JP3976414B2 - Thermostatic device - Google Patents

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  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Control Of Temperature (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は,高精度加工機に適用される,加工液の温度を設定温度に制御する恒温装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に,広大な機械加工工場に空調設備を設けることは膨大な設備費を要する上に大電力の消費を余儀なくされることから,一般の機械加工工場にはほとんど空調設備が設けられていない。空調設備のない工場の室温は,一日の内でも朝昼晩と変化し,また,四季の移り変わりによっても変化し,室温の日変化及び年変化はきわめて大きい。工作物は勿論のこと,加工機自体もこの温度差によって熱膨張や熱収縮を生じるため,工作物に対して高精度加工が要求される場合には,この温度差は無視できないものとなる。
【0003】
そこで,高精度の機械加工を達成するため,従来,切削液の温度を一定温度に維持するための恒温装置を設け,一定温度に調節された切削液を加工機に備わる工具と加工機にセットされ且つ前記工具で加工される工作物との加工部位に供給することにより,周囲の温度が変化しても加工中の工作物等の温度が変化しないようにしている。本出願人も,こうした観点から,恒温装置及び該恒温装置の温度制御方法について提案している(特願平10−101924号)。
【0004】
上記の提案による恒温装置は,タンク内に貯溜された切削液の温度を検出するための液温センサ,周囲温度を検出するセンサ,加工機の起動時に前記センサで検出した温度を設定温度として自動的に設定する自動温度設定器,及び前記液温センサで検出した温度が前記設定温度になるように前記切削液の温度を調節する温度制御装置から構成されており,また,上記の提案による恒温装置の温度制御方法は,加工機にセットされた加工中の工作物,刃物及び加工機内の発熱部を冷却するために前記加工機に供給される切削液を設定温度に維持するための恒温装置の温度制御方法において,加工開始時の周囲温度を自動的にセンサで検出し,該検出値を設定温度として設定し,前記切削液の温度が前記設定温度に維持されるように温度制御することを特徴とするものである。
【0005】
本出願人が提案した恒温装置及び該恒温装置の温度制御方法は,加工機の起動時,例えば,その日の最初に起動スイッチ(電源スイッチ)を入れた時に,周囲温度即ち室温を自動的に温度センサで検出して,その検出した温度を恒温装置の設定温度とし,コントローラは該設定温度を加工中に維持する制御をすることにより,起動時の待機時間をほとんど無くし,加工機自体及び工作物の加工中の温度変動及びそれに基づく加工機と工作物との変形を無くし,工作物に対する高精度加工を確保しようとするものである。
【0006】
加工機の初期立上げ時には切削液の温度は室温に一致しているのが普通であるから,切削液の温度が設定温度に一致するまで待機する必要はない。温度制御装置は,液温センサで検出した切削液の温度が設定温度からずれると,切削液の温度を設定温度に一致させるべく,タンク内に貯溜された切削液を冷却又は加熱することによって温度調節をする。設定温度に維持された切削液は,加工機に供給され,加工機にセットされた加工中の工作物,刃物及び加工機内の発熱部を冷却する。これにより,工作物や刃物の温度を,周囲の温度変化の影響を受けることなく,一定に維持して高精度の加工を可能にすることを図っている。
【0007】
上記の恒温装置及び該恒温装置の温度制御方法は,加工機の初期立上げ時における加工精度の低下を抑制するのに有効なものであるが,加工機が何らかのトラブル等で電源をオフにしなければならない事態が発生した場合,そのトラブルを解消して次に電源をオンにすると,加工液の温度制御は立上げ時と同じ制御手順で開始される。即ち,図5に示すように,機械の初期立上げ時をt0 とし,加工開始から室温が,TR の如く変化する一般的な工場環境において,初期立上げ後連続加工中のt1 時に何らかのトラブル等で電源をオフにし,再度t2 時に再起動させた場合,従来技術では,再起動時の室温TR 2 を設定温度TS として設定し,その設定温度TS (=TR 2 )で加工液の温度制御が実行され,加工液の温度TL はTL 1 (メモリ機能オフ)のカーブを描く。加工寸法も同様に(図5の下段)TL 1 のラインを描き,徐々に変化し,初期の加工寸法とは大きく異なっていく。機械電源オフ時までは,加工液温度は初期の設定温度TR 0 (=TS )で制御されており,大きく電源オフ時の室温とは異なる。また,電源オフ後も加工液は,熱容量が大きいので,短時間で室温と同じレベルまでは到達できない。再起動後,加工寸法が安定すれば,NC(数値制御)のオフセット機構で補正が可能であるが,安定するまでΔt2 の時間がかかることになる。したがって,再起動時にΔt2 の機械のアイドリング時間が発生し,しかもその後に寸法チェックをし,オフセット補正を行わなければならず,余計な作業及び加工機の稼働率の低下が発生する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
したがって,恒温装置及びその温度制御方法においては,加工機の電源をオフとしその後,再起動する場合に,加工液の温度制御の設定温度を一律に再起動時に検出された室温に設定し直すのではなく,加工液の温度変化が緩慢であることに着目して,加工液の設定温度として加工機の電源オフ時における加工液の温度に略等しい温度を設定して,加工機の電源のオン復帰の後も,直ちに高い加工精度で工作物を加工することを可能とする点で解決すべき課題がある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
この発明の目的は,上記の課題を解決することであり,加工機を当初に立ち上げた後,電源をオフとしその後更に再起動する場合に,加工液の温度変化が緩慢であることに対応して,加工液の温度制御の設定温度を加工機の電源オフ時の設定温度に再設定することにより,加工機の電源のオンの後も直ちに,高い加工精度を維持した状態で工作物の加工を再開し,加工機の稼働率を向上することができる恒温装置を提供することである。
