JP7079904B2 - Coolant quality detection system and coolant management system - Google Patents
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Description
本発明は、金属加工装置における加工ツールの冷却液を供給する流路の温度や濃度、不純物量、圧力等を計測し、外部に無線送信する冷却液良否検出システムを提供することに関するものである。 The present invention relates to a cooling liquid quality detection system that measures the temperature, concentration, impurity amount, pressure, etc. of a flow path that supplies a cooling liquid for a processing tool in a metal processing apparatus and wirelessly transmits the cooling liquid to the outside. ..
切削装置等において加工時の工具冷却は、製品の加工精度、歩留まり、工具寿命等に大きく影響するものでありながら、個々の装置、工具、 加工ごとに冷却油の温度を測定しておらず、現場の作業員の経験則に任せている状況であった。 Tool cooling during machining in cutting equipment has a great effect on product machining accuracy, yield, tool life, etc., but the temperature of the cooling oil is not measured for each device, tool, or machining. The situation was left to the rules of thumb of the workers at the site.
これに対して、高精度な加工現場においては冷却油を冷却するクーラント冷却装置が切削工具等の追加付属品として提供されている。しかしながら、大型で高価なため、広く現場には普及できておらず、導入した際は加工品のコストアップにもつながっていた。また、従来のクーラント冷却装置の場合、冷却油メーカに指定された標準的な閾値・使用条件での管理(濃度、pH、交換頻度、推奨交換時期等)しかできず、個々の現場での加工部品や工具の寿命に対して最適性能を発揮させることはできていなかった。 On the other hand, in a high-precision machining site, a coolant cooling device for cooling the cooling oil is provided as an additional accessory such as a cutting tool. However, because it is large and expensive, it has not been widely used in the field, and when it was introduced, it led to an increase in the cost of processed products. In addition, in the case of a conventional coolant cooling device, only control (concentration, pH, replacement frequency, recommended replacement time, etc.) can be performed under the standard threshold value and usage conditions specified by the cooling oil manufacturer, and processing at each site is possible. Optimal performance could not be achieved for the life of parts and tools.
したがって、加工条件ごと、各加工装置それぞれにおいて、種々の仕様のクーラントを使った実加工に際して、その良否が定量的に評価できるシステムに対する社会的・潜在的なニーズが高まっていた。また、このニーズは切削装置、研削装置,旋盤装置のみならずクーラントを活用する鍛造装置や鋳造装置など、広く金属を加工する装置全般で、今後求められてくる技術課題である。このことは来たるIOT社会において、各工場内設備・周辺原料の横断的・集中管理が求められてくることが予想される状況から鑑みても、解決すべき技術課題となる。 Therefore, there has been an increasing social and potential need for a system that can quantitatively evaluate the quality of actual machining using coolants of various specifications for each machining condition and each machining device. In addition, this need is a technical issue that will be required in the future not only for cutting equipment, grinding equipment, and lathe equipment, but also for forging equipment and casting equipment that utilize coolant, and all other equipment for processing a wide range of metals. This is a technical issue to be solved even in view of the situation where it is expected that cross-sectional and centralized management of equipment in each factory and peripheral raw materials will be required in the coming IOT society.
出願人は、近年、加工装置における各加工ツールの加工中の計測評価技術(特許文献1、2参照)を提唱しており、当該分野のフロントランナーとして,当業者に位置づけられ、これらの技術と密接に関係し、組み合わせ発展させ得るものとして本発明を創作するに至ったものである。 In recent years, the applicant has proposed measurement and evaluation techniques (see
本発明は、上記の事情に鑑みて創作されたものであり、金属加工装置における加工ツールの冷却液を供給する流路の温度や濃度、不純物量等を計測し、外部に無線送信する冷却液良否検出システムを提供することを目的とする。 The present invention was created in view of the above circumstances, and measures the temperature and concentration of the flow path for supplying the cooling liquid of the processing tool in the metal processing equipment, the amount of impurities, etc., and wirelessly transmits the cooling liquid to the outside. The purpose is to provide a pass / fail detection system.
本発明では、
金属加工装置の動作中に加工ツールを冷却する冷却液の供給流路において少なくとも所定時間ごとに温度計測し、その変化を検出可能な温度計測手段を備え、
少なくとも前記温度計測手段から計測された温度情報を含む前記冷却液の計測情報の変化を含め、追跡・評価することで冷却油に予め指定された管理条件以外のその金属加工装置及び加工ツールに対する最適条件を検出する冷却液良否検出システムが提供される。
In the present invention
It is equipped with a temperature measuring means that can measure the temperature at least every predetermined time in the supply flow path of the coolant that cools the machining tool during the operation of the metal processing equipment and detect the change.
Optimal for the metal processing equipment and processing tools other than the control conditions specified in advance for the cooling oil by tracking and evaluating at least the change of the measurement information of the coolant including the temperature information measured from the temperature measuring means. A coolant quality detection system that detects conditions is provided.
また、本発明の冷却液良否判定システムは、金属加工装置の動作中に加工ツールを冷却する冷却液の供給流路において所定日時又は所定期間ごとに該流路の冷却液を分取して濃度計測し、その変化を含め、追跡・評価可能な濃度計測手段を備え、
少なくとも前記濃度計測手段から計測された前記冷却液の濃度情報の変化を検出することで冷却油に予め指定された管理条件以外のその金属加工装置及び加工ツールに対する最適条件を検出する、ことが好ましい。
Further, in the coolant quality determination system of the present invention, the coolant in the flow path for cooling the machining tool during the operation of the metal processing apparatus is separated at a predetermined date and time or at a predetermined period to concentrate the concentration. Equipped with a concentration measuring means that can be measured, tracked and evaluated, including its changes,
It is preferable to detect at least the change in the concentration information of the coolant measured from the concentration measuring means to detect the optimum conditions for the metal processing apparatus and the processing tool other than the control conditions specified in advance for the cooling oil. ..
本冷却液良否検出システムでは、金属加工装置の動作中に所定時間ごと(例えば、毎日午前と午後の所定時の定期モニタリング)に冷却液の温度を計測し、同時にその濃度も定期的に計測することができる。出願人は、冷却液の性能が維持されているか否かを定期的に計測し、その経時変化により性能劣化を数値データとして客観的に検出することで、これまでは、冷却液メーカの規格化された基準やオペレータの経験則に頼るしかなかった曖昧な判定ではなく、定量的に判定できる方法を提案している。また、冷却液の良否判定の必須要素として冷却液の濃度変化にも注目し、この濃度変化と上記温度変化を勘案して判定要素にすることができる点も有利である。つまり、従来は、冷却液メーカが原液を提供するだけで、ユーザに希釈させる態様が一般的であり、各加工装置や環境要因により継時的な濃度変化や、オペレータが個々に行う希釈方法には注目してこなかったため、実際には濃度がメーカ指定の状態を必ずしも維持できていないという現場事情があり、これを出願人が知得し、金属加工装置の冷却性能維持の必須要件として提案したものである。したがって、本システムによれば、これまで注目されていなかった冷却液の継時的劣化に起因する工具の疲労、破損等の回避、ひいては被加工物の加工精度の低下、製品の歩留まり低下を回避することができる。さらに、これをデータ化することで定常的な評価・管理を行うこともできる。 In this coolant quality detection system, the temperature of the coolant is measured at predetermined time intervals (for example, periodic monitoring at predetermined times in the morning and afternoon every day) during the operation of the metal processing equipment, and at the same time, its concentration is also measured periodically. be able to. The applicant periodically measures whether or not the performance of the coolant is maintained, and objectively detects the performance deterioration as numerical data due to the change over time. We are proposing a method that can make a quantitative judgment, rather than an ambiguous judgment that had to rely on the criteria and the rules of thumb of the operator. It is also advantageous to pay attention to the change in the concentration of the coolant as an indispensable element for determining the quality of the coolant, and to consider the change in the concentration and the above-mentioned temperature change as a determination factor. In other words, in the past, it was common for the coolant manufacturer to simply provide the undiluted solution and dilute it to the user. Has not paid attention to the fact that the concentration cannot always maintain the state specified by the manufacturer, and the applicant learned this and proposed it as an essential requirement for maintaining the cooling performance of metal processing equipment. It is a thing. Therefore, according to this system, it is possible to avoid tool fatigue, breakage, etc. due to successive deterioration of the coolant, which has not been noticed so far, and to avoid deterioration of machining accuracy of the workpiece and reduction of product yield. can do. Furthermore, by converting this into data, it is possible to perform regular evaluation and management.
なお、金属加工装置には、切削装置、旋盤装置、研削装置、摩擦攪拌接合装置等の工作機械や、鍛造装置、圧延装置、鋳造装置等があり、広くこれらの冷却液の良否検出にも活用可能である。 The metal processing equipment includes machine tools such as cutting equipment, lathe equipment, grinding equipment, friction stirring joining equipment, forging equipment, rolling equipment, casting equipment, etc., and is widely used for detecting the quality of these coolants. It is possible.
また、前記温度計測手段から計測された温度情報や濃度計測手段から計測された濃度情報を含む諸計測情報を、外部に無線送信する送信手段を備えることも有効である。 It is also effective to provide a transmission means for wirelessly transmitting various measurement information including the temperature information measured by the temperature measuring means and the concentration information measured by the concentration measuring means to the outside.
また、温度計測手段による温度計測は、常時リアルタイムに行われ、その温度情報をモニタリングすることが好ましい。なお、濃度計測手段による濃度計測は、温度計測と同様に常時リアルタームにモニタリングしても良く、所定時間ごと(日時ごとや所定期間ごと)に行ってもよい。 Further, it is preferable that the temperature measurement by the temperature measuring means is always performed in real time and the temperature information is monitored. As with the temperature measurement, the concentration measurement by the concentration measuring means may be constantly monitored in real terms, or may be performed at predetermined time intervals (every date and time or every predetermined period).
