JP7326664B1 - クーラント管理装置、及びこれを備えた工作機械 - Google Patents

Abstract

【課題】工作機械及びクーラント供給装置が稼働している状態で、補給可能なクーラント量をオペレータに認識させることができるクーラント管理装置等を提供する。【解決手段】クーラント管理装置２０は、貯留量検出部２１、流出量推定部２４、クーラント総量算出部２５、補給可能量算出部２６及び報知部２７を備える。貯留量検出部２１は、タンク内の貯留量を検出し、貯留量の変動が定常状態かどうかを検出する。流出量推定部２４は、循環流路内のクーラント流出量を推定し、クーラント総量算出部２５は、貯留量検出部２１により検出されたタンク内の貯留量と、流出量推定部２４により推定された循環流路内のクーラント流出量との和であるクーラント総量を算出する。補給可能量算出部２６は算出されたクーラント総量と、タンクの最大貯留量との差分から補給可能量を算出し、報知部２７は算出された補給可能量を外部に報知する。【選択図】図２

Description

工作機械にクーラントを供給する装置において、クーラントタンク内に貯留されるクーラントの貯留量を管理するための管理装置に関する。

従来より、工作機械の分野では、クーラント供給装置によって工作機械の加工領域にクーラントを供給して吐出させ、吐出されたクーラントにより工具刃先やワークを冷却するとともに、加工によって生じた切屑を効率よく加工領域外に排出するようにしている。

このようなクーラント供給装置として、従来、例えば、特開２００３－２６６２７２号公報（下記特許文献１）に開示された装置が知られている。このクーラント供給装置は、相互に連通した状態で配設され、それぞれクーラントが貯留されるダーティ槽及びクリーン槽と、ダーティ槽とクリーン槽との連通部に配設されたフィルタと、クリーン槽に配設された供給ポンプと、一端が供給ポンプに接続され、他端が工作機械に接続されて、供給ポンプから吐出されたクーラントを工作機械に供給する供給管とを基本的な構成として備え、クリーン槽に貯留されたクーラントが、供給ポンプにより、供給管を介して工作機械に供給され、供給されたクーラントが、ダーティ槽に還流されるように構成されている。

特開２００３－２６６２７２号公報

ところで、上記従来のクーラント供給装置では、上述のように、そのクリーン槽から工作機械の加工領域に供給されたクーラントは、ダーティ槽に還流されるように構成されているが、その一部は、加工によって生じた切屑を工作機械外に排出する際に、この切屑に付着された状態で系外に持ち出される。このため、ダーティ槽及びクリーン槽から構成されるクーラントタンクに貯留されるクーラントの貯留量は、クーラント供給装置の稼働とともに減少することになる。また、クーラントの貯留量はクーラントが蒸発することによっても減少する。

そこで、クーラントの貯留量が一定程度減少した場合には、クーラントタンク内に必要な量を補給する必要があるが、この補給は工作機械及びクーラント供給装置が停止している状態で行われるのが好ましい。即ち、工作機械及びクーラント供給装置が稼働している状態、言い換えれば、クーラントが工作機械に供給されている状態で補給を行う場合には、クーラントタンク内に必要以上の量が補給されると、工作機械及びクーラント供給装置を停止した際に、工作機械からクーラントが還流されることによって、クーラントタンクからクーラントが溢れ出る虞があるからである。

その一方、生産性の観点から、工作機械には高い稼働率が求められている。したがって、工作機械及びクーラント供給装置が稼働している状態で、適量のクーラント、即ち、工作機械及びクーラント供給装置を停止した際に、クーラントタンクからクーラントが溢れ出る虞が無い量のクーラントを当該クーラントタンクに補給することができれば、工作機械の稼働率を低下させることなくクーラントを補給することができて好ましい。

本発明は以上の実情に鑑みなされたものであって、工作機械及びクーラント供給装置が稼働している状態において、補給可能なクーラント量をオペレータに認識させることができるクーラント管理装置、及びこれを備えた工作機械の提供を、その目的とする。