【0010】
この発明は,加工液の温度を検出するための液温センサ,周囲温度を検出する気温センサ,及び前記気温センサが検出した前記周囲温度を加工液の設定温度として設定すると共に設定された前記設定温度を目標値として加工液の温度を制御するコントローラを具備し,前記コントローラは,設定された加工液の前記設定温度を温度メモリに記憶させると共に,加工機の再起動時には前記気温センサが検出した前記周囲温度に代えて前記温度メモリから読み出した温度を新たな設定温度として設定することが可能であることから成る恒温装置に関する。
【0011】
この恒温装置によれば,コントローラは,加工機の初期立上げ時には気温センサが検出した周囲温度を加工液の設定温度として設定し,設定された設定温度を目標値として加工液の温度を制御する。設定された加工液の設定温度は,設定温度として任意に温度メモリに記憶される。何らかのトラブルに対処するため電源をオフにすることにより加工機の稼働を停止し,トラブル解消後に再度加工機を起動するときには,コントローラは,気温センサが検出した周囲温度に代えて温度メモリから読み出した温度を新たな設定温度として設定することができる。加工機の周囲温度は,加工機の稼働の停止後から再起動までの間の短時間の間にも大きく変化することがあるが,加工液は大きな熱容量を有するため,加工液の温度はあまり変化しない。したがって,温度メモリに記憶されている稼働停止前の設定温度を新たな設定温度とすることで,加工液や加工機等の温度を大きく変動させることがなく,長い待機時間を作らずに且つ高い加工精度が維持される。
【0012】
加工液の前記設定温度の前記温度メモリへの記憶は,加工機の起動スイッチのオフ時に行われる。また,加工液は,タンクから前記加工機に備わる工具と前記加工機にセットされ且つ前記工具で加工される工作物との加工部に供給された後,前記タンクに還流され,加工液の温度は,前記タンク内に貯留されている加工液を冷却又は加熱することによって制御される。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下,図面を参照して,この発明による恒温装置及び該恒温装置の温度制御方法の実施例を説明する。図1はこの発明による恒温装置の一実施例を示す側面図,及び図2は図1に示した恒温装置の内部構造を説明するための説明図である。
【0014】
恒温装置1は,旋盤等の加工機のために貯留される切削液等の加工液の温度を所定の温度に管理するためのものであり,図1及び図2に示すように,タンク2内に貯溜した加工液3の温度を検出するための液温センサ4,周囲温度である室内温度を検出する気温センサ5,加工液3の温度を設定温度になるように制御するコントローラ6を備えている。コントローラ6は,加工液3の設定温度を設定する温度設定部31,及び液温センサ4で検出した温度が前記設定温度になるように加工液3の温度を調節する温度制御部32を内蔵している。
【0015】
恒温装置1は,また,加工液3を加熱するためのU字状のヒータ7,及び加工液3を冷却するための冷凍装置8を備えている。冷却器9を除く冷凍装置8の大部分とコントローラ6は,恒温装置1のケース10内に収納されている。一方,冷凍装置8の冷却器9,ヒータ7と,液温センサ4,及び攪拌円盤11は,ケース10の下側から突出している。恒温装置1は,これらの突出した各機器4,7,9,11を加工液3の中に浸けた状態で,加工液3の入ったタンク2の上に設置される。また,気温センサ5は,室内温度を最適に検出することができるように,加工機内又はその周辺等の任意の位置に設置される。即ち,気温センサ5は所望の領域の温度を検出するため,加工機内の任意の場所に設置することも可能である。また,この恒温装置1には,コントローラ6に関連して,温度設定部31で設定された加工液の設定温度を記憶する温度メモリ33が設けられている。
【0016】
冷凍装置8は,図2に示すように,コンプレッサ12,コンデンサ13,キャピラリチューブ14,冷却器9を順次接続した冷凍サイクルによって構成されている。この冷凍サイクルにおいて,コンプレッサ12の吐出側と吸込側とをアンローダ用電磁弁15を介して連絡するバイパス路16が設けられており,アンローダ用電磁弁15は,潤滑油圧を検出する圧力スイッチ(図示せず)によって作動し,コンプレッサ12の始動時に開き,コンプレッサ12が所定の回転数に達して圧力が所定圧力に達すると閉じる。また,コンプレッサ12の吸込側にはコンプレッサ12への液バックを防止するためにアキュムレータ17が設けられている。また,コンデンサ13とキャピラリチューブ14との間には,冷媒中の異物や水分を除去するために乾燥剤を内蔵したフィルタ18が設けられている。
【0017】
冷媒は,コンプレッサ12の回転に伴ってコンプレッサ12で圧縮され,高温高圧のガス冷媒となってコンプレッサ12から吐き出されてコンデンサ13へ入る。コンデンサ13では熱が奪われて冷媒は液化し,高温高圧の液体冷媒となる。また,コンデンサ13に設けられたファン19は,コンデンサ13へ送風してコンデンサ13における凝縮を促進する機能を果たす。コンデンサ13で液化された高温高圧の液体冷媒は,キャピラリチューブ14を通過するときに膨張して低温低圧の液体冷媒となる。該液体冷媒は冷却器9を通過するときに回りから熱を奪うことによって低温低圧のガス冷媒となる。即ち,冷却器9は加工液3の中に浸漬されているので,加工液3から熱を奪って加工液3を冷却する。冷却器9は,螺旋状に巻かれて円筒状に形成されており,冷却器9の中に攪拌円盤11が設けられている。攪拌円盤11は,攪拌用モータ21によって駆動され,加工液3を攪拌してタンク2内の温度分布を均一化させるものである。
【0018】
ヒータ7は加工液3を加熱するものであるが,空焚きを防止するために空焚き防止スイッチ20が設けられている。タンク2内の加工液3が不足しているときには,空焚き防止スイッチ20が作動してヒータ7は作動停止となり,操作盤22に設けられた警報ランプ(図示せず)が点灯して異常を知らせるように構成されている。
【0019】