このように温度情報等の計測情報を金属加工装置の動作中に外部に無線送信することで、外部の表示・分析装置で、その変化も併せてリアルタイムに検出・評価することができ、加工装置の動作中の異常にも迅速に対応可能となる。これとともに、複数の金属加工装置ごとの冷却液良否検出システムによる計測情報を集積することができ、昨今のIOT社会の発展にともなって加工装置を定量的に評価し得るシステムの構築を進めることもできる。このとき個々の加工装置から無線で計測情報が外部送信され集中的にモニタリングされるため、複数の加工装置を計測する場合であっても計測現場での配線数を減じることができる。また、鍛造装置や圧延装置等では、安全上、装置近傍でのモニタリングは困難であるため、その意味でも計測情報を無線送信し、遠隔位置でモニタリングし得る本システムは有利である。とりわけ、一つの企業体でありながら、複数の工場をまたいだ金属加工機械の冷却液の一元管理や、複数の企業をまたいだ金属加工機械の冷却液の管理に関しても、昨今のCloud型データベースを活用し、種々の使用条件で、ある時は過酷に、またある時はマイルド条件に暴露される冷却液の逐次情報を収集し、使用条件と金属加工の良否、後に述べる腐敗の発生といった事象と収集データとを俯瞰し、関連付けをビックデータの処理の形で広く実施させることで、冷却液の交換時期のミス防止や、加工製品の歩留まり向上にも寄与できるものと確信する。 In this way, by wirelessly transmitting measurement information such as temperature information to the outside during the operation of the metal processing device, it is possible to detect and evaluate the change in real time with an external display / analysis device, and the processing device. It is possible to quickly respond to abnormalities during operation. At the same time, it is possible to collect measurement information from the coolant quality detection system for each of multiple metal processing equipment, and with the recent development of the IOT society, we will promote the construction of a system that can quantitatively evaluate the processing equipment. can. At this time, since the measurement information is wirelessly transmitted externally from each processing device and monitored intensively, the number of wirings at the measurement site can be reduced even when measuring a plurality of processing devices. Further, in forging equipment, rolling equipment, etc., it is difficult to monitor in the vicinity of the equipment for safety reasons, and in that sense, this system capable of wirelessly transmitting measurement information and monitoring at a remote position is advantageous. In particular, the recent Cloud-type database is used for centralized management of coolant for metalworking machines across multiple factories and management of coolant for metalworking machines across multiple companies, even though it is a single company. Utilizing it, it collects sequential information of coolant exposed to various usage conditions, sometimes severe and sometimes mild conditions, and events such as the conditions of use, the quality of metal processing, and the occurrence of corruption described later. We are confident that by taking a bird's-eye view of the collected data and widely associating it in the form of processing big data, it will be possible to prevent mistakes in the timing of coolant replacement and improve the yield of processed products.
具体例1として、前記温度計測手段は、前記冷却液をその貯留容器内若しくは金属加工装置から該貯留容器内に排出する流路内の温度、又は該貯留容器から金属加工装置内に供給するポンプの出力側までの流路内の温度を計測し、前記冷却液の計測情報の変化は、前記温度計測手段で計測された温度の経時変化を検出することができる。 As a specific example 1, the temperature measuring means is a pump that supplies the cooling liquid into the storage container, the temperature in the flow path that discharges the cooling liquid from the metal processing device into the storage container, or the storage container into the metal processing device. The temperature in the flow path to the output side of the above can be measured, and the change in the measurement information of the coolant can detect the change with time of the temperature measured by the temperature measuring means.
温度計測手段が、前記冷却液をその貯留容器から金属加工装置内に供給するポンプの出力側の流路の温度を計測する場合、冷却液を加工装置に供給するためのポンプから出力された直後の冷却液の温度を計測する場合、実際に加工現場に提供される冷却液の温度を計測できることになり、また、ポンプ性能と相まって、冷却液の余剰分をリリーフ弁へ迂回させる流路を利用する場合との相性が良好となる。 When the temperature measuring means measures the temperature of the flow path on the output side of the pump that supplies the coolant from the storage container into the metal processing apparatus, immediately after the temperature is output from the pump for supplying the coolant to the processing apparatus. When measuring the temperature of the coolant, the temperature of the coolant actually provided to the processing site can be measured, and in combination with the pump performance, a flow path that bypasses the excess coolant to the relief valve is used. The compatibility with the case of doing is good.
また、前記温度計測手段が、前記冷却液の貯留容器内若しくは金属加工装置から該貯留容器内に排出する流路内の冷却液の温度を計測する場合、冷却液の貯留容器(いわゆるクーラントタンク等)は元来、冷却液を追加等する場所であるためアクセスしやすく、さらに、既存の外付け冷却装置もクーラントタンク貯留液の吸引を行うものであるため、外付け冷却装置と本システムは併用し易く、
既存の加工装置に本システムを後付けする際、特に導入し易くなり市場拡大につながる。こうして、既存システムへの導入が進めば、より多くのデータをフィードバックしやすくなるため、温度変化による冷却液の評価基準となるビッグデータの採取につながることが期待でき、その点でも有利である。Further, when the temperature measuring means measures the temperature of the cooling liquid in the cooling liquid storage container or in the flow path discharged from the metal processing device into the storage container, the cooling liquid storage container (so-called coolant tank or the like) is used. ) Is originally a place to add coolant, so it is easy to access, and since the existing external cooling device also sucks the coolant in the coolant tank, the external cooling device and this system are used together. Easy to do
When retrofitting this system to existing processing equipment, it will be particularly easy to introduce and lead to market expansion. In this way, if the introduction to the existing system progresses, it will be easier to feed back more data, and it can be expected that it will lead to the collection of big data that will be the evaluation standard of the coolant due to temperature changes, which is also advantageous in that respect.
具体例2として、前記温度計測手段は、加工ツールを把持する主軸側から該加工ツールまでの冷却液を供給する流路の冷却液の温度を計測し、前記冷却液の計測情報の変化は、前記温度計測手段で計測された温度の経時変化を検出することができる。
なお、主軸側から該加工ツールまでの冷却液を供給する流路には、例えば、加工装置の主軸の下端から直接加工ツールに冷却液を放出する流路や、主軸内の流路と連通する加工ツール内の貫通孔又は半分貫通孔を通って加工ツール先端まで冷却液を到達させる流路が考えられる。As a specific example 2, the temperature measuring means measures the temperature of the coolant in the flow path that supplies the coolant from the spindle side that grips the machining tool to the machining tool, and the change in the measurement information of the coolant is It is possible to detect the change with time of the temperature measured by the temperature measuring means.
The flow path for supplying the coolant from the spindle side to the machining tool communicates with, for example, a flow path for discharging the coolant directly from the lower end of the spindle of the machining apparatus to the machining tool, or a flow path in the spindle. A flow path through which the coolant reaches the tip of the machining tool through a through hole or a half through hole in the machining tool can be considered.
具体例3として、前記温度計測手段は、加工ツールに向かって外部から冷却液を噴射する噴射手段へ冷却液を供給する流路の冷却液の温度を計測し、前記冷却液の計測情報の変化は、前記温度計測手段で計測された温度の経時変化を検出することもできる。 As a specific example 3, the temperature measuring means measures the temperature of the cooling liquid in the flow path for supplying the cooling liquid to the injection means that injects the cooling liquid from the outside toward the processing tool, and changes in the measurement information of the cooling liquid. Can also detect the change with time of the temperature measured by the temperature measuring means.
具体例2、3では、冷却対象となる金属加工装置の加工ツールへ流れる冷却液を直接計測することで、加工精度等に直接的に影響を与える加工点における温度を評価することができる。 In Specific Examples 2 and 3, the temperature at the processing point that directly affects the processing accuracy and the like can be evaluated by directly measuring the cooling liquid flowing to the processing tool of the metal processing apparatus to be cooled.
前記記載の温度計測手段のうち、複数の温度計測手段で計測された温度情報を組み合わせてその温度変化の差異を検出する、こともできる。例えば、上記具体例1のように前記温度計測手段が、前記冷却液をその貯留容器内若しくは金属加工装置から該貯留容器内に排出する流路内の温度と、該貯留容器から金属加工装置内に供給するポンプの出力側までの流路内の温度と、を計測する場合、前記冷却液の計測情報の変化を、前記温度計測手段で計測された温度の差分又はその経時変化で検出する。 Among the temperature measuring means described above, it is also possible to detect the difference in the temperature change by combining the temperature information measured by a plurality of temperature measuring means. For example, as in the specific example 1, the temperature in the flow path in which the temperature measuring means discharges the coolant from the storage container or the metal processing device into the storage container, and the temperature in the flow path from the storage container to the metal processing device. When measuring the temperature in the flow path to the output side of the pump to be supplied to, the change in the measurement information of the coolant is detected by the difference in temperature measured by the temperature measuring means or the change over time.
また、上記具体例2のように前記温度計測手段が、加工ツールを把持する主軸側から該加工ツールの内部を通過して先端まで冷却液を供給する流路の冷却液の温度と、該主軸側から該加工ツール先端に冷却液を放出する流路の冷却液の温度と、を計測する場合や、
上記具体例3のように前記温度計測手段は、前記加工ツールを把持する主軸側から該加工ツールに冷却液を供給する流路の冷却液の温度若しくは前記加工ツールに向かって外部から冷却液を噴射する噴射手段へ冷却液を供給する流路の冷却液の温度と、前記冷却液をその貯留容器内若しくは金属加工装置から該貯留容器内に排出する流路内の温度と、を計測する場合に、それぞれ、
前記冷却液の計測情報の変化を、前記温度計測手段で計測された温度の差分又はその経時変化を検出することができる。Further, as in the specific example 2, the temperature of the coolant in the flow path where the temperature measuring means passes through the inside of the machining tool from the spindle side that grips the machining tool and supplies the coolant to the tip, and the spindle. When measuring the temperature of the coolant in the flow path that discharges the coolant from the side to the tip of the processing tool, or
As in the specific example 3, the temperature measuring means measures the temperature of the coolant in the flow path that supplies the coolant to the machining tool from the spindle side that grips the machining tool, or the coolant from the outside toward the machining tool. When measuring the temperature of the cooling liquid in the flow path for supplying the cooling liquid to the injection means to be injected and the temperature in the flow path for discharging the cooling liquid from the storage container or the metal processing device into the storage container. To, respectively
The change in the measurement information of the coolant can be detected as the difference in temperature measured by the temperature measuring means or the change over time.
加えて、複数場所での温度情報を組み合わせることで、場所ごとの温度勾配の差等を検出することが可能となり、より精緻に冷却液の劣化を検証することができる。 In addition, by combining temperature information at a plurality of locations, it is possible to detect differences in temperature gradients at each location, and it is possible to more precisely verify deterioration of the coolant.
また、上述するように温度計測手段で計測された温度や温度の差分が予め設定された閾値を超えた場合を冷却液や加工装置の異常として検出することができる。 Further, as described above, when the temperature measured by the temperature measuring means or the difference between the temperatures exceeds a preset threshold value, it can be detected as an abnormality of the coolant or the processing apparatus.
また、上述した濃度計測手段は、例えば、前記冷却液の貯留容器内、金属加工装置から該貯留容器内に排出する流路内、該貯留容器から金属加工装置内に供給するポンプの出力側までの流路内、加工ツールを把持する主軸側から該加工ツールまでの冷却液を供給する流路内、又は加工ツールに向かって外部から冷却液を噴射する噴射手段へ冷却液を供給する流路内、の1つ以上の位置における冷却液を分取して、その濃度を計測している。この時、濃度計測手段個々で計測された濃度又は各計測位置における濃度の経時的変化が予め設定された閾値を超えた場合を異常として検出することができる。 Further, the above-mentioned concentration measuring means is, for example, in the storage container of the coolant, in the flow path discharged from the metal processing device into the storage container, and to the output side of the pump supplying from the storage container to the metal processing device. In the flow path of the above, in the flow path for supplying the coolant from the spindle side for gripping the machining tool to the machining tool, or in the flow path for supplying the coolant to the injection means for injecting the coolant from the outside toward the machining tool. The coolant at one or more of the positions is separated and its concentration is measured. At this time, when the concentration measured by each concentration measuring means or the change with time of the concentration at each measurement position exceeds a preset threshold value, it can be detected as an abnormality.
