３】 前記冷却液供給手段は、前記第１タンク
からの管路と前記第２タンクからの管路とを合流させて
一本の管路とし、前記一本の管路にポンプ手段を設けて
主軸装置に接続し、前記第１タンクから前記合流する管
路までの間に第１開閉弁を、前記第２タンクから前記合
流する管路までの間に第２開閉弁をそれぞれ設け、前記
第１開閉弁が開のとき第２開閉弁が閉となり、前記第１
開閉弁が閉のとき第２開閉弁が開となるように構成さ
れ、 前記制御手段は、前記主軸の温度が前記目標温度に同調
するように、所定単位時間内における前記第１、第２開
閉弁の開閉時間比率を制御するように構成した請求項２
に記載の工作機械の主軸温度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31850195A JP2926541B2 (ja) | 1995-11-14 | 1995-11-14 | 工作機械の主軸温度制御方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31850195A JP2926541B2 (ja) | 1995-11-14 | 1995-11-14 | 工作機械の主軸温度制御方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09136244A JPH09136244A (ja) | 1997-05-27 |
| JP2926541B2 true JP2926541B2 (ja) | 1999-07-28 |
Family
ID=18099833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31850195A Expired - Lifetime JP2926541B2 (ja) | 1995-11-14 | 1995-11-14 | 工作機械の主軸温度制御方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2926541B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9102028B2 (en) | 2009-12-25 | 2015-08-11 | Dmg Mori Seiki Co., Ltd. | Machine tool cooling system and cooling method |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7187618B1 (ja) * | 2021-07-06 | 2022-12-12 | 株式会社牧野フライス製作所 | 工作機械の温度制御装置 |
-
1995
- 1995-11-14 JP JP31850195A patent/JP2926541B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9102028B2 (en) | 2009-12-25 | 2015-08-11 | Dmg Mori Seiki Co., Ltd. | Machine tool cooling system and cooling method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09136244A (ja) | 1997-05-27 |
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| Date | Code | Title | Description |
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