JP5580388B2 - フィルタ洗浄装置を備えた工作機械 - Google Patents

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Description

本発明は、工作機械において切削液に混入した切粉やスラッジを除去するために使用されるフィルタを逆洗浄する方法において、安価にかつ正確にフィルタの目詰まりを検出できるフィルタ洗浄装置を備えた工作機械に関する。
工作機械においては、加工中に発生した切粉やスラッジなどの不純物が切削液中に混入して、機械の性能及び信頼性に悪影響を及ぼすことから、これらを除去するためのフィルタが使用される。
このフィルタについては浄化性能の維持と寿命の延長を目的としてフィルタを洗浄する事が行われている。その洗浄方法として、通常使用する際の切削液の流れ方向とは逆の方向に切削液を流し、フィルタに付着した切粉やスラッジをフィルタから取り除く逆洗動作を行う場合がある。上記逆洗動作の方法としては、特許文献1〜3などに開示されるものがある。なお、逆洗とは逆洗浄の略表記である。
ここで、前記先行技術文献に開示される逆洗動作の概要を説明する。まず、逆洗を行うフィルタ及びフィルタ容器の流入側及び流出側の管路を閉じて、フィルタ及びフィルタ容器の内に残っている切削液が移動できないようにする。
続いて、フィルタ内に通常時の切削液の流れ方向とは逆の方向に圧縮空気を供給すると共にフィルタ容器に配管されている排出管路の排出バルブを開く事により、圧縮空気によって加圧された切削液がフィルタを通過した後開かれた排出管路に流れるようにし、この切削液の流れによりフィルタに付着した切粉やスラッジなどの不純物を除去する。
図13は従来の従来の工作機械の切削液濾過装置を説明する図である。1は切削液濾過装置、10はタンク、11はダーティーポンプ、12は流入側バルブ、13はフィルタ容器、14は差圧スイッチ、15は排出バルブ、16はエア源、17はエア供給バルブ、18は流出側バルブ、19は切粉を含んだ切削液、20,21,22,23は管路であり、70は工作機械本体である。
図示しない制御装置によって制御される切削液濾過装置1を動作させダーティーポンプ11を駆動し管路20を介して切粉を含んだ切削液19を汲み上げ、フィルタ容器13を介して、工作機械本体70にフィルタで濾過した切削液を供給する。フィルタ容器13内には切粉を含んだ切削液から切粉を濾過するための図示しないフィルタが取り付けられている。
タンク10内に貯留された切粉を含んだ切削液19の浄化を続けていくと、フィルタ容器13内のフィルタに付着する切粉の量が徐々に増加していく。そして、差圧スイッチ14によって、フィルタの流入側の管路21と流出側の管路22との間の差圧を検出し、検出された差圧が所定の値を超えた時に逆洗動作を開始する。
逆洗動作はまず、ダーティーポンプ11の駆動を停止しタンク10に貯留された切粉を含んだ切削液19の汲み上げを中断し、フィルタ容器13の流入側の管路21及び流出側の管路22をそれぞれ弁(流入側バルブ12,流出側バルブ18)によって閉じる。これにより、フィルタ容器13の内に残っている切削液はタンク10内および工作機械本体70に流出できない。
続いて、エア源16に接続された弁(エア供給バルブ17)を開き、フィルタ容器13内に通常時の切削液の流れ方向とは逆の方向に圧縮空気を供給する。エア源16に接続された弁(エア供給バルブ17)を閉じると共にフィルタ容器13に接続されている排出弁(排出バルブ15)を開く事により、圧縮空気によって加圧された切削液が通常時の切削液の流れ方向とは逆の方向にフィルタ容器13内のフィルタを通過した後、管路23に設けられた排出バルブ15を通過してタンク10に戻る。この切削液の流れによりフィルタに付着した切粉やスラッジを除去する。また、差圧スイッチ14に代えて、圧力センサを用いたり、流量センサを用いることもできる。
特許文献4には、フィルタの目詰まり検出方法として、フィルタに切削液を供給するポンプの電流変化を検出する方法が開示されている。
また、特許文献5には、クリーン槽への切削液の補給時間を計測し、所要時間が所定の時間を超えた時に、異常であると判断してフィルタの交換時期等を報知する技術が開示されている。
特許第4349308号公報 特許第4797409号公報 特開2001−252847号公報 特許第3960500号公報 特開2004−66425号公報
特許文献1〜3に開示された先行技術文献に開示される逆洗動作においては、差圧スイッチ14、圧力センサによって得られる測定値を元に、逆洗動作を行うかどうかの判断を行っているが、これらの機器は高額であるため、コストの点において改善する余地がある。流量センサを用いた場合も同様である。よって簡単な方法もしくは安価な機器を使用して、逆洗動作を行うかどうかの判断が可能である事が望ましい。
特許文献4に開示されている技術において用いられているポンプの電流変化は、切削液の粘度の違いやポンプの劣化度合いによっても電流値が変化するために、それらの別の要因による電流値の変化と、フィルタの目詰まりとを区別して、正確にフィルタの目詰まりを検出することは困難である。
特許文献5に開示されている技術は、クリーン槽への切削液の補給の補給時間によって異常を判定しているが、工作機械の使用中に検出を行う場合は、大量の切削液を使う加工の場合など、加工の際の切削液の使用によるクリーン槽内の切削液の減少により、正確な異常判定を行うことができない場合がある。
そこで本発明は、工作機械において切粉やスラッジを除去するために使用されるフィルタを逆洗する方法に関して、安価にかつ正確にフィルタの目詰まりを検出できるフィルタ洗浄装置を備えた工作機械を提供することを課題とする。