また、他の本冷却液良否検出システムでは、金属加工装置の動作中又は停止中に加工ツールを冷却する冷却液の供給流路において所定期間ごと又は所望の時に該冷却液に含まれる不純物量を検出可能な不純物抽出手段を備え、
該不純物抽出手段は少なくとも、前記冷却液の貯留容器内、金属加工装置から該貯留容器内に排出する流路内、又は該貯留容器から金属加工装置内に供給するポンプの出力側までの流路内の不純物量を検出することで冷却油に予め指定された管理条件以外のその金属加工装置及び加工ツールに対する最適条件を検出する。
Further, in another present coolant quality detection system, the amount of impurities contained in the coolant is determined at predetermined intervals or at a desired time in the coolant supply flow path that cools the machining tool while the metal processing apparatus is operating or stopped. Equipped with detectable impurity extraction means
The impurity extraction means is at least in the storage container of the coolant, in the flow path discharged from the metal processing device into the storage container, or from the storage container to the output side of the pump supplied into the metal processing device. By detecting the amount of impurities in the cooling oil, the optimum conditions for the metal processing equipment and the processing tool other than the control conditions specified in advance for the cooling oil are detected.
冷却液は加工装置の加工にともなって継時的に研磨くず等の不純物が混入したり、腐敗したりし、これが冷却液の劣化の原因の1つともなっている。したがって、本システムではこの不純物量を検出することで直接的に冷却液の劣化を感知することができる。不純物量を検出するシステムが採用されることで、冷却液劣化により加工精度や効率の低下を防止することができるだけでなく、休日中も含め冷却液劣化防止のために確認作業や加工装置の短時間作動を行っている現場管理者の負担軽減をすることが可能となる。 Impurities such as polishing debris are mixed or spoiled in the coolant over time as the processing equipment is processed, which is one of the causes of deterioration of the coolant. Therefore, in this system, deterioration of the coolant can be directly detected by detecting the amount of this impurity. By adopting a system that detects the amount of impurities, it is possible not only to prevent deterioration of processing accuracy and efficiency due to deterioration of the coolant, but also to prevent deterioration of the coolant even during holidays. It is possible to reduce the burden on the site manager who is operating for hours.
不純物量の計測は、少なくとも冷却液の貯留容器(タンク)や、貯留容器近傍の流路の冷却液を分析する必要がある。貯留容器内や近傍流路は外部からのアクセスがしやすいため不純物混入や腐敗しやすく、従来より現場管理者は貯留容器内の冷却液を視認してその劣化具合を確認していたため、本システムへの移行がしやすいからである。 To measure the amount of impurities, it is necessary to analyze at least the cooling liquid storage container (tank) and the cooling liquid in the flow path near the storage container. Since the inside of the storage container and the nearby flow path are easily accessible from the outside, impurities are easily mixed in and spoiled. Conventionally, the site manager visually checked the coolant in the storage container to check the degree of deterioration. This is because it is easy to move to.
また、前記不純物検出手段は、前記冷却液の貯留容器から前記金属加工装置が備える前記流路上の濾過装置が有する濾過フィルタに蓄積した、単位面積あたりの不純物量を分析する例がある。 Further, the impurity detecting means may analyze the amount of impurities accumulated per unit area from the cooling liquid storage container to the filtration filter of the filtering device on the flow path provided in the metal processing device.
この例では、金属加工装置が元来備える又は外付け冷却装置に備えるべき濾過フィルタを活用し、そのフィルタにおける所謂スラッジ密度を計測し、フィルタの定期交換ごとに不純物量を計測し、冷却液の良否判定に活用することができる。 In this example, the filtration filter that the metal processing equipment originally has or that should be provided in the external cooling device is utilized, the so-called sludge density in the filter is measured, the amount of impurities is measured at each periodic filter replacement, and the coolant is measured. It can be used for pass / fail judgment.
また、前記不純物検出手段は、前記供給流路中の冷却液のpHを計測する例がある。
冷却液には冷却液メーカ推奨のpH値範囲があり、この数値範囲内か否かで冷却液の劣化度を評価することができるため、本システムではこのpH値を計測することで、冷却液の劣化の指標とすることができる。すなわち、冷却液のpHは濃度(例えば、水溶性クーラントの場合、原液に対する水希釈の割合)にも大きく依存するものであるため、定期的に冷却液メーカの推奨のpHと比較して、例えば闕値を設定しておけば劣化状況を検知し、交換時期を判定することができる。Further, the impurity detecting means may measure the pH of the cooling liquid in the supply flow path.
The coolant has a pH value range recommended by the coolant manufacturer, and the degree of deterioration of the coolant can be evaluated based on whether or not it is within this numerical range. Therefore, this system measures the pH value to measure the coolant. It can be used as an index of deterioration. That is, the pH of the coolant is highly dependent on the concentration (for example, in the case of a water-soluble coolant, the ratio of water dilution to the stock solution), so it is periodically compared with the pH recommended by the coolant manufacturer, for example. If the pH value is set, the deterioration status can be detected and the replacement time can be determined.
なお、pH測定の意義としては、次のような効用がある。一般的に、クーラントを夏場の高温下で使用していると、pH低下が発生する。この時、クーラントの腐敗が通常は生じている。この時、同時に、クーラント液に含まれる洗浄剤・防錆剤・pH調整剤といった冷却液としての性能を維持するうえで必要な成分(添加物)の生分解が起こっていることが多い。加えて、pHの低下は、その化学的な作用により、金属腐食を引き起こす原因にもなるため、冷却液の劣化と同義にとらえられるのが一般的である。また、上述の腐敗したクーラントはかなり不快な臭気を伴うため、pH値で管理し、腐敗の兆候が感知されると、冷却液の入れ替えや腐敗防止剤の追加、冷却液の原液投入といった腐敗回避の対策も容易に実施できることになるので、極めて有用な測定と考える。 The significance of pH measurement is as follows. In general, when the coolant is used at high temperatures in the summer, a decrease in pH occurs. At this time, the coolant is usually spoiled. At this time, at the same time, biodegradation of components (additives) necessary for maintaining the performance as a cooling liquid such as a detergent, a rust preventive, and a pH adjuster contained in the coolant liquid often occurs. In addition, the decrease in pH also causes metal corrosion due to its chemical action, and is generally regarded as synonymous with the deterioration of the coolant. In addition, since the above-mentioned putrefactive coolant has a rather unpleasant odor, it is controlled by the pH value, and when signs of putrefaction are detected, putrefaction avoidance such as replacement of coolant, addition of anti-corruption agent, and injection of undiluted coolant is added. It is considered to be an extremely useful measurement because it will be possible to easily implement the countermeasures for.
また、前記不純物検出手段は、前記冷却液をその貯留容器から金属加工装置の前記供給流路内に供給するポンプの吐出圧を計測しても良い。 Further, the impurity detecting means may measure the discharge pressure of the pump that supplies the cooling liquid from the storage container into the supply flow path of the metal processing apparatus.
冷却液のポンプ圧は、上記スラッジが溜まってくると低下することが知得されている。したがって、元来、検出されているポンプ圧のデータを不純物量の評価として活用し、劣化状況の評価、交換時期の判定等に用いることができる。 It is known that the pump pressure of the coolant decreases as the sludge accumulates. Therefore, the originally detected pump pressure data can be used for evaluation of the amount of impurities, evaluation of deterioration status, determination of replacement time, and the like.
さらに、本冷却液良否検出システムでは、金属加工装置内の前記供給流路中の1つ以上の位置で前記冷却液の圧力を所定時間又は所定期間ごとに検出可能な圧力計測手段を備え、該圧力計測手段から計測された圧力情報の変化を検出しても良い。 Further, the present coolant quality detection system is provided with a pressure measuring means capable of detecting the pressure of the coolant at one or more positions in the supply flow path in the metal processing apparatus at a predetermined time or at predetermined periods. The change in the pressure information measured from the pressure measuring means may be detected.
例えば、冷却液の貯留容器(クーラントタンク)からのポンプ吐出圧や、その他の流路における冷却液の流路内に圧力測定手段(圧力センサ等)を配設し、計測して、その圧力情報の変化を検出することも考えられる。なお、圧力計測手段から得られた圧力情報の変化を検出し、検出された圧力又は各検出位置における圧力の差分が予め設定された閾値を超えた場合を異常として検出することができる。 For example, a pressure measuring means (pressure sensor, etc.) is provided in the pump discharge pressure from the coolant storage container (coolant tank) or in the flow path of the coolant in other flow paths, and the pressure information is measured. It is also possible to detect changes in. A change in pressure information obtained from the pressure measuring means can be detected, and a case where the detected pressure or the difference in pressure at each detection position exceeds a preset threshold value can be detected as an abnormality.
また、本冷却液良否検出システムでは、上記度計測手段からの温度情報及び/又は各温度情報の差分に対して、前記濃度計測手段や、前記不純物検出手段、前記圧力計測手段からの情報を、組み合わせてモニタリングすることができる。 Further, in the present coolant quality detection system, information from the concentration measuring means, the impurity detecting means, and the pressure measuring means is obtained with respect to the temperature information from the degree measuring means and / or the difference between the temperature information. It can be monitored in combination.
また、金属加工装置の加工中の加工ツール内部に設けた温度計測手段で計測した温度情報を、組み合わせて、それぞれの情報から加工ツールの加工点近傍の温度を推測する、こともできる。具体的に金属加工装置の加工中の加工ツール内部に設けた温度計測手段とは、金属加工装置の加工ツールの内部に設けられた加工ツールの温度、振動、及び/又はひずみの加工状態のリアルタイム測定部を有し、前記リアルタイム測定部の測定結果を加工ツール又は加工ツールを把持するツールホルダの内部に設けられた電子基板で受信し、外部送信する、加工ツール測定装置である。 It is also possible to combine the temperature information measured by the temperature measuring means provided inside the processing tool during processing of the metal processing apparatus and estimate the temperature near the processing point of the processing tool from each information. Specifically, the temperature measuring means provided inside the processing tool during processing of the metal processing equipment is the real-time processing state of the temperature, vibration, and / or strain of the processing tool provided inside the processing tool of the metal processing equipment. It is a processing tool measuring device having a measuring unit, receiving the measurement result of the real-time measuring unit on a processing tool or an electronic substrate provided inside a tool holder for holding the processing tool, and transmitting the measurement result to the outside.
その他、本冷却液良否検出システムでは、温度、濃度、不純物、圧力、pHの検出以外にも冷却液の性能低下の原因となる要因として、冷却液の動粘度、色調、透明度、濁り、電導度などが挙げられる。現状、いずれの要因も個々の金属加工装置、加工条件ごとの評価はされておらず、冷却液メーカから提供される標準的な情報や現場オペレータの経験則に頼っているところである。このような他の要因の計測も本冷却液良否検出システムには組み合わせて、無線で外部送信し、集中的にモニタリングすることができる。 In addition to detecting temperature, concentration, impurities, pressure, and pH, this coolant quality detection system also has kinematic viscosity, color tone, transparency, turbidity, and electrical conductivity of the coolant as factors that cause deterioration of the performance of the coolant. And so on. At present, none of the factors have been evaluated for each metal processing device or processing condition, and it relies on standard information provided by the coolant manufacturer and the rules of thumb of field operators. Measurement of such other factors can also be combined with this coolant quality detection system, transmitted wirelessly to the outside, and centrally monitored.