タンク2内の加工液3に浸けられた液温センサ4,及び室温を検出するための気温センサ5は,コントローラ6に接続されており,各センサ4,5で検出された検出温度が温度コントローラ6に入力される。気温センサ5で検出された室温は,加工機(図示せず)の起動スイッチ(電源スイッチ;図示せず)が入った時にコントローラ6に入力されるように構成されている。例えば一日の最初に加工機を立ち上げるとき,気温センサ5で検出され且つコントローラ6に入力された室温は,温度設定部31において設定温度として設定される。また,この設定時,或いは加工機の電源をオフにするとき,コントローラ6は,その時に温度設定部31に設定されていた設定温度を,任意に温度メモリ33に記憶させる。
【0020】
コントローラ6の温度制御部32は,液温センサ4で検出した加工液3の温度が設定温度と一致するようにヒータ7又は冷凍装置8を制御して温度を調節する。加工液3の温度は,室温が変化したとしても,常時,設定温度にほぼ等しくなるように制御される。そして,温度調節された加工液3は,加工機にセットされた工作物と,加工機に備わり且つ工作物を加工する工具との加工部を冷却するため,その加工部に供給される。まり,加工液は,加工機内のその他の発熱部を冷却するために加工機に供給されることもある。
【0021】
次に,この発明による恒温装置1の作動を,図3及び図4に示すフローチャート及び図5に示すグラフを参照して説明する。図3に示すフローチャートは起動スイッチオンのときの加工液の温度設定処理を示すフローであり,図4に示すフローチャートは起動スイッチがオフのときの設定温度記憶処理を示すフローである。図5の上段は,周囲温度TR ,加工液の温度TL の時間変化を示すグラフ,又下段はそれに伴う加工寸法変化を示すグラフである。図3のフローチャートに示すように,まず,一日の最初に加工機を稼働を開始するに当たり,時刻t0 においてオペレータは起動スイッチを入れる(ステップ1)。次に,設定温度メモリ機能を選択するか否かが判断される(ステップ2)。例えば,その日の最初における加工機の立上げ(初期立上げ)では,設定温度メモリ機能がオフにされるから,コントローラ6は気温センサ5が現時点において検出した室温TR 0 を読み込み(ステップ3),読み込んだ室温TR 0 は温度設定部31において設定温度TS として設定される(ステップ4)。温度設定部31における設定温度TS の設定が行われると,温度制御部32における加工液の温度制御に移行する(ステップ5)。
【0022】
温度制御部32における加工液の温度制御においては,コントローラ6は,温度設定部31において設定された設定温度TS を目標値として,ヒータ7又は冷却器9を作動させて,液温センサ4が検出した加工液3の温度TL が設定温度TS と一致するように,例えばフィードバック制御を行う。加工機の初期立上げ時には加工液3の温度TL は室温TR に一致しているのが普通であるから,設定温度TS は図4に示すように加工液の温度TL に等しい。従って,加工機の起動後,待機時間を要することなく,すぐに加工機を稼働させることができる。
【0023】
加工機によって工作物に対する加工が開始されると,タンク2内の加工液3は工作物及び工具の加工部及び加工機内のその他の発熱部に供給され,これらを冷却しながら工作物の加工が行われる。加工に伴いあるいは室温TR の変化に伴い,タンク2内の加工液3の液温TL が変化して設定温度からのずれが生じてくるが,液温センサ4は加工液3の液温TL を常時検出してコントローラ6に入力しているので,コントローラ6の温度制御部32は検出した液温TL が設定温度TS に一致する制御を行う。即ち,液温TL が設定温度TS よりも低い場合にはヒータ7に通電して加工液3を加熱し,液温TL が設定温度TS よりも高い場合には冷凍装置8を運転して加工液3を冷却する。また,加工液3の液温TL を正確に検出するために,タンク2内の加工液3の温度分布が均一になるように,攪拌円盤11は攪拌用モータ21で常時駆動されている。このようにして,加工液3の温度は,設定温度TS に一致即ち維持するようにフィードバックによる温度制御が行われる。従って,図5に示すように,室温TR がたとえ変化しても,加工液3の温度は常に設定温度TS に維持されるので,工作物や刃物は室温の変化の影響を受けることなく,設定温度TS と同じ温度に維持され,工作物は高精度で加工される。
【0024】
加工機による工作物の加工中等,加工機に何らかのトラブル等が発生することにより,時刻t1 において起動スイッチがオフとなったときには,図4に示す設定温度の記憶処理のためのフローチャートに従って,任意に加工液のための設定温度が温度メモリに記憶される。即ち,起動スイッチがオフとなったときには,コントローラ6による加工液の温度制御に割込み処理が実行され,図4に示す処理に移行する。起動スイッチがオフとなる(ステップ10)と,設定温度メモリ機能を選択するか否かが判断される(ステップ11)。設定温度メモリ機能をオンとすると判断されるときには,コントローラ6は,温度設定部31に設定されている設定温度TS を,任意に温度メモリ33に記憶させ(ステップ12),その後,恒温装置1による加工液の温度制御を停止処理へ移行する指示が出される(ステップ13)。また,その日の作業,又は一連の加工作業が終了される場合等,加工機の稼働をある程度の長時間停止する場合には,ステップ11で設定温度メモリ機能をオフとするとするので,ステップ13にスキップして加工液の温度制御を停止処理へ移行する。この場合,次の起動時には,ステップ1〜5が繰り返される。
【0025】
加工機のトラブルが解消され,起動スイッチのオンが再起動される場合,図3に示すフローチャートのステップ2では,設定温度メモリ機能の選択はオンと判断される。この場合,コントローラ6は,温度メモリ33に記憶されている温度TM を読み込み(ステップ6),読み込んだ温度TM を新たな設定温度TS として温度設定部31に設定し直す(ステップ7)。その後は,ステップ5に移行し,起動スイッチがオフとなったときに設定されていた設定温度TS を目標として,前述と同様の加工液の温度制御への移行が行われる(ステップ5)。
【0026】
したがって,起動スイッチのオンが再起動される場合には,再起動時に気温センサ5が検出した周囲温度TR 2 を設定温度として設定するのではなく,温度メモリ33に温度TR 0 として記憶されている起動スイッチオフ時の設定温度が読み出され,その温度が再度,設定温度TS として設定されるので,設定温度が加工液の温度からのずれ量が少なくなり,設定温度と大きく異なる温度の加工液で工作物の加工を行うというような事態にならず,加工精度が悪化することも,また加工液の温度が図5に想像線で示すように設定温度(=TR 2 )に一致するのを待つ必要もなく,直ちに加工機を良好な加工精度で稼働させることができる。