本願の請求項1に係る発明では、ワークを加工する際に使用した切削液を貯留するダーティー槽と、該ダーティー槽の切削液に含まれる不純物を濾過するフィルタに前記切削液を供給するポンプと、前記フィルタで濾過した前記切削液を貯留するクリーン槽と、前記フィルタに捕捉された不純物を洗浄するフィルタ洗浄装置を備えた工作機械において、前記ダーティー槽から前記クリーン槽への前記切削液の補給が必要となる液面の高さを検出する下限位置液面検出器と、該下限位置液面検出器により前記切削液が下限位置より低くなったことを検出すると前記ポンプを駆動するポンプ制御部と、前記切削液の液面の高さが前記下限位置を下回っている時間を積算する時間積算部と、前記時間積算部で積算した時間が予め設定した基準時間を超えたとき、前記フィルタが目詰まりしたと判定する目詰まり判定部と、を有し、前記フィルタ洗浄装置は、前記目詰まり判定により目詰まりしたと判定したとき、前記フィルタの洗浄を実施する、ことを特徴とするフィルタ洗浄装置を備えた工作機械が提供される。
すなわち、請求項1に係る発明では、フィルタの前後の配管に差圧スイッチ、圧力スイッチ、流量センサなどの高価な機械を必要とせず、簡単かつ安価な方法でフィルタの目詰まりを検出することが可能となる。また、単にクリーン槽に流入する切削液のみで検出を行うのではなく、液面を検出するセンサを用いて検出を行うことによって、より正確な検出を行うことが可能となる。さらに、下限位置を下回っている時間の積算によりフィルタの目詰まりを判定し、簡単かつ安価な方法で正確にフィルタの目詰まりを判定することが可能となる。
また、請求項に係る発明のように、目詰まりの判定にあたっては、所定時間を設定して、かかる所定時間内における積算時間の比較によって行うこともできる。
このように所定時間を設定することで、短時間でフィルタの目詰まりを検出することが可能となる。
本願の請求項に係る発明では、前記クリーン槽内の切削液の液面の上限位置を検出する上限位置液面検出器を有し、前記ポンプ制御部は、切削液の液面の高さが下限位置より低くなると前記ポンプを駆動し、前記上限位置に達するとポンプを停止することを特徴とする請求項1又は2に記載のフィルタ洗浄装置を備えた工作機械が提供される。
すなわち、請求項に係る発明では、クリーン槽内に、液面の上限位置と下限位置を検出する2つの液面検出器を用いることにより、切削液を供給するポンプの駆動時間をより正確に設定することができる。
本願の請求項に係る発明では、前記ポンプ制御装置は、前記クリーン槽の加工液の液面が下限位置を下回ると前記ポンプを駆動し、予め設定されたポンプ動作基準時間が経過するとポンプを停止することを特徴とする請求項1又は2に記載のフィルタ洗浄装置を備えた工作機械が提供される。
すなわち、請求項に係る発明では、液面検出器が下限位置を検出するもの1つの場合であっても、所定のポンプ動作基準時間を設定しておくことによって、切削液を供給するポンプの駆動時間の設定をより安価に行うことができる。
また、請求項に係る発明のように、目詰まり判定部により目詰まりしたと判定したとき、工作機械を停止することによって、目詰まりが発生して適切に切削液が供給できない状態にあるときに工作機械を駆動させることによる不良品の発生や工作機械の故障を引き起こすことがないようにすることが可能となる。
さらに、請求項に係る発明のように、目詰まり判定により目詰まりしたと判定したとき、フィルタが目詰まりしたことを報知する報知手段を備えることにより、使用者にフィルタの目詰まりを適切に報知することが可能となる。
また、請求項7〜9に係る発明のように、基準時間、所定時間、ポンプ動作基準時間を可変とすることもできる。これにより、加工するワークの種類の違い等によって、加工の際の切削液の供給量や供給速度に違いがある場合に、所定時間、基準時間、ポンプ動作基準時間を可変とすることで、場合に応じたフィルタの目詰まり検出に適切な時間に設定することが可能となる。
本発明により、工作機械において切粉やスラッジを除去するために使用されるフィルタを逆洗する方法に関して、安価にかつ正確にフィルタの目詰まりを検出できるフィルタ洗浄装置を備えた工作機械を提供できる。
本発明の第1、第2、第4の実施形態におけるフィルタ洗浄装置を説明する図である。 本発明の第3、第5の実施形態におけるフィルタ洗浄装置を説明する図である。 本発明の第1の実施形態におけるフィルタ洗浄装置の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第2の実施形態におけるフィルタ洗浄装置の動作を説明するフローチャートである(その1)。 本発明の第2の実施形態におけるフィルタ洗浄装置の動作を説明するフローチャートである(その2)。 本発明の第3の実施形態におけるフィルタ洗浄装置の動作を説明するフローチャートである(その1)。 本発明の第3の実施形態におけるフィルタ洗浄装置の動作を説明するフローチャートである(その2)。 本発明の第1〜第3の実施形態における液面位置と動作の関係を説明する図である。 本発明の第4の実施形態におけるフィルタ洗浄装置の動作を説明するフローチャートである(その1)。 本発明の第4の実施形態におけるフィルタ洗浄装置の動作を説明するフローチャートである(その2)。 本発明の第5の実施形態におけるフィルタ洗浄装置の動作を説明するフローチャートである(その1)。 本発明の第5の実施形態におけるフィルタ洗浄装置の動作を説明するフローチャートである(その2)。 本発明の第4、第5の実施形態における液面位置と動作の関係を説明する図である。 本発明の第4、第5の実施形態における液面位置と動作の関係を説明する図である。 本発明の第6の実施形態におけるフィルタ洗浄装置の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第7の実施形態におけるフィルタ洗浄装置の動作を説明するフローチャートである。 従来のフィルタ洗浄装置の動作を説明する図である。
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
(第1の実施形態)