この場合、従来の出願人が提供してきた加工ツールそのものの加工中の所定時間ごとの温度変化の計測データと、本システムの冷却液の温度・濃度等変化のデータとの相関を分祈することで、加工ツールの加工精度に影響する情報を総合的に解析することができ、加工能率の向上を図ることができる。 In this case, pray for the correlation between the measurement data of the temperature change at predetermined time intervals during the processing of the processing tool itself provided by the conventional applicant and the data of the temperature / concentration change of the coolant of this system. Therefore, the information that affects the machining accuracy of the machining tool can be comprehensively analyzed, and the machining efficiency can be improved.
また、冷却液良否検出システムは、金属加工装置の加工ツールの内部に設けられた加工ツールの温度、振動、及び/又はひずみの加工状態のリアルタイム測定部を有し、前記リアルタイム測定部の測定結果を加工ツール又は加工ツールを把持するツールホルダの内部に設けられた電子基板で受信し、外部送信する、加工ツール測定装置(情報端末)を備えることができる。 Further, the coolant quality detection system has a real-time measuring unit for the temperature, vibration, and / or strain processing state of the processing tool provided inside the processing tool of the metal processing apparatus, and the measurement result of the real-time measurement unit. Can be provided with a machining tool measuring device (information terminal) that receives the temperature on the machining tool or an electronic board provided inside the tool holder that grips the machining tool and transmits it to the outside.
上記本冷却液良否検出システムに、金属加工装置の動作中の加工ツールの温度を直接計測し常時モニタリングする装置と組み合わせると、さらに有効である。加工中の加工ツールの温度変化と、これを冷却する冷却液の性能との関係をリアルタイムで分析・管理することができ、加工精度の向上、加工ツールの破損の事前防止などに役立つこととなる。 It is even more effective to combine this coolant quality detection system with a device that directly measures the temperature of the machining tool during operation of the metal machining device and constantly monitors it. It is possible to analyze and manage the relationship between the temperature change of the machining tool during machining and the performance of the coolant that cools it in real time, which is useful for improving machining accuracy and preventing damage to the machining tool in advance. ..
また、本冷却液良否検出システムは、金属加工装置の動作中に加工ツールを冷却する冷却液の供給流路内の冷却液を分取して、該冷却液の動粘度、色調、透明度、濁り、電導度を計測可能な計測手段を備え、該計測手段からの情報を上記温度計測手段と、上記濃度計測手段、及び/又は上記不純物量検出手段、及び/又は上記圧力計測手段と、からの計測情報とともに情報端末から外部サーバに送信する計測情報送信手段を備えることができる。 In addition, this coolant quality detection system separates the coolant in the supply flow path of the coolant that cools the machining tool during the operation of the metal processing equipment, and the kinematic viscosity, color tone, transparency, and turbidity of the coolant. , The measuring means capable of measuring the conductivity, and the information from the measuring means can be obtained from the temperature measuring means, the concentration measuring means, and / or the impurity amount detecting means, and / or the pressure measuring means. It is possible to provide a measurement information transmission means for transmitting the measurement information from the information terminal to the external server together with the measurement information.
この冷却液良否検出システムを用いた冷却液管理システムとして、計測情報送信手段からの計測情報を受信して各金属加工装置ごとに予め設定された1つ以上の情報端末に送信する端末送信手段と、前記計測情報送信手段から受信した計測情報のうちいずれか1つ又は複数の計測情報が、予め設定された閾値又は数値範囲を超えるか否か判定する判定手段とを備え、該判定手段により閾値又は数値範囲を超えたと判断されたときに、警告情報を外部サーバから前記情報端末に送信する警告送信手段と、を備える例が提供される。 As a coolant management system using this coolant quality detection system, a terminal transmission means that receives measurement information from the measurement information transmission means and transmits it to one or more information terminals preset for each metal processing device. A determination means for determining whether or not any one or a plurality of measurement information received from the measurement information transmission means exceeds a preset threshold value or a numerical range, and the determination means provides a threshold value. Alternatively, an example is provided including a warning transmission means for transmitting warning information from an external server to the information terminal when it is determined that the numerical range has been exceeded.
一例として前記計測情報送信手段から受信した計測情報のうちいずれか1つ又は複数の計測情報が、前記判定手段により閾値を超えた又は数値範囲外になったと判定されたときには、自動的に溶剤を前記貯留容器内に供給し、前記判定手段により閾値を超えていない又は数値範囲内になったと判定されたときには、自動的に溶剤の供給を停止する場合がある。 As an example, when it is determined by the determination means that any one or more of the measurement information received from the measurement information transmitting means exceeds the threshold value or is out of the numerical range, the solvent is automatically added. When the solvent is supplied into the storage container and it is determined by the determination means that the threshold value is not exceeded or the value is within the numerical range, the supply of the solvent may be automatically stopped.
他の例として、表示された計測情報をユーザが見ながら、前記計測情報送信手段から受信した計測情報のうちいずれか1つ又は複数の計測情報が、前記情報端末から供給指令情報を受信すると溶剤を前記貯留容器内に供給することもできる。 As another example, while the user is looking at the displayed measurement information, when any one or more of the measurement information received from the measurement information transmitting means receives the supply command information from the information terminal, the solvent is used. Can also be supplied into the storage container.
上述するように冷却液管理システムは、冷却液(水溶性切削油(クーラントあるいは冷却液))の液寿命を延長し、かつ好適な状態に保つためのものである。上述してきた冷却液良否検出システムでは、冷却液の濃度、pH、温度履歴、循環系内の循環ポンプでの吐出圧の変化、不純物量の計測のほか、冷却液の動粘度、色調、透明度、濁り、電導度を常時計測することができる。この冷却液良否検出システムを用いた冷却液管理システムでは、管理者が所持または使用契約(レンタル)する情報端末(Cloud型サーバ)へ計測結果を常時送信しながら、測定結果のうち、少なくとも一つが所定の範囲(閾値)を逸脱した場合に警告を発するソフトウェアと、冷却液の定常状態を調整するための溶剤(薬剤の場合も含む)を貯留容器(クーラントの貯留槽)へ自動供給し、計測結果に応じて、冷却液の諸計測値が所定範囲内におさまるように、外部サーバで集中管理して自動供給動作を遠隔制御することができる。なお、pHの変化を追跡するにあたり、冷却液の使用環境の計測値に、外気温の情報を計測・外部送信するシステムの追加も考えられる。 As described above, the coolant management system is for extending the life of the coolant (water-soluble cutting oil (coolant or coolant)) and keeping it in a suitable state. In the above-mentioned coolant quality detection system, in addition to measuring the concentration, pH, temperature history of the coolant, changes in the discharge pressure of the circulation pump in the circulation system, and the amount of impurities, the kinematic viscosity, color tone, and transparency of the coolant, Turbidity and conductivity can be measured at all times. In the coolant management system using this coolant quality detection system, at least one of the measurement results is displayed while constantly transmitting the measurement results to the information terminal (Cloud type server) owned or contracted (rented) by the administrator. Software that issues a warning when the product deviates from a predetermined range (threshold) and a solvent (including chemicals) for adjusting the steady state of the coolant are automatically supplied to the storage container (coolant storage tank) for measurement. Depending on the result, the automatic supply operation can be remotely controlled by centralized management by an external server so that the measured values of the coolant are within a predetermined range. In addition, in tracking the change in pH, it is conceivable to add a system that measures and externally transmits information on the outside air temperature to the measured value of the usage environment of the coolant.
以上、本発明の冷却液良否検出システムによれば、個々の金属加工装置における加工ツールの冷却液を供給する流路での冷却液の温度や濃度、不純物量等を計測し、外部に無線送信し、モニタリングすることができ、複数の金属加工装置ごとに計測しても外部で集中的にモニタリングすることができる。 As described above, according to the coolant quality detection system of the present invention, the temperature and concentration of the coolant, the amount of impurities, etc. in the flow path for supplying the coolant of the processing tool in each metal processing apparatus are measured and wirelessly transmitted to the outside. However, it can be monitored, and even if it is measured for each of multiple metal processing devices, it can be monitored intensively externally.