上記課題を解決するための本発明は、
クーラントを貯留するクーラントタンクと、該クーラントタンクから工作機械にクーラントを供給するための供給流路と、前記工作機械から前記クーラントタンクにクーラントを還流させる戻り流路と、前記クーラントタンクに貯留されるクーラントを汲み上げて前記供給流路に吐出する供給ポンプとを備え、前記供給流路及び該戻り流路を介して前記工作機械とクーラントタンクとの間でクーラントを循環させるように構成されたクーラント供給装置において、前記クーラントの量を管理するための管理装置であって、
前記クーラントタンク内のクーラント貯留量を検出するとともに、前記クーラントタンク内のクーラント貯留量の変動が定常状態となっているか否かを検出する貯留量検出部と、
前記供給流路、前記戻り流路、及び前記工作機械に形成された流路から構成される循環流路に存在するクーラント流出量を推定する流出量推定部と、
前記貯留量検出部によって前記クーラントタンク内のクーラント貯留量の変動が定常状態となっていると判定されるときに、該貯留量検出部により検出された前記クーラントタンク内のクーラント貯留量と、前記流出量推定部により推定された前記循環流路内に存在する前記クーラント流出量との和であるクーラント総量を算出するクーラント総量算出部と、
前記クーラント総量算出部により算出されたクーラント総量と、前記クーラントタンクに対して設定された最大貯留量との差分値である補給可能量を算出する補給可能量算出部と、
前記補給可能量算出部により算出された補給可能量を外部に報知する報知部と、を備えたクーラント管理装置に係る。

この態様（第１の態様）のクーラント管理装置によれば、前記貯留量検出部によって、クーラントタンク内のクーラント貯留量を検出するとともに、当該クーラントタンク内のクーラント貯留量の変動が定常状態となっているか否か、即ち、供給ポンプによって供給流路に吐出されるクーラントの量と、前記戻り流路を介してクーラントタンクに還流されるクーラントの量とがバランスした状態となっているか否かが検出される。そして、前記流出量推定部によって、前記供給流路、戻り流路、及び工作機械に形成された流路から構成される循環流路に存在（滞留）するクーラント流出量が推定される。

次に、貯留量検出部により、クーラントタンク内のクーラント貯留量の変動が定常状態となっていると判定されるときに、クーラント総量算出部によって、貯留量検出部により検出されたクーラントタンク内のクーラント貯留量と、流出量推定部により推定された前記循環流路内に存在するクーラント流出量との和であるクーラント総量が算出され、この後、補給可能量算出部により、クーラント総量算出部によって算出されたクーラント総量と、クーラントタンクに対して設定された最大貯留量との差分値である補給可能量が算出され、算出された補給可能量が報知部によって外部に報知される。

このように、このクーラント管理装置によれば、クーラントタンク内から循環流路に供給されるクーラントの流出量が定常状態となっているときに、現在のクーラント総量と、クーラントタンクの最大貯留量との差分値である補給可能量、言い換えれば、供給ポンプを停止した状態で、循環流路内に存在するクーラントの全てがクーラントタンクに還流されたとしても、当該クーラントタンクからクーラントが溢れることがない、許容される最大の補給量を外部に報知することができ、これによりオペレータはこのような補給可能量を認識することができる。

そして、このような作用によって、オペレータは、工作機械及びクーラント供給装置が稼働している状態で、言い換えれば、工作機械の稼働率を低下させることなく、必要な量のクーラントをクーラントタンクに補給することができる。

尚、前記クーラント総量算出部、補給可能量算出部及び報知部における処理は、外部から指定された任意の時、或いは定期的に行うことができる。また、前記報知部における報知は、適宜設けられる表示装置や、工作機械の操作盤に設けられる表示装置に前記補給可能量を表示することによって行うことができる。