図1は本発明の第1の実施形態であるフィルタ洗浄装置を説明する図である。3は切削液濾過装置、30はタンクであり、ダーティー槽31とクリーン槽33に分けられている。ダーティー槽31内には切粉を含んだ切削液32が入っており、クリーン槽33内には浄化された切削液34が入っている。36はダーティーポンプ、38はチェックバルブ、39は不純物を含んだ切削液から不純物を除去する図示しないフィルタを内部に装着するフィルタ容器、40はエア源、42はチェックバルブ、43はエア供給バルブ、45は流出側バルブ、47は排出バルブ、49はポンプ、51はセンサ支持具、52は上限検出用近接センサ、53は下限検出用近接センサ、54は浮き玉、55は液面検知棒、35,37,41,44,46,48,50,56はいずれも管路である。60は切削液濾過装置3を全体的に制御する制御装置、70は工作機械本体である。なお、本実施形態では制御装置60を別体として構成しているが、工作機械本体70を制御する内部の図示しない数値制御装置に組み込むこともできる。
工作機械本体70は、図示しない数値制御装置による制御によって図示しないワークを加工する。数値制御装置に制御されるポンプ49は、タンク30のクリーン槽33に貯留された濾過された切削液34を工作機械本体70に管路50を介して供給する。そして工作機械本体70から排出される使用された切削液は管路56を介してタンク30のダーティー槽31に回収される。クリーン槽33から工作機械本体70への濾過された切削液34の供給の速度や量は、加工するワークの種類や加工度合いによって変化する。
制御装置60は切削液濾過装置3の制御装置である。制御装置60はダーティーポンプ36やエア源40の駆動制御、エア供給バルブ43、流出側バルブ45、排出バルブ47の開閉制御、上限検出用近接センサ52,下限検出用近接センサ53から出力される検出信号を入力し、クリーン槽33に貯留される濾過された切削液の液面高さに関する情報を取得する。
まず、切削液濾過装置3による不純物を含んだ切削液の濾過について説明する。
タンク30はクリーン槽33とダーティー槽31の独立した槽から構成される。ダーティー槽31には工作機械本体70から回収された切削液が貯留される。工作機械本体70から回収された切削液には切粉やスラッジなどの不純物が混入している。ダーティーポンプ36はダーティー槽31に貯留された不純物を含んだ切削液32を管路35を介して汲み上げ、管路37とチェックバルブ38を介してフィルタ容器39に供給する。フィルタ容器39には、切削液中に混入した不純物(切粉やスラッジ)を除去するための図示しないフィルタが内部に取り付けられている。
フィルタ容器39は、ダーティーポンプ36から供給される不純物を含んだ切削液32が流入する図示しない流入口、フィルタで濾過された切削液をクリーン槽33に流出するための図示しない流出口、切削液をダーティー槽31に排出するための排出バルブ47を備えている。不純物を含んだ切削液を濾過するときには、流出側バルブ45は開状態,排出バルブ47は閉状態に制御される。ダーティーポンプ36とフィルタ容器39を接続する管路37の途中にチェックバルブ38が配設されている。チェックバルブ38は、フィルタ容器39側からの切削液および後述する圧縮エアがダーティーポンプ36側に逆流することを防止するためのバルブである。
フィルタ容器39の流出口に接続された管路44の途中に流出側バルブ45が設けられる。また、管路44のフィルタ容器39の流出口と流出側バルブ45の間に、エア源40が管路41によって接続されている。管路41には、チェックバルブ42、エア供給バルブ43が設けられている。チェックバルブ42は、圧縮エアや切削液のエア源40側への逆流を防止するためのバルブである。エア供給バルブ43は逆洗動作の際に管路41内に圧縮エアを供給するバルブであり、切削液のエア源40側への流入を防止するバルブである。なお、ダーティーポンプ36を駆動し不純物を含んだ切削液を濾過するときにはエア供給バルブ43を閉状態にしておく。
ダーティー槽31に配置したダーティーポンプ36で、切粉やスラッジなどの不純物を含んだ切削液をフィルタ容器39内のフィルタに供給し、不純物を除去した後クリーン槽33に排出する。クリーン槽33には切削液の液面の高さを検出する近接センサが2個設置され(上限検出用近接センサ52,下限検出用近接センサ53)、それぞれ上限と下限の液面を検出している。上限検出用近接センサ52と下限検出用近接センサ53はクリーン槽33の所定位置にセンサ支持具51に取り付けられている。クリーン槽33内の濾過された切削液34に液面検知棒55を取り付けた浮き玉54が配設されている。近接センサとしては、光学式、磁気式、電気式など公知のセンサを用いることができる。
クリーン槽33の濾過された切削液34の液面が低下して下限検出用近接センサ53がオフとなると、ダーティーポンプ36が動作してクリーン槽33に濾過された切削液の排出を開始し、下限検出用近接センサ53がオンした後、上限検出用近接センサ52がオンとなるまで継続する。上限検出用近接センサ52がオンした後、ダーティーポンプ36は停止する。
工作機械本体70に供給される切削液を濾過する切削液濾過装置3は、前述したように、切削液中に混入した不純物(切粉やスラッジ)を除去するためのフィルタを使用する。又、このフィルタについては性能の維持及び寿命の延長を目的として、洗浄動作を行い、フィルタに付着した切粉やスラッジをフィルタから取り除く。フィルタの洗浄動作としては、一例として逆洗動作がある。
逆洗動作の方法としては、洗浄を行うフィルタが装着されたフィルタ容器39の流入側及び流出側の管路をそれぞれ弁によって閉じ、フィルタ容器39の内に残っている切削液が移動できないようにする。続いてエア源40に接続された弁(エア供給バルブ43)を開き、フィルタ容器39内に通常時の切削液の流れ方向とは逆の方向に圧縮空気を供給する。エア源40に接続された弁(エア供給バルブ43)を閉じると共にフィルタ容器39に接続されている管路の途中に取り付けられている排出弁(排出バルブ47)を開く事により、圧縮空気によって加圧された切削液が通常時の切削液の流れ方向とは逆の方向にフィルタ容器39内を通過した後、排出弁(排出バルブ47)を通過してダーティー槽31に戻る。この切削液の流れにより、フィルタに付着した切粉やスラッジなどの不純物を除去することができる。