《切削装置例の概説》
図1は、本発明の冷却液良否検出システムを用いる金属加工装置の一例としての切削装置100の斜視図を示している。切削装置100は、概ねツールホルダ把持部105と、被加工部材設置面102aと、ワークステージ102と、ヘッド支台108と、ヘッド107と、操作盤106と、を備えて構成される。なお、図1に示していない参照番号の部材は後述する図2等を参照する。<< Overview of cutting equipment example >>
FIG. 1 shows a perspective view of a
まず、ツールホルダ把持部105に加工対象となる被加工部材109(図2参照)に回転当接(当接方向=矢印Z方向、回転方向=矢印Zの軸周り方向)させるドリル等の加工ツール110(図2参照)を把持させたツールホルダ104を装着する。これによりツールホルダ把持部105とツールホルダ104及び加工ツール110は一体に回転することとなる。また、被加工部材109は、基台103上をX方向に移動するワークステージ102の上面の被加工部材設置面102aに載置され、固定用クランプ(図示せず)や固定用ポルト(図示せず〉等を用いて固定される。 First, a machining tool such as a drill that causes the tool
オペレータは、操作盤106を操作し、ワークステージ102をX方向へ移動させ、被加工部材が所望の接合位置直上に加工ツール110が位置するところで停止・位置決めする。次に、被加工部材上に停止・位置決めされた状態で操作盤106を操作して、加えてツール110を下降させ被加工部材に当接させ、切削部に当接しながら回転させ、加工方向に繰り返し移動させる。オペレータは操作盤106で予め加工ツール110に付与する荷重や、加工ツール110の加工速度や1回あたりの切削距離、加工ツール110の回転速度等の各パラメータを入力し、切削条件を設定する。 The operator operates the
操作盤106での設定が終了すると、被加工部材上で加工ツール110を回転させて設定した各パラメータに従って、ヘッド107をZ方向下方へ移動させ、被加工部材109の切削開始点で加工ツール110を当接する。また、図1の例ではY方向の移動についてはヘッド支台108を設定した移動速度でY方向に移動させることで行う。なお、図1の例では、X方向の移動をワークステージ、Y方向の移動をヘッド支台108、Z方向の移動を主軸101で行う切削装置100が示されているが、X方向の移動やY方向の移動をワークステージ102で行う装置の場合もある。所望の切削が達成された後、加工ツール110の回転を維持させながらヘッド107をZ方向上方へ移動させ、切削終了点から加工ツール110を引き抜いた後にその回転を停止させる。この工程により切削加工が終了する, When the setting on the
≪加工装置でのクーラントの流路例について》
続いて、図1の切削装置100の加工ツール110に対する冷却液(以下、「クーラント」とも称する)の供給経路について図2を参照して説明する。なお、ここでクーラントとは、切削箇所に対する潤滑機能や冷却機能等を有する切削液(水溶性切削油)である。図2に示すように、切削装置100は、クーラントが貯留されるタンク112と、タンク112内に設置されるポンプ114とを有している。また、切削装置100は、複数の電磁弁116,118,120等によって構成されるバルブユニット(クーラント供給部)122を有している。バルブユニッ卜122は、ポンプ114の吐出ポート(出力ポート)に接続される入力流路124を有している。入力流路112は、ポンプ114の吐出ポート直後の吐出流路124aにはリリーフ弁126が接続され、リリーフ弁126にはバルブユニット122に入力される余剰流量(これは、ポンプ114からの流量から、パルプユニッ卜122に必要な流量を差し引いた流量に等しい)をタンク112内に戻すドレン流路129に接続されることで、バルブユニット122に入力される流量を制御している。<< Example of coolant flow path in processing equipment >>
Subsequently, the supply path of the coolant (hereinafter, also referred to as “coolant”) to the
また、リリーフ弁126を通過した入力流路112には、第1供給経路130、第2供給経路132および第3供給経路134が接続されている。それぞれの供給経路130、132、134は、チェック弁136、138、140、電磁切替弁116、118、120および絞り弁142、144、146によって構成されている。第1供給経路130に接続される出力流路148は、クーラントを噴射する噴射ノズル(噴射手段)154に接続されている。同様に、第2供給経路132、に接続される出力流路150は、ヘッド107 (やヘッド支台108)およびツールホルダ把持部105、ツールホルダ104内に形成される接続流路150を介して、回転工具等の加工ツール110に接続されている。加工ツール110は上端から下端までの貫通孔(オイルホール:図示せず)が設けられており、接続流路150と連通している。また、第3供給経路134に接続される出力流路152は、同様にヘッド107等およびツールホルダ把持部105内(又はツールホルダ104内)に形成される接続流路152を介してツールホルダ把持部105(又はツールホルダ104)の下端のポート(図示せず)まで接続している。 Further, a
バルブユニッ卜122の電磁弁116,118,120の作動状態を制御するため、切削装置100にはCPU、メモリおよび駆動回路等からなる制御ユニット160が設けられている。制御ユニッ卜160は、所定の制御プログラムに沿って電磁弁116,118、120を連通状態または遮断状態に制御する。第2供給経路132、第3供給経路134の電磁弁118、120が連通状態に切り替えられると、ポンプ114から吐出されるクーラントは、第2供給経路132、第3供給経路134から接続流路150、152を経て、加工ツール110の内部又は外部から加工ツール110に供給される。一方、第2供給経路132、第3供給経路134の電磁弁118、120が遮断状態に切り替えられると、第2供給経路132、第3供給経路134においてクーラントが遮断される。 In order to control the operating state of the
このように、第2供給経路132を連通する状態(第1状態)にバルブユニッ卜122が制御されると、クーラントが加工ツール110内を通過して下端のクーラント穴から放出される。また、第3供給経路134を連通する状態(第2状態)にバルブユニッ卜122が制御されると、ツールホルダ把持部105内(又はツールホルダ104内)をクーラントが通過して下端のクーラント穴から加工ツール110に噴射される。一方、第2供給経路132、第3供給経路134を遮断する状態にバルブユニット122が制御されると、前記それぞれのクーラント穴からのクーラントの放出・噴射が停止される。 In this way, when the
また、第1供給経路130の電磁弁116が連通状態に切り替えられると、ポンプ114から吐出されるクーラントは、第1供給経路130および出力流路148を経て噴射ノズル154に供給される。そして、噴射ノズル154に供給されたクーラントは、被加工部材109や加工ツール110に向けて外部から噴射される。 Further, when the
《複数位置でのクーラントの温度、濃度、不純物検出方法》
次に金属加工装置内のクーラントの温度、濃度、不純物量の計測方法について図2の切削装置100の流路図を参照して説明する。図2において、矢印で流路を指している丸囲みA、B、E、Fは、各計測位置(近傍の位置を含む〉を例示している。実際には流路中又は流路を分流(冷却液を分取)して計測するが、ここでは簡略化して示している。丸囲みA、B、E、Fの位置はそれぞれ、クーラントが切削装置100(金属加工装置)内を循環してタンク112に放出される直前の流路の位置、タンク112内の位置、ポンプ114への入力直後の流路124aの位置、ポンプ114への入力後のリリーフ弁126を通過してタンク112にドレンされるドレン流路128の位置、を示している(以下、タンク112内の冷却液計測について丸囲みAの位置での計測で説明する)。このタンク112は既存のクーラントタンクを活用する。温度計測は、代表的には熱電対を用いて行い、熱電対から出力される温度信号をデジタル化して外部送信する。また、濃度計測には、超音波式、フィルタータイプ、分光タイプ、電気伝導率タイプなどがあり、出力信号を外部送信する。<< Coolant temperature, concentration, and impurity detection method at multiple positions >>
Next, a method of measuring the temperature, concentration, and amount of impurities in the coolant in the metal processing apparatus will be described with reference to the flow path diagram of the
また、不純物量の計測は、(1)pH計測、(2)スラッジ密度計測、(3)ポンプ圧計測などにより行っている。
(1)pH計測には、クーラントのpH値の変化量を計測することで不純物の混入量やクーラントの分解量、酸化等による劣化を推定するものであり、メーカ推奨のpH値との差を閾値として良否判定を行う。pH測定法は、概ね指示薬法、金属電極法、ガラス電極法、半導体センサに大別されるが、指示薬法の場合、一例としてはpH試験液を浸す方法であり、劣化限度の想定緩衝液の色を標準色とし実際のクーラントに浸したときの色と比較する視認的な簡易方法である。金属電極法の場合、例えばアンチモン電極法ではアンチモンの棒の先端を磨いて比較電極とともにサンプルのクーラントに浸し、双方の間の電位差からpHを求める方法である。ガラス電極法とは、ガラス電極と比較電極の2本の電極を用いて、この2つの電極の間に生じた電圧(電位差〉を知ることで、クーラントのpHを測定する方法である。さらに、半導体センサの場合、ガラス電極の機能を半導体チップで実現したものである。本システムでは、初期的には不純物の検出頻度を定期期間ごとの不純物の検出を想定しているため指示薬法でも可能であるが、温度データ等と相まってのクーラント良否判定を行う便宜上、データ集積のしやすさを考慮すると、他の方法、特に半溥体センサが好適に採用される。The amount of impurities is measured by (1) pH measurement, (2) sludge density measurement, (3) pump pressure measurement, and the like.
(1) In pH measurement, the amount of change in the pH value of the coolant is measured to estimate the amount of impurities mixed in, the amount of decomposition of the coolant, deterioration due to oxidation, etc., and the difference from the pH value recommended by the manufacturer is used. A pass / fail judgment is made as a threshold value. The pH measurement method is roughly classified into an indicator method, a metal electrode method, a glass electrode method, and a semiconductor sensor, but in the case of the indicator method, one example is a method of immersing a pH test solution, which is an assumed deterioration limit buffer solution. It is a simple visual method to compare the color with the standard color and the color when immersed in the actual coolant. In the case of the metal electrode method, for example, in the antimony electrode method, the tip of the antimony rod is polished and immersed in the coolant of the sample together with the comparison electrode, and the pH is obtained from the potential difference between the two. The glass electrode method is a method of measuring the pH of a coolant by using two electrodes, a glass electrode and a comparison electrode, and knowing the voltage (potential difference) generated between the two electrodes. In the case of a semiconductor sensor, the function of the glass electrode is realized by a semiconductor chip. In this system, the frequency of detecting impurities is assumed to be detected at regular intervals, so it is possible to use the indicator method. However, for the convenience of determining the quality of the coolant in combination with the temperature data and the like, in consideration of the ease of data accumulation, another method, particularly a semi-glass sensor, is preferably adopted.
(2)スラッジ密度計測は、クーラントを濾過フィルタに通過させて、所定時間ごとにフイルタに溜まった切削くず等のスラッジ量を単位面積当たりで計測する方法である。この方法は実際の不純物量を検出する簡便な方法であるが、元来、濾過目的のフィルタ119(図示せず)を活用できる点で丸囲みAのタンク112の直前位置での検出に適している。 (2) The sludge density measurement is a method in which a coolant is passed through a filtration filter and the amount of sludge such as cutting debris accumulated in the filter is measured per unit area at predetermined time intervals. Although this method is a simple method for detecting the actual amount of impurities, it is originally suitable for detection at the position immediately before the
(3)ポンプ圧計測で、丸囲みAの位置での計測では、クーラント内の不純物量が増加すると冷却液中のスラッジ成分が増加し比重が高まるため、冷却液の吸上げと送液効率が低下し、ポンプ圧が減じてくるという現象が発現するので、この変化を活用し、所定の閾値のポンプ圧を設定しておき、計測されたポンプ圧からクーラントの良否を検出する。その意味で、ポンプ圧を計測するためには、丸囲みAの位置での計測が最適である。 (3) In the pump pressure measurement, in the measurement at the position of the circle A, when the amount of impurities in the coolant increases, the sludge component in the coolant increases and the specific gravity increases, so that the suction of the coolant and the efficiency of the liquid feed are improved. Since the phenomenon that the pump pressure decreases and the pump pressure decreases appears, this change is utilized, a pump pressure of a predetermined threshold is set, and the quality of the coolant is detected from the measured pump pressure. In that sense, in order to measure the pump pressure, the measurement at the position of the circle A is optimal.