【0027】
【発明の効果】
この発明による恒温装置は,上記に説明した構成を有しているので,次のような効果を有する。即ち,この発明によれば,再起動時には,温度メモリに記憶した起動スイッチオフ時の設定温度を読み出して新たな設定温度として設定することが可能となるので,再起動時に周囲温度が,加工機の初期立上げ時の周囲温度と大幅に相違していても,その周囲温度が設定温度として設定されることがなく,加工液の温度に略一致していた温度が新たに設定されるので,再起動と同時にすぐに加工精度の良い加工を開始することができ,寸法が安定するまでの時間もΔt2 と比較して短く(Δt1 ),生産性を向上させることができ,且つ,加工寸法も初期立上げ時の寸法と等しくなり,寸法補正が不要となる。また,コントローラは,液温センサで検出した加工液の温度が設定温度からずれると,液温を設定温度に一致させるべく,タンク内に貯溜された加工液を冷却又は加熱することによって温度調節をするので,加工液の温度は常に設定温度に維持されるので,一定温度の状況において工作物を加工することができる。従って,工作物や刃物は周囲の温度変化の影響を受けることなく,設定温度に維持され,安定した高精度の加工が可能になる。
【0028】
また,この恒温装置は,初期立上げ時及び再起動時に,温度の設定が自動的に行われるので,従来のようにオペレータが加工開始直前に最適温度を測定する必要はなく,最適温度を設定する必要もなくなり,温度管理が簡単に行えるようになる。しかも,高精密加工では±1μmの寸法精度が要求されるが,この発明によれば,そのような場合でも十分対応可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による恒温装置の一実施例を示す側面図である。
【図2】図1に示した恒温装置の内部構造を説明するための説明図である。
【図3】この発明による恒温装置における起動スイッチがオンのときの温度設定処理を示すフローチャートである。
【図4】この発明による恒温装置における起動スイッチがオフのときの設定温度の記憶処理を示すフローチャートである。
【図5】図1に示した恒温装置における加工液と室温の時間変化,及び加工寸法の時間変化を示したグラフである。
【符号の説明】
1 恒温装置
2 タンク
3 加工液
4 液温センサ
5 気温センサ
6 コントローラ
7 ヒータ
9 冷却器
31 温度設定部
32 温度制御部
33 温度メモリ
R 周囲温度(室温)
L 加工液の温度(液温)
S 設定温度
M 温度メモリに記憶された温度
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a thermostatic device that is applied to a high-precision machine and controls the temperature of a machining fluid to a set temperature.
[0002]
[Prior art]
In general, the installation of air-conditioning equipment in a vast machining factory requires a huge amount of equipment and consumes a large amount of power, so that a general machining factory has few air-conditioning equipment. The room temperature of a factory without air conditioning equipment changes from morning to night in the day, and also changes due to changes in the seasons, and the daily and annual changes in room temperature are extremely large. The work machine itself as well as the work machine itself undergoes thermal expansion and contraction due to this temperature difference. Therefore, when high-precision machining is required for the work piece, this temperature difference cannot be ignored.
[0003]
Therefore, in order to achieve high-precision machining, conventionally, a thermostatic device for maintaining the temperature of the cutting fluid at a constant temperature is provided, and the cutting fluid adjusted to a constant temperature is set in the tool and the processing machine provided in the processing machine. In addition, the temperature of the workpiece or the like being processed does not change even if the ambient temperature changes by supplying the processed portion with the workpiece processed by the tool. From this point of view, the present applicant has also proposed a thermostat and a temperature control method for the thermostat (Japanese Patent Application No. 10-101924).