本実施形態では、この逆洗動作を行うときのフィルタの目詰まり判定方法として、下限検出用近接センサ53がオフしている時間の積算値を検出して、この値が基準時間Tよりも大きい場合にフィルタが目詰まりしていると判定する。まず、図6を用いて、液面位置と、上限検出用近接センサ52、下限検出用近接センサ53の動作を説明する。
図6中、7は時間とともに変化する液面位置7を示す曲線である。時間t1において、液面が下がって液面下限位置を下回ることにより、下限検出用近接センサ53がオフとなる。その後、時間t2において、液面が上がって液面下限位置を上回ることにより、下限検出用近接センサ53がオンとなる。これにより、時間t1から時間t2までの間のtc1の期間、下限スイッチオフ時間tが積算カウントされる(t=tc1)。同様に、時間t3において下限検出用近接センサ53がオフとなり、時間t4において下限検出用近接センサ53がオンとなり、時間t3から時間t4までの間のtc2の期間、下限スイッチオフ時間tが積算カウントされる(t=tc1+tc2)。時間t5から時間t6までの間のtc3の期間についても、同様に下限スイッチオフ時間tが積算カウントされる(t=tc1+tc2+tc3)。時間t7では液面が上昇して、上限検出用近接センサ52がオンとなることにより、ダーティーポンプ36の動作が停止され、切削液の供給が停止される。
次に、フィルタの目詰まりの判定手法を、図3のフローチャートに従って説明する。
・(ステップSA1)下限検出用近接センサ53がオフしている時間の積算値の判定対象となる基準時間Tを読み込む。
・(ステップSA2)クリーン槽の下限検出用近接センサ53がオフしている時間を積算する下限スイッチオフ時間tを0に初期化する。
・(ステップSA3)クリーン槽の下限検出用近接センサ53がオフかどうかを判定する。オフとなっていて、クリーン槽の液面が下限値未満の場合(YES)はステップSA4に進み、オンとなっていて、液面が下限値以上にある場合(NO)はステップSA6に進む。
・(ステップSA4)ダーティーポンプ36が起動中かどうかを判定する。起動中の場合(YES)はステップSA6に進み、起動していない場合(NO)はステップSA5に進む。
・(ステップSA5)ダーティーポンプ36を起動する。
・(ステップSA6)クリーン槽の下限検出用近接センサ53がオフかどうかを判定する。オフとなっていて、クリーン槽の液面が下限値未満の場合(YES)はステップSA7に進み、オンとなっていて、液面が下限値以上にある場合(NO)はステップSA8に進む。
・(ステップSA7)下限検出用近接センサ53がオフしている時間を積算する積算時間tに、下限検出用近接センサ53がオフとなっている時間を単位時間ごとに積算カウントする。
・(ステップSA8)クリーン槽の上限検出用近接センサ52がオフかどうかを判定する。オフとなっていて、クリーン槽の液面が上限値未満の場合(YES)はステップSA10に進み、オンとなっていて、液面が上限値以上の位置にある場合(NO)はステップSA9に進む。
・(ステップSA9)ダーティーポンプ36を停止し、ステップSA10に進む。
・(ステップSA10)下限検出用近接センサ53がオフしている時間を積算する積算時間tが基準時間T以下であるかどうかを判定する。基準時間T以下の場合(YES)は、目詰まりが生じていないものとしてステップSA3に戻り、基準時間Tを超えた場合(NO)は、目詰まりが生じているものとしてステップSA11に進む。
・(ステップSA11)フィルタの洗浄を開始する。
・(ステップSA12)フィルタの洗浄が終了したかどうかを判定する。終了していない場合(NO)は、終了するまでステップSA12を繰り返し、終了した場合(YES)は、フィルタの洗浄が終了して目詰まりが解消したものとしてステップSA1に戻る。
クリーン槽33内の濾過された切削液34は、フィルタ容器39から供給される切削液の量と、工作機械本体で使用される切削液の量との関係で、切削液濾過中であっても、必ずしも液面が単調に上昇するものではない。本実施の形態では、下限検出用近接センサ53がオフしている時間を、積算してカウントすることによって、より正確な液面の変化状態を検出することができ、フィルタの目詰まりをより正確に検出することができる。
(第2の実施形態)
本実施形態では、逆洗動作を行うときのフィルタの目詰まり判定の際に、任意の所定時間Bを設定し、所定時間B内に下限検出用近接センサ53がオフしている時間の積算値を検出して、この値が基準時間Tよりも大きい場合にフィルタが目詰まりしていると判定する。以下にその判定手法を、図4−1、図4−2のフローチャートに従って説明する。
・(ステップSB1)フィルタ目詰まり判定を行う所定時間Bを読み込む。
・(ステップSB2)下限検出用近接センサ53がオフしている時間の積算値の判定対象となる基準時間Tを読み込む。
・(ステップSB3)フィルタ目詰まり判定時間を計測するタイマtbをリセットする。
・(ステップSB4)クリーン槽の下限検出用近接センサ53がオフしている時間を積算する下限スイッチオフ時間tを0に初期化する。
・(ステップSB5)フィルタ目詰まり判定時間を計測するタイマtbをオンする。
・(ステップSB6)クリーン槽の下限検出用近接センサ53がオフかどうかを判定する。オフとなっていて、クリーン槽の液面が下限値未満の場合(YES)はステップSB7に進み、オンとなっていて、液面が下限値以上にある場合(NO)はステップSB9に進む。
・(ステップSB7)ダーティーポンプ36が起動中かどうかを判定する。起動中の場合(YES)はステップSB9に進み、起動していない場合(NO)はステップSB8に進む。
・(ステップSB8)ダーティーポンプ36を起動する。
・(ステップSB9)クリーン槽の下限検出用近接センサ53がオフかどうかを判定する。オフとなっていて、クリーン槽の液面が下限値未満の場合(YES)はステップSB10に進み、オンとなっていて、液面が下限値以上にある場合(NO)はステップSB11に進む。