第１の態様における前記流出量推定部は、前記供給ポンプを駆動する前に前記貯留量検出部によって検出される前記クーラントタンク内のクーラント貯留量と、前記供給ポンプを駆動後、前記貯留量検出部によって前記クーラントタンク内のクーラント貯留量の変動が定常状態となっていると判定されるときに、該貯留量検出部により検出された前記クーラントタンク内のクーラント貯留量との差分を前記クーラント流出量として推定するように構成された態様（第２の態様）を採ることができる。

前記循環流路に存在するクーラント流出量は、クーラントが供給流路を一定した流量で流れる場合には、供給ポンプを駆動する前に前記貯留量検出部によって検出されるクーラントタンク内のクーラント貯留量と、供給ポンプを駆動後、クーラントタンク内のクーラント貯留量の変動が定常状態となったときに前記貯留量検出部によって検出されるクーラントタンク内のクーラント貯留量との差分と見ることができる。したがって、流出量推定部は、供給ポンプを駆動する前に前記貯留量検出部によって検出されるクーラントタンク内のクーラント貯留量と、供給ポンプを駆動後、クーラントタンク内のクーラント貯留量の変動が定常状態となったと判断されるときに前記貯留量検出部によって検出されるクーラントタンク内のクーラント貯留量との差分を算出することによって、循環流路に存在（滞留）するクーラント流出量を推定することができる。

また、前記第１の態様において、前記クーラント供給装置の前記供給流路は、複数の分岐流路を含んで構成されるとともに、前記各分岐流路にはそれぞれ開閉弁が設けられた態様を採ることができ、
この場合、前記クーラント管理装置は、
前記開閉弁の一以上を異なる組み合わせで選択的に開状態とし、且つ前記供給ポンプを駆動後前記定常状態となったときに、前記循環流路に存在するクーラントの流出量を流出基礎量として、前記開閉弁の開状態に応じて記憶した流出基礎量記憶部をさらに備え、
前記流出量推定部は、各開閉弁の開状態を認識するとともに、前記貯留量検出部によって前記定常状態となっていると判定されているか否かを認識し、定常状態になっていると判定されているときには、前記流出基礎量記憶部に記憶された流出基礎量を参照して、前記開閉弁の開状態に応じたクーラントの流出基礎量を認識し、認識した流出基礎量を、前記循環流路に存在するクーラントの流出量として推定するように構成された態様（第３の態様）を採ることができる。

また、前記第３の態様において、前記クーラント管理装置は、前記開閉弁の開状態に応じたクーラントの流出基礎量を算出する流出基礎量算出部を備え、
前記流出基礎量算出部は、前記開閉弁の一以上を異なる組み合わせで選択的に開状態とするとともに、各開状態において、前記供給ポンプを駆動する前に前記貯留量検出部によって検出される前記クーラントタンク内のクーラント貯留量と、前記供給ポンプを駆動後前記定常状態となったときに、前記貯留量検出部によって検出される前記クーラントタンク内のクーラント貯留量との差分を前記流出基礎量として算出し、算出した各開状態における流出基礎量を前記流出基礎量記憶部に格納するように構成された態様（第４の態様）を採ることができる。

また、前記第３の態様において、前記クーラント管理装置は、前記供給ポンプから吐出される前記クーラントの流量を計測する流量計を備えるとともに、前記開閉弁の開状態に応じたクーラントの流出基礎量を算出する流出基礎量算出部を備え、
前記流出基礎量算出部は、前記開閉弁の一以上を異なる組み合わせで選択的に開状態とするとともに、各開状態において、前記供給ポンプを駆動後前記定常状態となるまでの時間、及び前記流量計によって検出される時間当たりの流量に基づいて前記流出基礎量を算出し、算出した各開状態における流出基礎量を前記流出基礎量記憶部に格納するように構成された態様（第５の態様）を採ることができる。

前記第１から第５のいずれかの態様における報知部は、補給可能量を報知した後、前記クーラント総量算出部により算出されたクーラント総量が前記クーラントタンクに対して設定された最大貯留量に達したとき、その旨を報知するように構成された態様（第６の態様）を採ることができる。

また、前記第１から第６のいずれかの態様のクーラント管理装置は工作機械に設けることができ、この場合、前記報知部は、前記工作機械に備えられる操作盤の表示画面に報知すべき情報を表示する態様を採ることができる。