[0004]
The thermostat according to the above proposal is an automatic sensor that detects the temperature of the cutting fluid stored in the tank, a sensor that detects the ambient temperature, and the temperature detected by the sensor when the processing machine is started as the set temperature. An automatic temperature setter that automatically sets the temperature, and a temperature control device that adjusts the temperature of the cutting fluid so that the temperature detected by the fluid temperature sensor becomes the set temperature. The temperature control method of the apparatus is a constant temperature apparatus for maintaining the cutting fluid supplied to the processing machine at a set temperature in order to cool the workpiece, the cutting tool set in the processing machine, and the heat generating part in the processing machine. In this temperature control method, the ambient temperature at the start of machining is automatically detected by a sensor, the detected value is set as a set temperature, and the temperature is controlled so that the temperature of the cutting fluid is maintained at the set temperature. And it is characterized in and.
[0005]
The temperature control device proposed by the present applicant and the temperature control method of the temperature control device are such that when the processing machine is started, for example, when the start switch (power switch) is turned on at the beginning of the day, the ambient temperature, that is, the room temperature is automatically set. The temperature detected by the sensor is set as the set temperature of the constant temperature device, and the controller controls to maintain the set temperature during machining, so that almost no waiting time is required at startup, and the machine itself and the workpiece It is intended to ensure high-precision machining of workpieces by eliminating temperature fluctuations during machining and deformation of the machine and workpieces based on it.
[0006]
Since the temperature of the cutting fluid normally matches the room temperature at the initial start-up of the processing machine, there is no need to wait until the temperature of the cutting fluid matches the set temperature. When the temperature of the cutting fluid detected by the fluid temperature sensor deviates from the set temperature, the temperature control device cools or heats the cutting fluid stored in the tank so that the temperature of the cutting fluid matches the set temperature. Make adjustments. The cutting fluid maintained at the set temperature is supplied to the processing machine, and cools the workpiece, the cutting tool, and the heat generating part in the processing machine set in the processing machine. As a result, the temperature of the workpiece and the tool is kept constant without being affected by the ambient temperature change, thereby enabling high-precision machining.
[0007]
The above thermostat and the temperature control method of the thermostat are effective for suppressing a reduction in machining accuracy at the initial startup of the machine, but the machine must be turned off due to some trouble. When a problem arises, the temperature of the machining fluid is started with the same control procedure as at startup when the trouble is solved and the power is turned on next time. That is, as shown in FIG. 5, the machine of the time of initial startup and t 0, at room temperature from the processing start, in a general factory environment that varies as T R, at t 1 the initial start-up during and after continuous processing If any trouble such as off the power supply was restarted at again t 2, in the prior art, to set the room temperature T R 2 at the time of re-starting the set temperature T S, the set temperature T S (= T R 2 ), The temperature of the machining fluid is controlled, and the temperature T L of the machining fluid draws a curve of T L 1 (memory function off). Similarly, the processing dimension also draws a line of T L 1 (lower part of FIG. 5), and gradually changes, and greatly differs from the initial processing dimension. Until the machine power is turned off, the machining fluid temperature is controlled at the initial set temperature T R 0 (= T S ), which is largely different from the room temperature when the power is turned off. Even after the power is turned off, the machining fluid has a large heat capacity, so it cannot reach the same level as room temperature in a short time. If the machining dimensions become stable after restarting, correction can be made with an NC (numerical control) offset mechanism, but it takes Δt 2 to stabilize. Therefore, when the machine is restarted, the idling time of the machine of Δt 2 occurs, and after that, a dimension check must be performed and offset correction must be performed, which causes unnecessary work and a reduction in the operating rate of the processing machine.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, in the thermostatic device and its temperature control method, when the machine power is turned off and then restarted, the set temperature of the machining fluid temperature control is uniformly set to the room temperature detected at the time of restart. Instead, pay attention to the fact that the temperature change of the machining fluid is slow, and set the machining fluid temperature to be approximately equal to the temperature of the machining fluid when the machine power is turned off. There is a problem to be solved in that the workpiece can be machined with high machining accuracy immediately after returning.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problem, and to cope with a slow change in the temperature of the working fluid when the power is turned off and then restarted after the processing machine is initially started. Thus, by resetting the set temperature of the machining fluid temperature control to the set temperature when the machine power is turned off, the workpiece can be maintained with high machining accuracy immediately after the machine power is turned on. It is to provide a thermostatic device that can resume the processing and improve the operating rate of the processing machine.
[0010]
The present invention provides a liquid temperature sensor for detecting the temperature of the machining liquid, an air temperature sensor for detecting the ambient temperature, and the ambient temperature detected by the air temperature sensor as the set temperature of the machining liquid and the set value A controller for controlling the temperature of the machining fluid using the temperature as a target value, the controller storing the set temperature of the set machining fluid in a temperature memory, and the temperature sensor detects when the processing machine is restarted The present invention relates to a thermostatic device that can set a temperature read from the temperature memory instead of the ambient temperature as a new set temperature.