・(ステップSB10)下限検出用近接センサ53がオフしている時間を積算する下限スイッチオフ時間tに、下限検出用近接センサ53がオフとなっている時間を単位時間ごとに積算カウントする。
・(ステップSB11)クリーン槽の上限検出用近接センサ52がオフかどうかを判定する。オフとなっていて、クリーン槽の液面が上限値未満の場合(YES)はステップSB13に進み、オンとなっていて、液面が上限値以上にある場合(NO)はステップSB12に進む。
・(ステップSB12)ダーティーポンプ36を停止し、ステップSB13に進む。
・(ステップSB13)フィルタ目詰まり判定時間を計測するタイマtbのカウントが、所定時間Bに達したかどうか、すなわち、タイマtb≧Bとなったかどうかを判定する。所定時間に達した場合(YES)はステップSB14に進み、達していない場合(NO)はステップSB6に戻る。
・(ステップSB14)フィルタ目詰まり判定時間を計測するタイマtbをオフする。
・(ステップSB15)下限検出用近接センサ53がオフしている時間を積算する下限スイッチオフ時間tの積算カウントを終了する。
・(ステップSB16)下限検出用近接センサ53がオフしている時間を積算する積算時間tが基準時間T以下であるかどうかを判定する。基準時間T以下の場合(YES)は、目詰まりが生じていないものとしてステップSB1に戻り、基準時間Tを超えた場合(NO)は、目詰まりが生じているものとしてステップSB17に進む。
・(ステップSB17)フィルタの洗浄を開始する。
・(ステップSB18)フィルタの洗浄が終了したかどうかを判定する。終了していない場合(NO)は、終了するまでステップSB18を繰り返し、終了した場合(YES)は、フィルタの洗浄が終了して目詰まりが解消したものとしてステップSB1に戻る。
本実施形態では、第1の実施形態と同様に、クリーン槽の下限スイッチオフ時間を積算してカウントすることによって、より正確な液面の変化状態を検出することができ、フィルタの目詰まりをより正確に検出することができるとともに、所定時間Bを設定して、所定時間B内におけるクリーン槽の下限スイッチオフ時間を積算カウントすることにより、短時間でフィルタの目詰まりを検出することが可能となる。
(第3の実施形態)
図2は本発明の第3の実施形態であるフィルタ洗浄装置を説明する図である。本実施形態の構成は、概ね第1の実施形態及び第2の実施形態と同様であり、同じ構成については同一の符号を付しているが、クリーン槽33に設けられたセンサが、第1の実施形態では52は上限検出用近接センサ、53は下限検出用近接センサの2個設けられていたのに対し、本実施形態では、下限検出用近接センサ53の1個のみとなっている点が異なっている。
本実施形態においては、ダーティーポンプ36の動作時間を、第2の実施形態の下限検出用近接センサ53がオフとなってから、上限検出用近接センサ52がオンとなるまでの期間とすることに代えて、予めポンプ動作基準時間Aを設定しておき、下限検出用近接センサ53がオフとなってから、ポンプ動作基準時間Aが経過するとダーティーポンプ36が停止する制御を行っている。ポンプ動作基準時間Aは、おおよそ切削液の液面が下限位置から上限位置に達する程度の時間に設定されている。仮に、ポンプ動作基準時間Aよりも短い時間でクリーン槽の上限位置に達した場合には、切削液がクリーン槽からダーティー槽へオーバーフローする構造になっており、切削液がタンクの外にあふれるといった問題は発生しない。具体的な動作を、図5−1、5−2に基づいて説明する。図5−1、5−2は、本発明の第3の実施形態におけるフィルタ洗浄装置の動作を説明するフローチャートであり、以下にその判定手法を図5−1,5−2のフローチャートに従って説明する。
・(ステップSC1)フィルタ目詰まり判定を行う所定時間Bとともに、ポンプ動作基準時間Aを読み込む。
・(ステップSC2)下限検出用近接センサ53がオフしている時間の積算値の判定対象となる基準時間Tを読み込む。
・(ステップSC3)フィルタ目詰まり判定時間を計測するタイマtbのリセットとともに、ポンプ動作時間を計測するタイマtaをリセットする。
・(ステップSC4)クリーン槽の下限検出用近接センサ53がオフしている時間を積算する下限スイッチオフ時間tを0に初期化する。
・(ステップSC5)フィルタ目詰まり判定時間を計測するタイマtbをオンする。
・(ステップSC6)クリーン槽の下限検出用近接センサ53がオフかどうかを判定する。オフとなっていて、クリーン槽の液面が下限値未満の場合(YES)はステップSC7に進み、オンとなっていて、液面が下限値以上にある場合(NO)はステップSC9に進む。
・(ステップSC7)ダーティーポンプ36が起動中かどうかを判定する。起動中の場合(YES)はステップSC9に進み、起動していない場合(NO)はステップSC8に進む。
・(ステップSC8)ダーティーポンプ36を起動するとともに、ポンプ動作時間を計測するタイマtaをオンする。
・(ステップSC9)クリーン槽の下限検出用近接センサ53がオフかどうかを判定する。オフとなっていて、クリーン槽の液面が下限値未満の場合(YES)はステップSC10に進み、オンとなっていて、液面が下限値以上にある場合(NO)はステップSC11に進む。
・(ステップSC10)下限検出用近接センサ53がオフしている時間を積算する下限スイッチオフ時間tに、下限検出用近接センサ53がオフとなっている時間を単位時間ごとに積算カウントする。
・(ステップSC11)ポンプ動作時間を計測するタイマtaがポンプ動作基準時間A以上かどうかを判定する。ポンプ動作基準時間A以上となっている場合(YES)はステップSC12に進み、ポンプ動作基準時間Aに達していない場合(NO)はステップSC13に進む。
・(ステップSC12)ダーティーポンプ36を停止し、ステップSC13に進む。
・(ステップSC13)フィルタ目詰まり判定時間を計測するタイマtbのカウントが、所定時間Bに達したかどうか、すなわち、タイマtb≧Bとなったかどうかを判定する。所定時間に達した場合(YES)はステップSC14に進み、達していない場合(NO)はステップSC6に戻る。