丸囲みB、C、D、G、Hの位置での計測については温度、濃度、不純物量計測のうち、特に温度計測位置として選択可能な位置であり(上述するように別途、丸囲みA,B、E,Fの位置のいずれか1つはタンク112周りの計測位置として必須である)、ここでは温度計測を中心に言及する。上述するように丸囲みFの位置は、ポンプ114の出力直後の流路124(124a)であり、丸囲みBの位置は、リリーフ弁126により切削装置100内に所望されるクーラントの余剰流量がタンク112内にドレンされる流路128である。また、不純物量の計測をポンプ圧の減圧量(差圧)で検出する方法を採用する場合には、B位置での計測との相性が良い。 Regarding the measurement at the positions of the circles B, C, D, G, and H, the temperature, concentration, and impurity amount measurement are particularly selectable positions as the temperature measurement positions (as described above, separately circled A, Any one of the positions B, E, and F is indispensable as the measurement position around the tank 112), and here, the temperature measurement is mainly referred to. As described above, the position of the circle F is the flow path 124 (124a) immediately after the output of the pump 114, and the position of the circle B is the excess flow rate of the coolant desired in the
また、上述するように丸囲みCの位置は、加工ツール110や被加工物109の近傍にクーラントを噴射するノズル154への直前流路148である。この位置での温度は、実際に加工ツール110等に噴射されるクーラントの温度を計測したものである点で、後述する加工ツール測定装置(図8参照)における加工ツール110内の温度計測技術と組み合わせて加工精度担保の評価として活用する場合に相性が良好である。また、丸囲みHの位置は、流路148、150、152からクーラントが加工ツール110に放出・噴射されて冷却された後にタンク112までクーラントを回収する流路153の途中位置である。すなわち、位置Cでの測定温度は加工ツール110等を冷却する前の温度であり、位置Hでの温度は冷却処理後の温度であるため、両位置C、Hの温度差の変動はクーラントの冷却性能を表しているものと言える。このため位置Cと位置Hとの2ケ所で計測すれば、その差をクーラントの良否判定に活用することができる(図5のフロー図で後述)。 Further, as described above, the position of the circle C is the immediately preceding
丸囲みD、Gは切削装置100の主軸側から加工ツール110にクーラントを供給する流路に設けられ、具体的に丸囲みDの位置は、上述するように加工ツール110内部の貫通孔と連通して加工ツール110を直接内部にクーラントを供給する流路150の途中位置であり、丸囲みGの位置は、ツールホルダ把持部105(又はツールホルダ104)の下端のポート(図示せず)までの流路152の途中位置である。主軸側から加工ツール110にクーラントを供給する装置の場合にはこの流路も位置Cでの計測と同様に、後述する加工ツール測定装置(図8参照)における加工ツール110内の温度計測技術との組み合わせや、位置D、Gと位置Hとでの温度差をクーラントの良否判定に活用できる点で有利である。 The circles D and G are provided in the flow path for supplying coolant to the
≪加工ツール測定装置からの測定情報との組み合わせについて≫
ここで上述した加工ツール測定装置(図8参照)における加工ツール110内の温度計測技術と組み合わせることも可能である。図8(a)には加工ツール110の温度、振動、歪等を測定する加工ツール測定装置としてのツールホルダユニット104の縦断面図を示している。図8では紙面上方を金属加工装置(切削装置)100の主軸101側とし、下方が加工ツール(切削工具)110側とする。ツールホルダユニット104は、ツバ部104hより上方で主軸101に入れ子状に挿入・把持されて協動回転する。また、ツールホルダユニット104の内部は中空であり下部で図8(b)に示すような切削工具110を把持するチャック104cが固定されている。≪Combination with measurement information from machining tool measuring device≫
Here, it is also possible to combine with the temperature measurement technique in the
チャック104cの上方には部品配置用の空隙104iが設けられ、この空隙104iに電池104bが配設されている。この電池104bは充電式でもよい。温度を計測する熱電対やサーミスタ、振動を計測する加速度センサ、歪を計測するひずみゲージ等の各種センサからのデータは空隙104iに配設された制御基板104gでA/D変換されて、貫通孔を介して接続しているツールホルダ本体104aの外周囲の無線送信デバイス104eから送信される。なお、各種センサからのデータはツールホルダ本体104aの外周部の制御基板でA/D変換されても良い。 A
切削工具110は図8(b)のO-O線でチャック104cの下端(図8(a)のO-O線)で固定される。切削工具110には、回転軸線方向に上端から下端に穴あけ加工が施され、半貫通孔110aが形成される。この半貫通孔110aは、空隙104iと連通する同軸状の孔である。半貫通孔110aの下端には、温度センサとして例えば熱電対111が装着され、熱電対111に接続した電導線113が空隙110iまで繋がり、制御基板104gに接続する。また、切削工具110の振動検出には例えば空隙110iに設けた加速度センサを用いて計測する。 The
《外部送信について》
次に図2の丸囲み位置A~Hのいずれか又は複数個所で計測された温度情報、濃度情報、不純物量情報の加工装置100外部への送信について説明する。図3では計測された温度、濃度、不純物量について外部ユニッ卜16に送信されるまでの電気信号のフローを例示説明する。この例では、概ね温度計測手段10、濃度計測手段11、不純物量計測手段12、から電気信号の流れを示している。なお、温度計測手段10、濃度計測手段11、不純物量計測手段12からの信号は、デジタル信号化して出力される例で示している。例えば、クーラント内の不純物量を上記スラッジ密度で計測した場合や、濃度を指示薬法で計測する場合のように視認的な検出をしたり、付属の冷却装置でデータを抽出したような場合やクーラントをタンク112から別途汲み上げてオペレータによるデータ入力をしたような場合には、図3のブロック図における濃度計測手段11、不純物量計測手段12が削除されて、別途データを外部ユニット16に入力されることもある。<< About external transmission >>
Next, the transmission of the temperature information, the concentration information, and the impurity amount information measured at any one or a plurality of the circled positions A to H in FIG. 2 to the outside of the
なお、図3での温度計測手段10は、代表的には熱電対を用いて電位差増幅器やA/D変換器を介してデバイス内の制御回路によりデジタル信号を出力する温度受信部である。また、温度計測手段10、濃度計測手段11、不純物量計測手段12からの出力信号は、切削装置100が備え付けた又は有線接続された送信部13のコントローラ14が受信し、無線送信デバイス15で外部に無線送信される。 The temperature measuring means 10 in FIG. 3 is a temperature receiving unit that typically uses a thermocouple to output a digital signal by a control circuit in the device via a potential difference amplifier or an A / D converter. Further, the output signals from the temperature measuring means 10, the concentration measuring means 11, and the impurity amount measuring means 12 are received by the
また、無線送信された温度情報及び濃度情報、不純物量情報の出力信号は、外部ユニッ卜16の無線受信デバイス17で受信される。図3中の破線で示す無線送信デバイス15・無線受信デバイス17間の無線通信規格は、Wi-Fi (Wireless Fidelity)、Bluetooth (ブルートゥース)、無線LAN (Local Area Network)、及び、ZigBee (ジグビー)等を使用することが可能である。外部ユニット16は無線受信デバイス17を含むノー卜パソコン等の記憶・演算装置19の例も考えられるが、図3の例では別途専用の無線受信デバイス17を設置し、これとUSBポートで有線接続し、記憶・演算装置19で信号受信される。そして、ディスプレイやプリンタ等の出力装置20で画像表示、印刷等される。 Further, the output signals of the wirelessly transmitted temperature information, concentration information, and impurity amount information are received by the
また、図示しないが上述する図8の加工ツール測定装置を組み合わせる場合、ツールホルダ本体104aの外周囲の無線送信デバイス104eから送信される加工ツール(切削工具)110の温度、振動、歪の計測データの出力信号を、図3の外部ユニット16の無線受信デバイス17で受信し、記録・演算装置19に送信し、これらのデータを出力装置19で同時に画像表示等するすることもできる。 Further, although not shown, when the above-mentioned machining tool measuring device of FIG. 8 is combined, measurement data of temperature, vibration, and strain of the machining tool (cutting tool) 110 transmitted from the
図3のように計測データを無線通信機器を使用して送信すると、複数の切削装置100のクーラント情報を1つの外部ユニット16で集中的に管理・分析することも容易にしている。なお、図3では複数の切削装置100のクーラント情報をWi-Fi等で外部ユニット16に直接送信する例が示されているが、異なる環複数工場内の切削装置100を外部サーバ(Cloud型サーバを含む)を介して集中管理する例が図9に示されている。詳細には後述する。 When the measurement data is transmitted using the wireless communication device as shown in FIG. 3, it is easy to centrally manage and analyze the coolant information of the plurality of cutting
《温度・濃度による異常検出フロー》
図4は、図1~図3の切削装置100でのクーラン卜の温度と濃度の検出による異常検出を示すフロー図例が示している。異常検出は図3の記憶・演算装置19で行う。まず、本システムでの検出が開始されると(STEP10)、各切削装置100においてクーラン卜の冷却性能低下の限界点と判断される最高温度(閾値)tmax (上死点)を設定する(STEP11)。最高温度tmax (上死点)は、各計測位置A~Hやメーカ推奨温度、加工条件によって設定される固定の温度であっても良く、初期温度t0からの限界上昇温度Tを加算した温度(=t0
+ T)を閾値tmaxとしても良い。
次に、クーラントの濃度闕値cmin (下死点)、cmax (上死点)を設定する(STEP12)。その後、加工中のクーラント温度tを所定時間ごとに計測する(STEP13)。また、濃度cも計測する(STEP14) 。STEP14の濃度計測は温度計測よりも時間を空けた計測であっても良い(この点は図5のフロー図で説明する)。<< Abnormality detection flow by temperature and concentration >>
FIG. 4 shows an example of a flow chart showing abnormality detection by detecting the temperature and concentration of the coolan in the
+ T) may be set as the threshold value tmax.
Next, set the coolant concentration cmin (bottom dead center) and cmax (top dead center) (STEP 12). After that, the coolant temperature t during processing is measured at predetermined time intervals (STEP 13). Also, the concentration c is measured (STEP14). The concentration measurement in STEP14 may be a measurement that takes a longer time than the temperature measurement (this point will be explained in the flow chart of FIG. 5).
次に、STEP13で計測した温度tが閾値温度t maxより高いか否かの判定を行う(STEP15)。その結果、高い場合はクーラント冷却性能が低下したとして異常検出の警告等を行う(STEP16)。温度閾値で異常検出しない場合にはSTEP14で濃度計測したcがcmin~cmaxの範囲内か判定を行う(STEP17) 。範囲外の場合には異常検出の警告等を行う(STEP16)。そして、異常を検出しない場合には再びSTEP13に戻って加工中に継続的に繰り返しSTEP13~STEP17を行う。図4では図示しないが、異常検出した場合には自動的にタンク112へ溶剤の供給を行いSTEP13~STEP17を継続して異常検出されないとろこまで溶剤供給を行い、異常検出されなくなった場合には溶剤の供給を停止する制御を追加することも可能である。なお、図4の例を位置A~Hの複数位置でそれぞれ実行すると、より精度の高いクーラント評価を行うことができる。この場合、位置A~Hそれぞれの温度が所定の閾値を超えるか否かの異常検出の他に、各位置個々の温度が切削装置100の作動時間の経過とともに所定時間ごとに変化する温度(同位置における経時的な温度の差分)を検出し、この変化量により異常検出を行うことも考えられる。切削装置100を長時間動作させるときに動作が進行するにつれてクーラントの冷却性能が低下する場合を検出し、長時間連続動作中に切削工具110が破断等するリスクを事前に回避することができる。 Next, it is determined whether or not the temperature t measured in
《複数計測位置での温度・濃度・不純物量の差分による異常検出フロー》
図5は、図4同様、切削装置100でのクーラントの温度と濃度と不純物量の検出による異常検出を示すフロー図例が示している。この図例では図4と異なり、2か所の計測位置(例えば図2の位置A、C)での温度情報に基づく判定と、不純物量の計測からの判定とが含まれている。まず、本システムでの検出を開始すると(STEP20)、ノズル154から噴射される位置 (位置C)のクーラントの温度tCとタンク112への排出口近傍の位置A(又は回収流路153の位置H(図5では位置Aで説明))のクーラントの温度tAとの温度差Δtの限界点Δt min(下死点〉、Δtmax (上死点)を設定する(STEP 21)。温度差Δtは、ノズル154から加工ツール110近傍に噴射され、加工ツール110や被加工物109が冷却されたことによりクーラント液温が上昇したことを示す値(温度差)であり、この値が所定範囲内であれば冷却性能が高いクーラントであると言える(温度差により加工ツール等の熱膨張度がわかり、連続加工精度を検知できる),したがって、クーラントの性能低下の限界点を限界温度差Δtmin~Δtmaxとして予め設定できる。<< Abnormality detection flow due to differences in temperature, concentration, and impurity content at multiple measurement positions >>
FIG. 5 shows an example of a flow chart showing abnormality detection by detecting the temperature and concentration of the coolant and the amount of impurities in the
次に、クーラントの濃度閾値cmin (下死点)、cmax (上死点)を設定し(STEP22)、不純物量の検出としてpH値の闕値αmin (下死点)、αmax (上死点)を設定する(STEP23)。その後、加工中の位置Aと位置Cでのクーラント温度tA、tCを所定時間ごとに計測する(STEP 23)。また、濃度c、pH値αも計測する(STEP24)。前述するようにSTEP23、STEP24での濃度計測、pH値の計測は温度計測より時間を空けて計測しても良く、定期的に計測すれば足りるため所定の更新時期が来るまでは新たに計測する必要がなく(STEP25)、更新時期が来ると新たに計測し直して更新する(STEP26、STEP27)。 Next, the coolant concentration threshold cmin (bottom dead center) and cmax (top dead center) are set (STEP22), and the pH value is αmin (bottom dead center) and αmax (top dead center) to detect the amount of impurities. Is set (STEP23). After that, the coolant temperatures tA and tC at positions A and C during processing are measured at predetermined time intervals (STEP 23). In addition, the concentration c and the pH value α are also measured (STEP 24). As mentioned above, the concentration measurement and pH value measurement in STEP23 and STEP24 may be measured after a longer period of time than the temperature measurement, and since it is sufficient to measure them regularly, new measurements will be made until the specified update time comes. There is no need (STEP25), and when the update time comes, it will be measured again and updated (STEP26, STEP27).