[0011]
According to this constant temperature device, the controller sets the ambient temperature detected by the air temperature sensor at the initial startup of the processing machine as the set temperature of the processing liquid, and controls the temperature of the processing liquid using the set temperature as a target value. . The set temperature of the set working fluid is arbitrarily stored in the temperature memory as the set temperature. When the machine is stopped by turning off the power to deal with any trouble, and the machine is started again after the trouble is resolved, the controller reads from the temperature memory instead of the ambient temperature detected by the temperature sensor. The temperature can be set as a new set temperature. The ambient temperature of the processing machine may change greatly during a short period of time from when the machine is stopped until it is restarted. However, since the machining fluid has a large heat capacity, the temperature of the machining fluid is not so high. It does not change. Therefore, by setting the set temperature before operation stop stored in the temperature memory as a new set temperature, the temperature of the machining fluid, the processing machine, etc. does not fluctuate greatly, it does not create a long standby time and is high. Processing accuracy is maintained.
[0012]
Storage of the set temperature of the working fluid in the temperature memory is performed when the start switch of the processing machine is turned off. Further, the machining fluid is supplied from the tank to the processing unit of the tool provided in the processing machine and the workpiece set on the processing machine and processed by the tool, and then is returned to the tank, so that the temperature of the machining fluid is increased. Is controlled by cooling or heating the working fluid stored in the tank.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of a thermostat and a temperature control method for the thermostat according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view showing an embodiment of a thermostatic device according to the present invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the internal structure of the thermostatic device shown in FIG.
[0014]
The thermostatic device 1 is for managing the temperature of a machining fluid such as a cutting fluid stored for a processing machine such as a lathe at a predetermined temperature. As shown in FIGS. A liquid temperature sensor 4 for detecting the temperature of the machining liquid 3 stored in the chamber 4, an air temperature sensor 5 for detecting the room temperature, which is the ambient temperature, and a controller 6 for controlling the temperature of the machining liquid 3 to be a set temperature. Yes. The controller 6 includes a temperature setting unit 31 for setting the set temperature of the machining liquid 3 and a temperature control unit 32 for adjusting the temperature of the machining liquid 3 so that the temperature detected by the liquid temperature sensor 4 becomes the set temperature. ing.
[0015]
The thermostat 1 also includes a U-shaped heater 7 for heating the machining liquid 3 and a refrigeration apparatus 8 for cooling the machining liquid 3. Most of the refrigeration apparatus 8 excluding the cooler 9 and the controller 6 are accommodated in a case 10 of the thermostatic apparatus 1. On the other hand, the cooler 9, the heater 7, the liquid temperature sensor 4, and the stirring disk 11 of the refrigeration apparatus 8 protrude from the lower side of the case 10. The thermostatic device 1 is installed on the tank 2 containing the machining liquid 3 in a state in which the protruding devices 4, 7, 9, and 11 are immersed in the machining liquid 3. The air temperature sensor 5 is installed at an arbitrary position in the processing machine or the vicinity thereof so that the room temperature can be optimally detected. That is, the air temperature sensor 5 can be installed at an arbitrary place in the processing machine in order to detect the temperature of a desired region. In addition, the thermostatic device 1 is provided with a temperature memory 33 that stores the set temperature of the machining fluid set by the temperature setting unit 31 in association with the controller 6.
[0016]
As shown in FIG. 2, the refrigeration apparatus 8 includes a refrigeration cycle in which a compressor 12, a condenser 13, a capillary tube 14, and a cooler 9 are sequentially connected. In this refrigeration cycle, a bypass path 16 is provided to connect the discharge side and the suction side of the compressor 12 via an unloader solenoid valve 15, and the unloader solenoid valve 15 is a pressure switch (see FIG. (Not shown) and opens when the compressor 12 starts, and closes when the compressor 12 reaches a predetermined rotational speed and the pressure reaches a predetermined pressure. An accumulator 17 is provided on the suction side of the compressor 12 in order to prevent liquid back to the compressor 12. In addition, a filter 18 containing a desiccant is provided between the condenser 13 and the capillary tube 14 in order to remove foreign substances and moisture in the refrigerant.
[0017]
The refrigerant is compressed by the compressor 12 along with the rotation of the compressor 12, becomes a high-temperature and high-pressure gas refrigerant, and is discharged from the compressor 12 and enters the condenser 13. The condenser 13 is deprived of heat and the refrigerant is liquefied to become a high-temperature and high-pressure liquid refrigerant. Further, the fan 19 provided in the capacitor 13 functions to promote the condensation in the capacitor 13 by sending air to the capacitor 13. The high-temperature and high-pressure liquid refrigerant liquefied by the condenser 13 expands to become a low-temperature and low-pressure liquid refrigerant when passing through the capillary tube 14. The liquid refrigerant becomes a low-temperature and low-pressure gas refrigerant by taking heat away from the surroundings when passing through the cooler 9. That is, since the cooler 9 is immersed in the machining liquid 3, the machining liquid 3 is cooled by removing heat from the machining liquid 3. The cooler 9 is spirally wound and formed in a cylindrical shape, and a stirring disk 11 is provided in the cooler 9. The agitation disk 11 is driven by an agitation motor 21 to agitate the machining liquid 3 and make the temperature distribution in the tank 2 uniform.
[0018]
The heater 7 heats the machining fluid 3 and is provided with an airing prevention switch 20 in order to prevent airing. When the working fluid 3 in the tank 2 is insufficient, the airing prevention switch 20 is activated and the heater 7 is deactivated, and an alarm lamp (not shown) provided on the operation panel 22 is lit to cause an abnormality. Configured to inform.