・(ステップSC14)フィルタ目詰まり判定時間を計測するタイマtbをオフする。
・(ステップSC15)下限検出用近接センサ53がオフしている時間を積算する下限スイッチオフ時間tの積算カウントを終了する。
・(ステップSC16)下限検出用近接センサ53がオフしている時間を積算する積算時間tが基準時間T以下であるかどうかを判定する。基準時間T以下の場合(YES)は、目詰まりが生じていないものとしてステップSC1に戻り、基準時間Tを超えた場合(NO)は、目詰まりが生じているものとしてステップSC17に進む。
・(ステップSC17)フィルタの洗浄を開始する。
・(ステップSC18)フィルタの洗浄が終了したかどうかを判定する。終了していない場合(NO)は、終了するまでステップSC18を繰り返し、終了した場合(YES)は、フィルタの洗浄が終了して目詰まりが解消したものとしてステップSC1に戻る。
本実施の形態では、液面検出器が下限位置を検出する検出器1つの場合であっても、所定のポンプ動作基準時間を設定しておくことによって、ポンプの駆動時間の設定をより安価に行うことができる。また。下限検出用近接センサ53がオフしている時間を、積算してカウントすることによって、より正確な液面の変化状態を検出することができ、フィルタの目詰まりをより正確に検出することができる。
なお、本実施形態では、第2の実施形態の変更例として説明を行ったが、第1の実施形態の変更例としてクリーン槽の上限スイッチがオフになったか否かの判定に代えて、ポンプ動作基準時間Aを超えたかどうかを判定するようにしてもよい。
(第4の実施形態)
本実施形態では、逆洗動作を行うときのフィルタの目詰まり判定方法として、予め定められた所定時間内において、下限検出用近接センサ53がオフからオンになる回数をカウントして、このカウント値が基準回数Dよりも小さい場合にフィルタが目詰まりしていると判定する。まず、図9及び図10を用いて、液面位置と下限検出用近接センサ53の動作を説明する。
図9及び図10中、7は時間とともに変化する液面位置7を示す曲線であり、図中の黒丸8は、下限検出用近接センサ53がオフからオンになる時点を示している。図9はフィルタが目詰まりしていない状態の場合、図10はフィルタが目詰まりしている状態を表している。図9と図10を比較するとわかるように、図10の方が所定時間Bにおける、下限検出用近接センサ53がオフからオンになる回数が少なくなっている。これは、フィルタが目詰まりしているために、切削液の液面を上昇させるのに時間がかかるためであるものと考えられる。
次に、本実施形態におけるフィルタの目詰まりの判定手法を、図7−1,7−2のフローチャートに従って説明する。
・(ステップSD1)フィルタ目詰まり判定を行う所定時間Bを読み込む。
・(ステップSD2)下限検出用近接センサ53がオフからオンになる回数の積算値の判定対象となる基準回数Dを読み込む。
・(ステップSD3)フィルタ目詰まり判定時間を計測するタイマtbをリセットする。
・(ステップSD4)クリーン槽の下限検出用近接センサ53がオフからオンとなる回数を積算する下限スイッチオン回数cを0に初期化する。
・(ステップSD5)フィルタ目詰まり判定時間を計測するタイマtbをオンする。
・(ステップSD6)クリーン槽の下限検出用近接センサ53がオフかどうかを判定する。オフとなっていて、クリーン槽の液面が下限値未満の場合(YES)はステップSD7に進み、オンとなっていて、液面が下限値以上にある場合(NO)はステップSD9に進む。
・(ステップSD7)ダーティーポンプ36が起動中かどうかを判定する。起動中の場合(YES)はステップSD9に進み、起動していない場合(NO)はステップSD8に進む。
・(ステップSD8)ダーティーポンプ36を起動する。
・(ステップSD9)クリーン槽の下限検出用近接センサ53がオフからオンになったかどうかを判定する。オンとなった場合(YES)はステップSD10に進み、オンとなっていない場合(NO)はステップSD11に進む。
・(ステップSD10)下限検出用近接センサ53がオンとなった回数cを積算カウントする。
・(ステップSD11)クリーン槽の上限検出用近接センサ52がオフかどうかを判定する。オフとなっていて、クリーン槽の液面が上限値未満の場合(YES)はステップSD13に進み、オンとなっていて、液面が上限値以上にある場合(NO)はステップSD12に進む。
・(ステップSD12)ダーティーポンプ36を停止し、ステップSD13に進む。
・(ステップSD13)フィルタ目詰まり判定時間を計測するタイマtbのカウントが、所定時間Bに達したかどうか、すなわち、タイマtb≧Bとなったかどうかを判定する。所定時間に達した場合(YES)はステップSD14に進み、達していない場合(NO)はステップSD6に戻る。
・(ステップSD14)フィルタ目詰まり判定時間を計測するタイマtbをオフする。
・(ステップSD15)下限検出用近接センサ53がオフからオンとなる回数cの積算カウントを終了する。
・(ステップSD16)下限検出用近接センサ53がオフからオンとなる回数cが基準回数以上であるかどうかを判定する。基準回数D以上の場合(YES)は、目詰まりが生じていないものとしてステップSD1に戻り、基準時間D未満の場合(NO)は、目詰まりが生じているものとしてステップSD17に進む。
・(ステップSD17)フィルタの洗浄を開始する。
・(ステップSD18)フィルタの洗浄が終了したかどうかを判定する。終了していない場合(NO)は、終了するまでステップSD18を繰り返し、終了した場合(YES)は、フィルタの洗浄が終了して目詰まりが解消したものとしてステップSD1に戻る。
本実施形態では、クリーン槽の下限スイッチがオフからオンになる回数を積算してカウントすることによって、より正確な液面の変化状態を検出することができ、フィルタの目詰まりをより正確に検出することができるとともに、所定時間Bを設定して、所定時間B内におけるクリーン槽の下限スイッチがオフからオンになる回数を積算カウントすることにより、短時間でフィルタの目詰まりを検出することが可能となる。