本発明に係るクーラント管理装置によれば、オペレータは、工作機械及びクーラント供給装置が稼働している状態で、クーラントタンクに補給可能なクーラントの量、即ち、供給ポンプを停止した状態で、循環流路内に存在するクーラントの全てがクーラントタンクに還流されたとしても、当該クーラントタンクからクーラントが溢れることがない、許容される最大の補給量を認識することができる。

これにより、オペレータは、工作機械及びクーラント供給装置が稼働している状態で、言い換えれば、工作機械の稼働率を低下させることなく、必要な量のクーラントをクーラントタンクに補給することができる。

本発明の一実施形態に係るクーラント供給装置、クーラント管理装置及び工作機械から構成される工作機械システムの概略構成を模式的に示した説明図である。 本実施形態に係る工作機械システムの概略構成を示したブロック図である。

以下、本発明の具体的な実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１に示すように、本例の工作機械システム１は、本体に相当する運動機構部１１、及びこの運動機構部１１を制御する制御装置１５から構成される工作機械１０、並びに運動機構部１１にクーラントを供給するクーラント供給装置４０などから構成される。尚、工作機械１０は、例えばＮＣ旋盤やマシニングセンタなど従来公知のあらゆるものが適用される。

前記クーラント供給装置４０は、クーラントタンク４１、供給ポンプ４５、供給管４６、マニホールド４７、第１分岐管４８、第２分岐管４９、第３分岐管５０及び戻り管５１などから構成される。尚、クーラント供給装置４０のこの構成は、以下に説明する構成を含めて一例に過ぎないものであり、これに限定されるものでは無い。

前記クーラントタンク４１は、クーラントＣを貯留する貯留槽であり、仕切板４１ａにより、内部がダーティ槽４２及びクリーン槽４３の２槽に区分されている。前記供給管４６は、その一端がクリーン槽４３内の底部付近に位置し、他端が前記マニホールド４７に接続されており、クリーン槽４３の近傍位置において、当該供給管４６に介在するように供給ポンプ４５、供給ポンプ４５の下流側の近傍位置に流量計２８が設けられている。この流量計２８は供給管４６内を流通するクーラントＣの時間当たりの流量を計測する計器である。また、クリーン槽４３内には液位計４４が設けられている。尚、本例のクーラントタンク４１では、クーラントＣを貯留可能な初期の水位（満水位）として一点鎖線で示した水位が設定されているものとする。

前記マニホールド４７には、第１分岐管４８、第２分岐管４９及び第３分岐管５０の一端がそれぞれ接続され、これらの他端が工作機械１０の運動機構部１１に接続されている。そして、運動機構部１１には、第１分岐管４８、第２分岐管４９及び第３分岐管５０に接続されるクーラントＣの流路が形成されており、例えば、クーラントＣは、その一つの流路を流通することにより、主軸の近傍位置に設けられたノズルから加工領域内に吐出され、また、他の二つの流路をそれぞれ流通することにより、加工領域に設けられた別々の二つのノズルからそれぞれ当該加工領域内に吐出される。

また、第１分岐管４８には、第１開閉弁５２が設けられ、第２分岐管４９には、第２開閉弁５３が設けられ、第３分岐管５０には、第３開閉弁５４が設けられている。また、前記戻り管５１は、一端が前記運動機構部１１に接続され、他端が前記クーラントタンク４１のダーティ槽４２内の底部付近に位置している。

そして、前記供給ポンプ４５、第１開閉弁５２、第２開閉弁５３及び第３開閉弁５４は、後述する制御装置１５内の周辺装置制御部１８によって、それぞれその作動が制御される。

以上のように構成されたクーラント供給装置４０は、前記周辺装置制御部１８の制御の下で、供給ポンプ４５が駆動されると、クリーン槽４３内に設けられる供給管４６の端部からクーラントＣが汲み上げられ、汲み上げられたクーラントＣは供給管４６内を流通してマニホールド４７に至る。尚、供給ポンプ４５によってクリーン槽４３内のクーラントＣが汲み上げられることにより、当該クリーン槽４３内のクーラントＣの液位が低下する。