その後、STEP24で計測した温度差Δtが閥値温度Δtmin~Δtmaxの範囲内か否かの判定を行う(STEP28)。その結果、範囲外の場合はクーラント冷却性能が低下したとして異常検出の警告等を行う(STEP31)。温度閾値で異常検出しない場合には、STEP26で濃度計測・更新したcが、cmin~cmaxの範囲内か判定(STEP29)や、STEP27でpH値計測・更新したαが、αmin~αmaxの範囲内か判定(STEP30)を行い、範囲外の場合には異常検出の警告等を行う(STEP31)。そして、異常を検出しない場合には再びSTEP24に戻って加工中にわたって繰り返しSTEP24~STEP30を行う。 After that, it is determined whether or not the temperature difference Δt measured in STEP 24 is within the range of the temperature difference Δtmin to Δtmax (STEP 28). As a result, if it is out of the range, an abnormality detection warning is given as the coolant cooling performance has deteriorated (STEP 31). If no abnormality is detected by the temperature threshold, it is determined whether the concentration measured / updated c in STEP26 is within the range of cmin to cmax (STEP29), and the pH value measured / updated in STEP27 is within the range of αmin to αmax. Judgment (STEP30) is performed, and if it is out of the range, an abnormality detection warning is issued (STEP31). If no abnormality is detected, the process returns to STEP24 and repeats STEP24 to STEP30 during machining.
なお、図5の例では、最も図2の位置A(又はH),Cの温度及び濃度計測データの差分からクーラントの異常検出しているが、他の位置での差分からの異常検出と組み合わせても良い(位置的な差分)。例えば、(1)タンク112への入力側として位置A(タンク112への排出口近傍)や位置E(タンク112内)や位置H(回収流路152)と、タンク112からの出力側としての位置B(ポンプ114からの出力直後の流路124a)や位置F(リリーフ弁からのドレン側の流路128)と、の温度差の変化、(2)位置D(主軸からと切削工具110内への流路150)と位置G(主軸から切削工具110の外部への流路152)との差分、等から異常検出を実行することもできる。 In the example of FIG. 5, the abnormality of the coolant is detected from the difference between the temperature and concentration measurement data at the positions A (or H) and C of FIG. 2, but it is combined with the abnormality detection from the difference at other positions. May (positional difference). For example, (1) as the input side to the
なお、上記図4~図5では、温度、濃度データ、pH値から異常検出フローの例が示されているが、その他、各位置A~Hにおける循環系内の循環ポンプでの吐出圧データ、不純物量データの計測のほか、冷却液の動粘度、色調、透明度、濁り、電導度、等から異常検出することも考えられる。 In addition, in FIGS. 4 to 5 above, an example of the abnormality detection flow is shown from the temperature, concentration data, and pH value, but in addition, the discharge pressure data in the circulation pump in the circulation system at each position A to H, In addition to measuring the amount of impurities, it is also possible to detect abnormalities from the kinematic viscosity, color tone, transparency, turbidity, conductivity, etc. of the coolant.
さらに図9では、異なる環複数工場内の切削装置100を外部サーバ(Cloud型サーバを含む)を介して集中管理する冷却液良否管理システムの構成図例が示されている。図9中の切削装置100の無線送信デバイス15は、図3における無線送信デバイス15と同じである。この冷却液良否管理システムは概ね、切削装置100と、管理装置1(外部サーバ)と、ユーザ所有の情報通信端末5(モバイル型を含む)との3つで構成される。管理装置1と切削装置100とは、無線送信デバイス15から基地局6を中継し、インターネット2を介して接続されている。管理装置1と情報通信端末5とは、基地局7を中継し、更にインターネット又は携帯電話通信網4を介して情報通信を可能とする。ただし、管理装置1と切削装置100及び情報通信端末5との情報通信は、例えば、日本における携帯電話の通信方式である3Gや4G方式での接続を想定したものであり、基地局6、7をいわゆるアクセスポイント又は無線ルータに置き替えて無線接続としてもよいし、情報通信端末5がパーソナルコンピュータ等である場合は有線又は無線のLAN等による接続としてもよい。 Further, FIG. 9 shows an example of a configuration diagram of a coolant quality management system that centrally manages cutting
管理装置1は、クーラントの温度情報等、種々の計測データ管理や計算、そして分析を行うためのアプリケーションソフトウエア部と、種々の計測データの保管を行うデータベース部と、通信部14と、から構成される。アプリケーションソフトウエア部には、切削装置管理アプリケーションソフトウエア1a、異常分析アプリケーションソフトウエア1b、配信アプリケーションソフトウエア1c、溶剤供給アプリケーションソフトウエア1hを備えており、データベース部には、切削装置データベース1d、ユーザデータベース1e(図示せず)、閾値データベース1f、位置データベース1g、溶剤データベース1iを備えている。但し、しかしながら、構成は必ずしも物理的に独立した機器構成を限定するものではなく、一つの機器が上記のうち複数の機能を兼ね備えるものであってもよい。 The
切削装置100から送信された計測データは管理装置1の通信部1jから管理アプリケーション1aに送信される。管理アプリケーションソフトウエア1aでは切削装置データベース1dから計測データに応じた切削装置1dを読み込んで該当する切削装置データと計測データとを配信アプリソフトウエア1cにより通信部1jを介して計測データ信号をインターネット等4に送信する。また、管理アプリケーションソフトウエア1aは常時、計測データを異常分析アプリケーションソフトウエア1bに計測データを送信し、異常分析アプリケーションソフトウエア1bは閾値データベース1fから切削装置に応じた閾値又は数値範囲を読み込んで計測データが異常値か否かを分析し、異常検出された場合には、配信アプリケーションソフトウエア1cによって通信部1jから異常検出信号をインターネット等4に送信する。 The measurement data transmitted from the
異常検出された場合には、異常分析アプリケーションソフトウエア1bが管理アプリケーションソフトウエア1aを介して溶剤アプリケーションソフトウエア1hを起動して、溶剤アプリケーションソフトウエア1hが切削装置に応じた溶剤(量や濃度)を溶剤データベースから読み込んで管理アプリケーションソフトウエア1a、通信部1jを介してインターネット2に溶剤放出信号を送信する。溶剤放出信号がインターネット2に送信されると基地局6を中継して各切削装置100の無線受信デバイス100aに送信され、各切削装置100のタンク112に必要量の溶剤が供給される。このとき溶剤供給アプリケーションソフトウエア1hは同時に配信アプリケーション1c、通信部1jにより溶剤供給信号をインターネット等4に送信して携帯通信端末5にも情報送信する。 When an abnormality is detected, the abnormality analysis application software 1b starts the solvent application software 1h via the management application software 1a, and the solvent application software 1h activates the solvent (amount and concentration) according to the cutting device. Is read from the solvent database and a solvent release signal is transmitted to the
なお、溶剤の供給は溶剤供給アプリケーションソフトウエア1hで対応する本切削装置100に必要な溶剤量を決定する場合や、異常分析アプリケーションソフトウエア1bによる異常検出が終了するまで溶剤を供給するリアルタイム制御の場合が考えられる。異常検出が終了した場合には、溶剤供給アプリケーションソフトウエア1h、管理アプリケーションソフトウエア1aを介してインターネット2に溶剤供給停止信号を送信し、切削装置100の溶剤供給を停止する。このとき同時に溶剤供給アプリケーションソフトウエア1hが配信アプリケーション1e、通信部1jを介して溶剤供給停止信号をインターネット等4に送信して携帯通信端末5にも情報送信する。 It should be noted that the solvent is supplied in real time when the solvent supply application software 1h determines the amount of the solvent required for the
情報通信端末5は多機能モバイル端末(多機能携帯電話(スマートフォン)も含む)を想定しており、通信部5a、制御部5b、記憶部5e、ディスプレイ5dを備えている。管理装置1から送信された信号(計測データ信号、異常検出信号、溶剤供給信号等)は、通信部5aで受信される。また記憶部5eは、オペレーションシステム(以下、「OS」とも称する)5fを記憶して、プロセッサとして機能する制御部5bにより情報通信端末5を制御している。 The
記憶部5eは、OS5fのほか、管理装置1との情報通信管理や計測データの画像表示を行うアプリケーションソフトウエア5hと、画像データセット5gを記憶することが可能である。しかし、記憶部5eは一般的なフラッシュメモリ等に限定されるものではなく、OS5fにおいても制御部5bに載置されたメモリに記憶されてもよい。画像データセット5gは、複数のグラフ画像データや異常検出表示データ、溶剤供給画像等から成り、管理装置1から送信された信号から制御部5bが記憶部5eのアプリケーションソフト5hを起動して画像データセット5gから読み込まれたデータを合成してディスプレイ5dに計測データを表示する。 In addition to the
なお、管理装置1との情報通信管理や計測データの画像表示を行うためのアプリケーションソフトウエア5hは、ユーザが予め情報通信端末5にインストールしていることが前提となる。また、上記管理装置1ではクーラントの異常が検出されたときに溶剤を自動的にタンク112に供給する例を示しているが、計測データを確認しながらユーザが携帯通信端末上に指示することにより溶剤供給を実行する例も考えられる。 It is premised that the user has previously installed the
このような冷却液管理システムを採用すると、図3のように複数の切削装置100のクーラント情報をWi-Fi等で外部ユニット16に直接送信する例よりも発展し、遠隔地等異なる複数工場内の切削装置100を外部サーバ(Cloud型サーバを含む)を介して集中的に管理・分析することができる。 If such a coolant management system is adopted, it is more advanced than the example in which the coolant information of the plurality of cutting
《実施例》
図6、図7には実際に加工時の所定時間ごとに温度計測、濃度計測を行い無線送信デバイス15で送信された温度・濃度データを記憶・演算装置19のディスプレイ(出力装置)20で表示したグラフ図の例が示されている。図6の上段にはクーラントの濃度計測値(重量%)を縦軸、計測時間を横軸に示している。また、図6の下段にはクーラントの温度計測値(℃)を縦軸、計測時間を横軸に示している。上下段ともにタンク112内(図2の位置A)での計測結果を示している。なお、図6のグラフ図は複数の加工装置のうち1つの加工装置における所定時間ごとに計測したデータを示している(ここでは各加工装置ごとの無線装置デバイス15に割り当てられたIPアドレス192.168.11.136を参照している状態を示した)。"Example"
In FIGS. 6 and 7, temperature measurement and concentration measurement are actually performed at predetermined time intervals during processing, and temperature / concentration data transmitted by the
また,図7には複数の加工装置それぞれ(左端列のI Pアドレス機械No. 、及び機械名参照)に対する温度閾値(℃)の入力テーブルが示されている。このテーブルに各加工装置ごとの温度計測情報が逐次、更新されていくことが理解されよう。したがって、1つの記憶・演算装置19で複数の加工装置のクーラント良否の温度情報が集中管理されることがわかる(濃度テープルも同様であるが、ここでは図示を省略する)。 Further, FIG. 7 shows an input table of the temperature threshold value (° C.) for each of the plurality of processing devices (see the IP address machine No. and the machine name in the leftmost column). It will be understood that the temperature measurement information for each processing device is sequentially updated in this table. Therefore, it can be seen that the temperature information of the coolant quality of the plurality of processing devices is centrally managed by one storage / arithmetic unit 19 (the same applies to the concentration table, but the illustration is omitted here).