(第5の実施形態)
本実施形態においては、ダーティーポンプ36の動作時間を、第4の実施形態の下限検出用近接センサ53がオフとなってから、上限検出用近接センサ52がオンとなるまでの期間とすることに代えて、予めポンプ動作基準時間Aを設定しておき、下限検出用近接センサ53がオフとなってから、ポンプ動作基準時間Aが経過するとダーティーポンプ36が停止する制御を行っている。ポンプ動作基準時間Aは、おおよそ切削液の液面が下限位置から上限位置に達する程度の時間に設定されている。仮に、ポンプ動作基準時間Aよりも短い時間でクリーン槽の上限位置に達した場合には、切削液がクリーン槽からダーティー槽へオーバーフローする構造になっており、切削液がタンクの外にあふれるといった問題は発生しない。具体的な動作を、図8−1、8−2に基づいて説明する。図8−1、8−2は、本発明の第5の実施形態におけるフィルタ洗浄装置の動作を説明するフローチャートであり、以下にその判定手法を図8−1,8−2のフローチャートに従って説明する。
・(ステップSE1)フィルタ目詰まり判定を行う所定時間Bとともに、ポンプ動作基準時間Aを読み込む。
・(ステップSE2)下限検出用近接センサ53がオフからオンになる回数の積算値の判定対象となる基準回数Dを読み込む。
・(ステップSE3)フィルタ目詰まり判定時間を計測するタイマtbのリセットとともに、ポンプ動作時間を計測するタイマtaをリセットする。
・(ステップSE4)クリーン槽の下限検出用近接センサ53がオフからオンとなる回数を積算する下限スイッチオン回数cを0に初期化する。
・(ステップSE5)フィルタ目詰まり判定時間を計測するタイマtbをオンする。
・(ステップSE6)クリーン槽の下限検出用近接センサ53がオフかどうかを判定する。オフとなっていて、クリーン槽の液面が下限値未満の場合(YES)はステップSE7に進み、オンとなっていて、液面が下限値以上にある場合(NO)はステップSE9に進む。
・(ステップSE7)ダーティーポンプ36が起動中かどうかを判定する。起動中の場合(YES)はステップSE9に進み、起動していない場合(NO)はステップSE8に進む。
・(ステップSE8)ダーティーポンプ36を起動するとともに、ポンプ動作時間を計測するタイマtaをオンする。
・(ステップSE9)クリーン槽の下限検出用近接センサ53がオフからオンになったかどうかを判定する。オンとなった場合(YES)はステップSE10に進み、オンとなっていない場合(NO)はステップSE11に進む。
・(ステップSE10)下限検出用近接センサ53がオンとなった回数cを積算カウントする。
・(ステップSE11)ポンプ動作時間を計測するタイマtaがポンプ動作基準時間A以上かどうかを判定する。ポンプ動作基準時間A以上となっている場合(YES)はステップSE12に進み、ポンプ動作基準時間Aに達していない場合(NO)はステップSE13に進む。
・(ステップSE12)ダーティーポンプ36を停止し、ステップSE13に進む。
・(ステップSE13)フィルタ目詰まり判定時間を計測するタイマtbのカウントが、所定時間Bに達したかどうか、すなわち、タイマtb≧Bとなったかどうかを判定する。所定時間に達した場合(YES)はステップSE14に進み、達していない場合(NO)はステップSE6に戻る。
・(ステップSE14)フィルタ目詰まり判定時間を計測するタイマtbをオフする。
・(ステップSE15)下限検出用近接センサ53がオフからオンとなる回数cの積算カウントを終了する。
・(ステップSE16)下限検出用近接センサ53がオフからオンとなる回数cが基準回数以上であるかどうかを判定する。基準回数D以上の場合(YES)は、目詰まりが生じていないものとしてステップSE1に戻り、基準時間D未満の場合(NO)は、目詰まりが生じているものとしてステップSE17に進む。
・(ステップSE17)フィルタの洗浄を開始する。
・(ステップSE18)フィルタの洗浄が終了したかどうかを判定する。終了していない場合(NO)は、終了するまでステップSE18を繰り返し、終了した場合(YES)は、フィルタの洗浄が終了して目詰まりが解消したものとしてステップSE1に戻る。
本実施の形態では、液面検出器が下限位置を検出する検出器1つの場合であっても、所定のポンプ動作基準時間を設定しておくことによって、ポンプの駆動時間の設定をより安価に行うことができる。また。下限検出用近接センサ53がオフからオンになる回数を、積算してカウントすることによって、より正確な液面の変化状態を検出することができ、フィルタの目詰まりをより正確に検出することができる。
(第6の実施形態)
図11は本発明の第6の実施形態であるフィルタ洗浄装置の説明の図である。第1の実施形態におけるステップSA11において、フィルタ洗浄開始をする際に、工作機械の動作を停止させる点が、第1の実施形態と異なっている。
本実施の形態では、目詰まり判定部により目詰まりしたと判定したとき、フィルタ洗浄を開始するとともに工作機械を停止することによって、目詰まりが発生して適切に切削液が供給できない状態にあるときには、工作機械を停止させて不良品の発生や工作機械の故障を引き起こすことがないようにすることが可能となる。
なお、本実施の形態では、第1の実施形態におけるステップSA11において、工作機械の動作を停止させるようにしているが、第2の実施形態におけるステップSB17や、第3の実施形態におけるステップSC17、第4の実施形態におけるステップSD17、第5の実施形態におけるステップSE17において、工作機械の動作を停止させるようにすることもできる。
(第7の実施形態)
図12は本発明の第7の実施形態であるフィルタ洗浄装置の説明の図である。第1の実施形態におけるステップSA11において、フィルタ洗浄開始をする際に、目詰まりをした旨のメッセージを表示する点が、第1の実施形態と異なっている。
本実施の形態では、目詰まり判定手段により目詰まりしたと判定したとき、フィルタが目詰まりしたことを報知するメッセージを表示させることにより、使用者にフィルタの目詰まりを適切に報知することが可能となる。