そして、供給管４６からマニホールド４７に流入したクーラントＣは、それぞれ第１分岐管４８、第２分岐管４９及び第３分岐管５０に分流され、第１開閉弁５２、第２開閉弁５３及び第３開閉弁５４の開閉状態に応じて、第１分岐管４８、第２分岐管４９及び第３分岐管５０内を流通して工作機械１０の運動機構部１１に供給される。尚、供給管４６内を流通するクーラントＣの流量は、流量計２８によって計測され、計測された流量データが制御装置１５に入力される。

運動機構部１１に供給されたクーラントＣは、上述したように、例えば、加工領域内に吐出され、吐出されたクーラントＣは、戻り管５１を介してダーティ槽４２に還流される。そして、ダーティ槽４２に還流されたクーラントＣは、オーバーフローによってクリーン槽４３に流入するが、ダーティ槽に４２に滞留している間に、クーラントＣ内に混入した異物等が沈降し、浄化された上澄み部分がクリーン槽４３に流入する。

尚、本例のクーラント供給装置４０では、供給管４６、第１分岐管４８、第２分岐管４９及び第３分岐管５０によって供給流路が形成されるとともに、第１分岐管４８、第２分岐管４９及び第３分岐管５０によって、それぞれ分岐流路が形成される。また、戻り管５１によって戻り流路が形成される。また、本例では、供給流路、戻り流路、及び前記運動機構部１１に形成された流路から構成される流路を循環流路と称する。

図２に示すように、前記制御装置１５は、バス１９を介して相互に接続される数値制御部１６、入出力部１７、周辺装置制御部１８、貯留量検出部２１、流出基礎量算出部２２、流出基礎量記憶部２３、流出量推定部２４、クーラント総量算出部２５、補給可能量算出部２６及び報知部２７などから構成される。尚、ハードウェアとしての制御装置１５は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを含むコンピュータから構成される。

前記数値制御部１６は、前記入出力部１７を介して前記工作機械１０の運動機構部１１及び操作盤１２に接続されて、当該運動機構部１１の動作を数値制御するとともに、操作盤１２から入力される操作信号に従って運動機構部１１の動作を制御する。また、同様に、周辺装置制御部１８は、入出力部１７を介して前記操作盤１２、供給ポンプ４５、第１開閉弁５２、第２開閉弁５３及び第３開閉弁５４と接続され、前記数値制御部１６から送信される制御信号、及び操作盤１２から入力される操作信号に従って、供給ポンプ４５を駆動し、また、第１開閉弁５２、第２開閉弁５３及び第３開閉弁５４を開閉させる。

前記貯留量検出部２１は、前記入出力部１７を介して、前記液位計４４によって検出されるクリーン槽４３内のクーラントＣの液位データを所定のサンプリング間隔で当該液位計４４から受信して、クリーン槽４３内のクーラントＣの貯留量を検出（認識）するとともに、この貯留量の変動を監視して、変動が所定の基準以下である定常状態となっているか否かを検出（認識）する。貯留量は液位自体を指標として認識することができ、或いは、予め取得されたクリーン槽４３の平面寸法と液位と乗ずることによって具体的な貯留量を算出するようにしてもよい。

前記流出基礎量記憶部２３は、第１開閉弁５２、第２開閉弁５３及び第３開閉弁５４の一以上を異なる組み合わせで選択的に開状態とし、且つ前記供給ポンプを駆動後前記定常状態となったときに、前記循環流路に存在するクーラントＣの流出量を流出基礎量として、第１開閉弁５２、第２開閉弁５３及び第３開閉弁５４の開状態に応じて記憶する機能である。本例では、１）第１開閉弁５２のみを開いたとき、２）第２開閉弁５３のみを開いたとき、３）第３開閉弁５４のみを開いたとき、４）第１開閉弁５２及び第２開閉弁５３を開いたとき、５）第１開閉弁５２及び第３開閉弁５４を開いたとき、６）第２開閉弁５３及び第３開閉弁５４を開いたとき、７）第１開閉弁５２、第２開閉弁５３及び第２開閉弁５３を開いたときの各流出基礎量がデータテーブルの形式で流出基礎量記憶部２３に記憶される。