[0019]
The liquid temperature sensor 4 immersed in the processing liquid 3 in the tank 2 and the air temperature sensor 5 for detecting the room temperature are connected to the controller 6, and the detected temperature detected by each sensor 4, 5 is the temperature controller. 6 is input. The room temperature detected by the temperature sensor 5 is configured to be input to the controller 6 when a start switch (power switch; not shown) of a processing machine (not shown) is turned on. For example, when the processing machine is started up at the beginning of the day, the room temperature detected by the temperature sensor 5 and input to the controller 6 is set as a set temperature in the temperature setting unit 31. Further, at the time of this setting or when turning off the power of the processing machine, the controller 6 arbitrarily stores the set temperature set in the temperature setting unit 31 at that time in the temperature memory 33.
[0020]
The temperature control unit 32 of the controller 6 controls the heater 7 or the refrigeration apparatus 8 so as to adjust the temperature so that the temperature of the machining liquid 3 detected by the liquid temperature sensor 4 matches the set temperature. The temperature of the working fluid 3 is always controlled to be substantially equal to the set temperature even if the room temperature changes. Then, the temperature-adjusted machining fluid 3 is supplied to the machining section in order to cool the machining section between the workpiece set on the machining machine and the tool provided on the machining machine and machining the workpiece. In other words, the machining fluid may be supplied to the processing machine in order to cool other heat generating parts in the processing machine.
[0021]
Next, the operation of the thermostatic device 1 according to the present invention will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. 3 and 4 and the graph shown in FIG. The flowchart shown in FIG. 3 is a flow showing the temperature setting process of the machining fluid when the start switch is on, and the flowchart shown in FIG. 4 is a flow showing the set temperature storing process when the start switch is off. The upper part of FIG. 5 is a graph showing the change over time of the ambient temperature T R and the temperature T L of the machining fluid, and the lower part is a graph showing the change in the machining dimension associated therewith. As shown in the flowchart of FIG. 3, first, when starting the operation of the processing machine at the beginning of the day, the operator turns on the start switch at time t 0 (step 1). Next, it is determined whether or not the set temperature memory function is selected (step 2). For example, at the start of the processing machine at the beginning of the day (initial start-up), the set temperature memory function is turned off, so the controller 6 reads the room temperature T R 0 detected by the temperature sensor 5 at the present time (step 3). The read room temperature T R 0 is set as the set temperature T S in the temperature setting unit 31 (step 4). When the set temperature T S is set in the temperature setting unit 31, the process shifts to the processing liquid temperature control in the temperature control unit 32 (step 5).
[0022]
In the temperature control of the processing liquid in the temperature control unit 32, the controller 6 operates the heater 7 or the cooler 9 with the set temperature T S set in the temperature setting unit 31 as a target value, and the liquid temperature sensor 4 For example, feedback control is performed so that the detected temperature T L of the machining fluid 3 matches the set temperature T S. Since the temperature T L of the machining liquid 3 is usually equal to the room temperature T R at the initial start-up of the processing machine, the set temperature T S is equal to the temperature T L of the machining liquid as shown in FIG. Accordingly, the processing machine can be operated immediately without requiring a waiting time after the processing machine is started.
[0023]
When machining on the workpiece is started by the processing machine, the machining fluid 3 in the tank 2 is supplied to the machining section of the workpiece and the tool and other heat generating sections in the machining machine, and the machining of the workpiece is performed while cooling them. Done. With the processing or with the change in room temperature T R, but deviates from the machining fluid 3 in liquid temperature T L is set by changing the temperature in the tank 2 arises, the liquid temperature sensor 4 of the working fluid 3 solution temperature since the T L type always detect the controller 6, the temperature control unit 32 of the controller 6 performs control detected liquid temperature T L is equal to the set temperature T S. That is, when the liquid temperature T L is lower than the set temperature T S , the heater 7 is energized to heat the machining liquid 3, and when the liquid temperature T L is higher than the set temperature T S , the refrigeration apparatus 8 is operated. Then, the machining liquid 3 is cooled. Further, in order to accurately detect the liquid temperature TL of the machining liquid 3, the stirring disk 11 is constantly driven by a stirring motor 21 so that the temperature distribution of the machining liquid 3 in the tank 2 is uniform. In this way, temperature control by feedback is performed so that the temperature of the machining fluid 3 matches or maintains the set temperature T S. Therefore, as shown in FIG. 5, even if the room temperature T R changes, the temperature of the machining fluid 3 is always maintained at the set temperature T S , so that the workpiece and the tool are not affected by the change in the room temperature. The workpiece is maintained at the same temperature as the set temperature T S and the workpiece is machined with high accuracy.
[0024]
When the start switch is turned off at time t 1 due to some trouble occurring in the processing machine, such as during the processing of a workpiece by the processing machine, any processing is performed according to the flowchart for storing the set temperature shown in FIG. The set temperature for the machining fluid is stored in the temperature memory. That is, when the start switch is turned off, an interruption process is executed for the temperature control of the machining fluid by the controller 6, and the process proceeds to the process shown in FIG. When the start switch is turned off (step 10), it is determined whether or not the set temperature memory function is selected (step 11). When it is determined that the set temperature memory function is turned on, the controller 6 arbitrarily stores the set temperature T S set in the temperature setting unit 31 in the temperature memory 33 (step 12), and then the thermostat 1 An instruction to shift the temperature control of the machining fluid to the stop process is issued (step 13). Further, when the operation of the processing machine is stopped for a certain long time, such as when the work of the day or a series of processing operations is completed, the set temperature memory function is turned off at step 11, so that the process proceeds to step 13. Skip and shift the temperature control of the machining fluid to the stop process. In this case, steps 1 to 5 are repeated at the next start-up.