なお、本実施の形態では、報知の手法として、目詰まりしたことを報知するメッセージを表示させて行っているが、必ずしもこの方法に限られるものではなく、警告音を鳴らすなど、他の手法によって報知を行ってもよい。
また、本実施の形態では、第1の実施形態におけるステップSA11において、工作機械の動作を停止させるようにしているが、第2の実施形態におけるステップSB17や、第3の実施形態におけるステップSC17、第4の実施形態におけるステップSD17、第5の実施形態におけるステップSE17において、目詰まりをした旨のメッセージを表示させるようにすることもできる。さらに、第6の実施形態と第7の実施形態の双方を採用して、フィルタ洗浄開始をする際に、工作機械の動作を停止した上で、報知手段により報知を行うこともできる。
なお、これらの実施形態においては、逆洗期間前半の洗浄にエア源からの圧縮空気を用いて行っているが、圧縮空気ではなく、液体を用いて逆洗を行ってもよい。
また、これらの実施形態では、クリーン槽の液面を検出するセンサとして近接センサを用いているが、必ずしも近接センサに限られるものではなく、適切に液面を検出できるものであれば、他の種類のセンサであってもよい。さらに、センサの設置箇所についても、これらの実施形態ではクリーン槽に設置しているが、ダーティー槽に設けるようにしてもよい。
また、これらの実施形態では、下限スイッチオフ積算時間が基準時間を超えるか否かによって、フィルタ洗浄を行うか否かを決定するのみであったが、基準時間を複数設定して、フィルタの目詰まりの程度も判定し、目詰まりの程度に応じて、逆洗動作における圧縮空気の圧力を変更したり、逆洗動作の時間を変更するといった、逆洗動作の程度を変更するようにすることもできる。さらに、液面を検出するセンサのオンとオフとを入れ替えた実施形態も可能とする。
1,3 切削液濾過装置
7 液面位置
8 下限検出用近接センサがオフからオンになる時点を示す黒丸
10 タンク
11 ダーティーポンプ
12 流入側バルブ
13 フィルタ容器
14 差圧スイッチ
15 排出バルブ
16 エア源
17 エア供給バルブ
18 流出側バルブ
19 切粉を含んだ切削液
20,21,22,23 管路
30 タンク
31 ダーティー槽
32 切粉を含んだ切削液
33 クリーン槽
34 浄化された切削液
36 ダーティーポンプ
38 チェックバルブ
39 フィルタ容器
40 エア源
42 チェックバルブ
43 エア供給バルブ
45 流出側バルブ
47 排出バルブ
49 ポンプ
51 センサ支持具
52 上限検出用近接センサ
53 下限検出用近接センサ
54 浮き玉
55 液面検知棒
35,37,41,44,46,48,50,56 管路
60 制御装置
70 工作機械本体

Claims (9)

  1. ワークを加工する際に使用した切削液を貯留するダーティー槽と、
    該ダーティー槽の切削液に含まれる不純物を濾過するフィルタに前記切削液を供給するポンプと、
    前記フィルタで濾過した前記切削液を貯留するクリーン槽と、
    前記フィルタに捕捉された不純物を洗浄するフィルタ洗浄装置を備えた工作機械において、
    前記ダーティー槽から前記クリーン槽への前記切削液の補給が必要となる液面の高さを検出する下限位置液面検出器と、
    該下限位置液面検出器により前記切削液が下限位置より低くなったことを検出すると前記ポンプを駆動するポンプ制御部と、
    前記切削液の液面の高さが前記下限位置を下回っている時間を積算する時間積算部と、
    前記時間積算部で積算した時間が予め設定した基準時間を超えたとき、前記フィルタが目詰まりしたと判定する目詰まり判定部と、
    を有し、
    前記フィルタ洗浄装置は、前記目詰まり判定により目詰まりしたと判定したとき、前記フィルタの洗浄を実施する、
    ことを特徴とするフィルタ洗浄装置を備えた工作機械。
  2. 前記目詰まり判定部は、予め定められた所定時間内において前記時間積算部で積算した時間が予め設定した基準時間を超えた時、前記フィルタが目詰まりしたと判定する、
    ことを特徴とする請求項1に記載のフィルタ洗浄装置を備えた工作機械。
  3. 前記クリーン槽内の切削液の液面の上限位置を検出する上限位置液面検出器を有し、
    前記ポンプ制御部は、切削液の液面の高さが下限位置より低くなると前記ポンプを駆動し、前記上限位置に達するとポンプを停止することを特徴とする請求項1又は2に記載のフィルタ洗浄装置を備えた工作機械。
  4. 前記ポンプ制御装置は、前記クリーン槽の加工液の液面が下限位置を下回ると前記ポンプを駆動し、予め設定されたポンプ動作基準時間が経過するとポンプを停止することを特徴とする請求項1又は2に記載のフィルタ洗浄装置を備えた工作機械。
  5. 前記目詰まり判定部により目詰まりしたと判定したとき、前記工作機械を停止する事を
    特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載のフィルタ洗浄装置を備えた工作機械。
  6. 前記目詰まり判定部により目詰まりしたと判定したとき、前記フィルタが目詰まりしたことを報知する報知手段を有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載のフィルタ洗浄装置を備えた工作機械。
  7. 前記基準時間を可変としたことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1つに記載のフィルタ洗浄装置を備えた工作機械。
  8. 前記所定時間を可変としたことを特徴とする請求項2〜6のいずれか1つに記載のフィルタ洗浄装置を備えた工作機械。
  9. 前記ポンプ動作基準時間を可変としたことを特徴とする請求項4〜6のいずれか1つに記載のフィルタ洗浄装置を備えた工作機械。
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