JP5470005B2 - 切削液吐出検出方法とその装置 - Google Patents

Description

本発明は、工作機械に装着される工具ホルダに対して液体等を供給する微量切削液供給装置における切削液吐出検出方法とその装置に関するものである。

工作機械における回転自在なスピンドルの先端部のホルダ装着孔に、工具ホルダのシャンクを装着して、工具ホルダの主体部を回転させる際に前記工具ホルダに向けて切削液を供給するようにした工作機械における工具ホルダへの液体供給装置が知られている（特許文献１参照）。前記液体供給装置は、微量の水溶性クーラント，水及び油、オイルミストなどによるＭＱＬ（Minimum Quantity Lubrication：極微小油剤をミスト化して行う加工）であって、工具ホルダの前記主体部であるスピンドルの中空通路内を通過して工具の先端部に切削液が供給される。

特開特開２００６−２９７５７３号公報

しかし、従来の液体供給装置においては、工具先端のオイルホールから吐出する切削液の有無および量の把握が必要であるが、加工の最中に工具からの切削液の吐出の有無および吐出量の確認がリアルタイムにはできない。また、その確認には加工していない時に行うので、生産時間に与える影響は少なくない。更に、工具を回転させた状態での切削液の吐出の有無および吐出量の確認は危険を伴うものである。このように、従来の液体供給装置には解決すべき課題がある。本発明に係る切削液吐出検出方法とその装置は、このような課題を解決するために提案されたものである。

本発明に係る切削液吐出検出方法の上記課題を解決して目的を達成するための要旨は、 切削液の供給管とエアー供給管とが接続される微量切削油供給装置と、該微量切削油供給装置に一端部が接続され他端部が主軸のオイルホールを介して工具先端部に配設されたミスト供給配管とで、前記工具先端部に切削液を吐出させ、該切削液の吐出有無と吐出量とを検出する切削液吐出検出方法において、
前記エアー供給管の途中に、空気流量を測定する流量計を設けることで、切削液の吐出の有無と吐出量とを、前記ミスト供給配管にエアーのみを供給した場合の流量を基準値として該基準値に対する前記空気流量の減少から検出するようにしたこと、
を特徴とする切削液吐出検出方法。

本発明の切削液吐出検出方法とその装置によれば、ミスト供給配管にエアーのみが供給されている場合に比較して、切削液が前記ミスト供給配管にミスト化されて浸入すると、前記エアーの流量が低下する。これにより、エアーのみの時の基準値を閾値として、それより下がるので切削液の吐出の有無が判る。このことは、図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、また、切削液の浸入で低下するミスト供給配管のエアー流量は、切削液の量に比例する。
更に、精度の高い空気流量計を用いることで、切削液の吐出量が、単位時間における低下量を積分することで、検出可能となる。

本発明に係る切削液吐出検出装置１の概略構成図である。 同本発明の切削液吐出検出方法により、ミスト供給配管にエアーのみを供給した場合の供給量を基準として、該ミスト供給配管に切削液を浸入させた場合のエアー供給量とを比較した説明図（Ａ），（Ｂ）である。

本発明に係る切削液吐出検出装置１は、図１に示すように、オイルミスト、水ミスト若しくはクーラントミストである切削液の供給ポンプ（図示せず）に接続されている切削液用供給管２の一端とコンプレッサー（図示せず）に接続されているエアー供給管３の一端とが接続される微量切削油供給装置４と、該微量切削油供給装置４に一端部５ａが接続され他端部５ｂが主軸（スピンドル）６のオイルホールを介して工具７先端部に配設されたミスト供給配管５とを少なくとも有して構成される切削液吐出検出装置１である。そして、前記エアー供給管３の途中に、空気流量を測定する流量計８を設けてなるものである。

前記流量計８は、前記エアー供給管３の途中に計器８ａが設けられ、該計器８ａと流量測定機器８ｂとが接続されている。また、この流量測定機器８ｂから、前記供給ポンプが何かしらの故障で吐出量が減った場合、若しくは、壊れて出なくなった場合などの異常を確認するためのミスト吐出検出信号が出力され、前記微量切削油供給装置４の制御装置（図示せず）に電気的に接続されている。

上記の切削液吐出検出装置１により、切削液吐出検出方法について説明する。まず、図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、工具の径によってオイルホールの径も異なるため、エアーのみを吐出させた状態の流量を測定する。これを基準値とする。例えば、工具Ａでは、約１２５（ｌ／ｍｉｎ）である。

次に、切削液を供給用ポンプから所定量を切削液用供給管２から微量切削油供給装置４に供給する。これにより、エアーと切削液とが混合されミスト化される。すると、主軸（スピンドル）６のオイルホールを通過するエアーの流量が、前記基準値から低下して図２（Ａ）に示すように、約１０５（ｌ／ｍｉｎ）となる。即ち、エアーに切削液の混合された分だけ当該エアーの流量が減ったのである。

こうして、エアーの流量において、減少する変化が見られるので、ミストが吐出されたことが判るのである。また、切削液の吐出量も、前記切削液用の供給用ポンプにおける設定で決まるのであるが、実際の切削液の吐出流量が前記流量計８によってリアルタイムで測定される。

このようにして、前記エアー供給管３の途中に、空気流量を測定する流量計８を設けることで、切削液の吐出の有無と吐出量とを、前記ミスト供給配管３にエアーのみを供給した場合の流量を基準値として、ミスト化後の空気流量から吐出させた切削液の量を検出する切削液吐出検出方法となる。

また、図２（Ｂ）に示すように、工具Ｂの場合には、工具径が異なるので、基準値も異なるが、切削液の吐出後の流量計８の変化により吐出が確認され、吐出量が計測される。

このような方法により、空気流量とこれに混入させる液体の流量を測定することで、リアルタイムで混入させる液体の吐出とその吐出流量を測定できるので、各種の流体に混合物（液体、若しくは固体）を混入させる場合に広く適用することができる。

１ 切削液吐出検出装置、
２ 切削液用供給管、
３ エアー供給管、
４ 微量切削油供給装置、
５ ミスト供給配管、 ５ａ 一端部、
５ｂ 他端部、
６ 主軸（スピンドル）、
７ 工具、
８ 流量計、 ８ａ 計器、
８ｂ 流量測定機器。

Claims (1)

1. 切削液の供給管とエアー供給管とが接続される微量切削油供給装置と、該微量切削油供給装置に一端部が接続され他端部が主軸のオイルホールを介して工具先端部に配設されたミスト供給配管とで、前記工具先端部に切削液を吐出させ、該切削液の吐出有無と吐出量とを検出する切削液吐出検出方法において、
   前記エアー供給管の途中に、空気流量を測定する流量計を設けることで、切削液の吐出の有無と吐出量とを、前記ミスト供給配管にエアーのみを供給した場合の流量を基準値として該基準値に対する前記空気流量の減少から検出するようにしたこと、
   を特徴とする切削液吐出検出方法。

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