[0025]
When the trouble of the processing machine is solved and the start switch is turned on again, in step 2 of the flowchart shown in FIG. 3, it is determined that the selection of the set temperature memory function is on. In this case, the controller 6 reads the temperature T M stored in the temperature memory 33 (step 6), and resets the read temperature T M as a new set temperature T S in the temperature setting unit 31 (step 7). . Thereafter, the process proceeds to step 5 and the process temperature control similar to that described above is performed with the target set temperature T S set when the start switch is turned off as a target (step 5).
[0026]
Therefore, when the start switch is turned on again, the ambient temperature TR 2 detected by the temperature sensor 5 at the time of restart is not set as the set temperature, but is stored as the temperature TR 0 in the temperature memory 33. The set temperature when the start switch is turned off is read, and the temperature is set again as the set temperature T S , so the amount of deviation from the temperature of the machining fluid decreases, and the temperature differs greatly from the set temperature. The machining fluid is not machined with the machining fluid, and the machining accuracy is deteriorated. The temperature of the machining fluid is set to a set temperature (= TR 2 ) as indicated by an imaginary line in FIG. There is no need to wait for a match, and the machine can be operated immediately with good machining accuracy.
[0027]
【The invention's effect】
Since the thermostat according to the present invention has the configuration described above, it has the following effects. That is, according to the present invention, at the time of restarting, it becomes possible to read the set temperature when the start switch is turned off stored in the temperature memory and set it as a new set temperature. Even if it is significantly different from the ambient temperature at the initial start-up, the ambient temperature is not set as the set temperature, and a new temperature is set that approximately matches the temperature of the machining fluid. Machining with high machining accuracy can be started immediately upon restart, the time until the dimension stabilizes is also shorter than Δt 2 (Δt 1 ), productivity can be improved, and machining The dimensions are also equal to those at the initial startup, eliminating the need for dimensional correction. When the temperature of the machining fluid detected by the fluid temperature sensor deviates from the set temperature, the controller adjusts the temperature by cooling or heating the machining fluid stored in the tank so that the fluid temperature matches the set temperature. Therefore, the temperature of the machining fluid is always maintained at the set temperature, so that the workpiece can be machined at a constant temperature. Accordingly, the workpiece and the cutter are maintained at the set temperature without being affected by the ambient temperature change, and stable and highly accurate machining is possible.
[0028]
In addition, since the temperature setting is automatically performed at the initial startup and restarting of this thermostat, it is not necessary for the operator to measure the optimum temperature immediately before the start of machining as in the conventional case, and the optimum temperature is set. This eliminates the need to perform temperature management. In addition, dimensional accuracy of ± 1 μm is required in high precision machining, but according to the present invention, it is possible to sufficiently cope with such a case.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing an embodiment of a thermostatic device according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining an internal structure of the thermostatic device shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a flowchart showing a temperature setting process when a start switch is turned on in the constant temperature device according to the present invention.
FIG. 4 is a flowchart showing a preset temperature storage process when the start switch in the thermostatic device according to the present invention is off.
FIG. 5 is a graph showing a change with time of a processing liquid and room temperature and a change with time of a processing dimension in the thermostatic device shown in FIG. 1;
[Explanation of symbols]
1 thermostat 2 Tank 3 working fluid 4 liquid temperature sensor 5 temperature sensor 6 controller 7 heater 9 cooler 31 the temperature setting unit 32 Temperature controller 33 Temperature memory T R ambient temperature (room temperature)
TL Processing fluid temperature (liquid temperature)
T S set temperature T M Temperature stored in temperature memory

Claims (3)

加工液の温度を検出するための液温センサ,周囲温度を検出する気温センサ,及び前記気温センサが検出した前記周囲温度を加工液の設定温度として設定すると共に設定された前記設定温度を目標値として加工液の温度を制御するコントローラを具備し,前記コントローラは,設定された加工液の前記設定温度を温度メモリに記憶させると共に,加工機の再起動時には前記気温センサが検出した前記周囲温度に代えて前記温度メモリから読み出した温度を新たな設定温度として設定することが可能であることから成る恒温装置。A liquid temperature sensor for detecting the temperature of the machining fluid, an air temperature sensor for detecting the ambient temperature, and the ambient temperature detected by the air temperature sensor is set as a set temperature of the machining fluid and the set temperature set is a target value And a controller for controlling the temperature of the machining fluid. The controller stores the set temperature of the set machining fluid in a temperature memory, and at the same time the ambient temperature detected by the temperature sensor when the processing machine is restarted. Instead, a thermostatic device comprising a temperature read from the temperature memory can be set as a new set temperature. 加工液の前記設定温度の前記温度メモリへの記憶は,加工機の起動スイッチのオフ時に行われることから成る請求項1に記載の恒温装置。The constant temperature apparatus according to claim 1, wherein storing the set temperature of the machining fluid into the temperature memory is performed when a start switch of a machining machine is turned off. 加工液は,タンクから前記加工機に備わる工具と前記加工機にセットされ且つ前記工具で加工される工作物との加工部に供給された後,前記タンクに還流され,加工液の温度は,前記タンク内に貯留されている加工液を冷却又は加熱することによって制御されることから成る請求項1又は2に記載の恒温装置。The working fluid is supplied from the tank to the processing unit of the tool provided in the processing machine and the workpiece set on the processing machine and processed by the tool, and then returned to the tank. The thermostat according to claim 1 or 2, wherein the thermostatic device is controlled by cooling or heating the machining fluid stored in the tank.
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