10 温度計測手段
11 濃度計測手段
12 不純物量計測手段
13 送信部
14 コントローラ
15 無線送信デバイス
16 外部ユニッ卜
17 無線受信デパイス
18 シリアルUSB変換器
19 記録・演算装置
20 出力装置
100 切削装置
101 主軸
102 ワークステージ
102a 被加工部材接地面
103 基台
104 ツールホルダ
105 ツールホルダ把持部
106 操作盤
107 ヘッド
108 ヘッド支台
109 被加工部材(ワーク)
110 加工ツール
112 貯留容器(タンク)
114 ポンプ
116、118、120 電磁弁
122 バルブユニット(クーラント供給部)
124 入力流路
124a 吐出流路
126 リリーフ弁
128 ドレン流路
129 フィルタ(濾過手段)
130 第1供給経路
132 第2供給経路
134 第3供給経路
136, 138,140 チェック弁
142,144,144 絞り弁
148,150,152 出力流路(接続流路)
154 噴射ノズル(噴射手段)
160 制御ユニット
10 Temperature measuring means
11 Concentration measuring means
12 Impurity amount measuring means
13 Transmitter
14 controller
15 Wireless transmission device
16 External unit
17 Wireless reception device
18 Serial USB converter
19 Recording / Arithmetic Logic Unit
20 Output device
100 cutting equipment
101 spindle
102 work stage
102a Tread of the member to be machined
103 base
104 Tool Holder
105 Tool holder grip
106 Operation panel
107 head
108 Head abutment
109 Work member (work)
110 Machining tool
112 Storage container (tank)
114 pump
116, 118, 120 Solenoid valve
122 Valve unit (coolant supply unit)
124 Input flow path
124a Discharge flow path
126 relief valve
128 Drain flow path
129 Filter (filtration means)
130 1st supply route
132 Second supply route
134 Third supply route
136, 138,140 Check valve
142,144,144 throttle valve
148,150,152 Output flow path (connection flow path)
154 Injection nozzle (injection means)
160 control unit
Claims (19)
少なくとも前記温度計測手段から計測された温度情報を含む前記冷却液の計測情報の変化を含め、追跡・評価することで冷却油に予め指定された管理条件以外のその金属加工装置及び加工ツールに対する最適条件を検出する冷却液良否検出システムであって、
前記温度計測手段は、前記冷却液をその貯留容器内若しくは金属加工装置から該貯留容器内に排出する流路内の温度、又は該貯留容器から金属加工装置内に供給するポンプの出力側までの流路内の温度を計測し、
前記冷却液の計測情報の変化は、前記温度計測手段で計測された温度の経時変化を検出する冷却液良否検出システム。 It is equipped with a temperature measuring means that can measure the temperature at least every predetermined time in the supply flow path of the coolant that cools the machining tool during the operation of the metal processing equipment and detect the change.
Optimal for the metal processing equipment and processing tools other than the control conditions specified in advance for the cooling oil by tracking and evaluating at least the change of the measurement information of the coolant including the temperature information measured from the temperature measuring means. It is a coolant quality detection system that detects conditions,
The temperature measuring means is the temperature in the storage container or the flow path for discharging the cooling liquid from the metal processing device into the storage container, or to the output side of the pump that supplies the cooling liquid from the storage container into the metal processing device. Measure the temperature inside the flow path and
The change in the measurement information of the cooling liquid is a cooling liquid quality detection system that detects the change with time of the temperature measured by the temperature measuring means .
前記冷却液の計測情報の変化は、前記温度計測手段で計測された温度の経時変化を検出する、請求項1に記載の冷却液良否検出システム。 The temperature measuring means measures the temperature of the coolant in the flow path that supplies the coolant from the spindle side that grips the machining tool to the machining tool.
The cooling liquid quality detection system according to claim 1 , wherein the change in the measurement information of the cooling liquid detects the change with time of the temperature measured by the temperature measuring means.
少なくとも前記濃度計測手段から計測された前記冷却液の濃度情報の変化を検出することで冷却油に予め指定された管理条件以外のその金属加工装置及び加工ツールに対する最適条件を検出する冷却液良否検出システムであって、
前記濃度計測手段は、前記冷却液の貯留容器内、金属加工装置から該貯留容器内に排出する流路内、該貯留容器から金属加工装置内に供給するポンプの出力側までの流路内、加工ツールを把持する主軸側から該加工ツールまでの冷却液を供給する流路内、又は加工ツールに向かって外部から冷却液を噴射する噴射手段へ冷却液を供給する流路内、の1つ以上の位置における冷却液を分取して、その濃度を計測する冷却液良否システム。 In the supply flow path of the coolant that cools the machining tool during the operation of the metal processing equipment, the coolant in the channel is separated and measured at a predetermined date and time or at a predetermined period, and the change can be tracked and evaluated. Equipped with various concentration measuring means
Coolant quality detection that detects the optimum conditions for the metal processing equipment and processing tools other than the control conditions specified in advance for the cooling oil by detecting at least the change in the concentration information of the coolant measured from the concentration measuring means. It ’s a system,
The concentration measuring means is in the storage container of the coolant, in the flow path for discharging the coolant from the metal processing device into the storage container, and in the flow path from the storage container to the output side of the pump supplied into the metal processing device. One of the flow path that supplies the coolant from the spindle side that grips the machining tool to the machining tool, or the flow path that supplies the coolant to the injection means that injects the coolant from the outside toward the machining tool. A coolant quality system that separates the coolant at the above positions and measures its concentration .
該不純物抽出手段は少なくとも、前記冷却液の貯留容器内、金属加工装置から該貯留容器内に排出する流路内、又は該貯留容器から金属加工装置内に供給するポンプの出力側までの流路内の不純物量を検出することで冷却油に予め指定された管理条件以外のその金属加工装置及び加工ツールに対する最適条件を検出する冷却液良否検出システムであって、
前記不純物検出手段は、前記冷却液の貯留容器から前記金属加工装置が備える前記供給流路の濾過装置が有する濾過フィルターに蓄積した単位面積あたりの不純物量を分析する、冷却液良否検出システム。 An impurity extraction means capable of detecting the amount of impurities contained in the coolant at predetermined intervals or at a desired time in the supply flow path of the coolant that cools the machining tool while the metal processing apparatus is operating or stopped is provided.
The impurity extraction means is at least in the storage container of the coolant, in the flow path discharged from the metal processing device into the storage container, or from the storage container to the output side of the pump supplied into the metal processing device. It is a coolant quality detection system that detects the optimum conditions for the metal processing equipment and processing tools other than the control conditions specified in advance for the cooling oil by detecting the amount of impurities in the cooling oil.
The impurity detecting means is a cooling liquid quality detection system that analyzes the amount of impurities accumulated per unit area from the cooling liquid storage container to the filtration filter of the filtration device of the supply flow path included in the metal processing device.
請求項6~8のいずれか1項に記載の濃度計測手段、及び/又は請求項9~11のいずれか1項に記載の不純物検出手段、及び/又は請求項12又は13に記載の圧力計測手段、からの情報と、
を組み合わせてモニタリングする冷却液良否検出システム。 The difference between the temperature information and / or each temperature information from the temperature measuring means according to any one of claims 1 to 5 .
The concentration measuring means according to any one of claims 6 to 8 and / or the impurity detecting means according to any one of claims 9 to 11 and / or the pressure measuring means according to claim 12 or 13 . Information from the means, and
Coolant quality detection system that monitors in combination.
該計測手段からの情報を
請求項1~5のいずれか1項に記載の温度計測手段と、
請求項6~8のいずれか1項に記載の濃度計測手段、及び/又は請求項9~11のいずれか1項に記載の不純物検出手段、及び/又は請求項12又は13に記載の圧力計測手段と
、からの計測情報とともに外部サーバに送信する計測情報送信手段を備える冷却液良否検出システム。 A measuring means capable of measuring the kinematic viscosity, color tone, transparency, turbidity, and electrical conductivity of the coolant by separating the coolant in the supply flow path of the coolant that cools the machining tool during the operation of the metal processing equipment. Prepare,
Information from the measuring means
The temperature measuring means according to any one of claims 1 to 5 , and the temperature measuring means.
The concentration measuring means according to any one of claims 6 to 8 and / or the impurity detecting means according to any one of claims 9 to 11 and / or the pressure measuring means according to claim 12 or 13 . A coolant quality detection system equipped with a means and a means for transmitting measurement information to be transmitted to an external server together with measurement information from.
前記計測情報送信手段から受信した計測情報のうちいずれか1つ又は複数の計測情報が、予め設定された閾値又は数値範囲を超えるか否か判定する判定手段とを備え
該判定手段により閾値又は数値範囲を超えたと判断されたときに、警告情報を前記情報端末に送信する警告送信手段と、を備える冷却液良否管理システム。 A terminal transmission means for receiving measurement information from the measurement information transmission means of the coolant quality detection system according to claim 16 and transmitting the measurement information to one or more information terminals preset for each metal processing apparatus.
A determination means for determining whether or not any one or a plurality of measurement information received from the measurement information transmission means exceeds a preset threshold value or a numerical range is provided, and the determination means provides a threshold value or a numerical value. A coolant quality management system including a warning transmission means for transmitting warning information to the information terminal when it is determined that the range is exceeded.
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