前記流出基礎量算出部２２は、前記流出基礎量を算出する処理部であり、本例では、以下のようにして各流出基礎量を算出する。即ち、流出基礎量算出部２２は、前記周辺装置制御部１８による制御の下で、供給ポンプ４５を駆動するとともに、上記と同様の態様で、第１開閉弁５２、第２開閉弁５３及び第３開閉弁５４の一以上を異なる組み合わせで選択的に開状態とするとともに、各開状態において、前記供給ポンプ４５を駆動後前記定常状態となるまでの時間、及び前記流量計２８によって検出される時間当たりのクーラントＣの流量に基づいて、これらを乗ずることによって前記流出基礎量を算出し、算出した各開状態における流出基礎量を前記流出基礎量記憶部２３に格納する。

前記流出量推定部２４は、前記循環流路に存在するクーラントＣの流出量を推定する処理部である。具体的には、前記流出量推定部２４は、前記周辺装置制御部１８による制御の状態から、第１開閉弁５２、第２開閉弁５３及び第３開閉弁５４の開状態を認識するとともに、前記貯留量検出部２１によって前記定常状態となっていると判定されているか否かを認識し、定常状態になっていると判定されているときには、認識された開状態に基づき、前記流出基礎量記憶部２３に記憶された流出基礎量を参照して、第１開閉弁５２、第２開閉弁５３及び第３開閉弁５４の開状態に応じたクーラントＣの流出基礎量を認識し、認識した流出基礎量を、前記循環流路に存在するクーラントＣの流出量として推定する。

前記クーラント総量算出部２５は、クーラント供給装置４０内に存在するクーラントＣの総量を算出する処理部である。具体的には、クーラント総量算出部２５は、前記貯留量検出部２１により、前記クリーン槽４３内のクーラントＣの貯留量の変動が定常状態となっていると判定されるときに、当該貯留量検出部２１により検出されたクリーン槽４３内の貯留量、及び変動が無い既知のダーティ槽４２内の貯留量と、前記流出量推定部２４によって推定された前記循環流路内の流出量とを加算して、クーラントＣの総量を算出する。

前記補給可能量算出部２６は、クーラントタンク４１に補給可能なクーラントＣの量を算出する処理部であり、前記クーラント総量算出部２５によって算出されたクーラントＣの総量と、前記クーラントタンク４１に対して設定された最大貯留量、例えば、図１において一点鎖線で示した液位に対応する貯留量との差分から補給可能量を算出する。

前記報知部２７は、前記補給可能量算出部２６によって算出された補給可能量を、前記入出力部１７を介して、前記操作盤１２に設けられたディスプレイに表示する処理を行い、また、前記クーラント総量算出部２５により算出されたクーラントＣの総量がクーラントタンク４１に対して設定された最大貯留量に達したとき、その旨を前記操作盤１２に設けられたディスプレイに表示する処理を行う。

尚、本例では、前記貯留量検出部２１、流出基礎量算出部２２、流出基礎量記憶部２３、流出量推定部２４、クーラント総量算出部２５、補給可能量算出部２６及び報知部２７、流量計２８及び液位計４４からクーラント管理装置２０が構成される。

以上の構成を備えた本例の工作機械システム１によれば、数値制御部１６により運動機構部１１が数値制御されるとともに、数値制御部１６及び周辺装置制御部１８が協働した制御によってクーラント供給装置４０が駆動され、クーラントタンク４１に貯留されたクーラントＣが運動機構部１１に供給される。

そして、クーラント供給装置４０に存在するクーラントＣの量が、クーラント管理装置２０によって所定のサンプリング間隔で監視され、クーラントタンク４１に補給可能なクーラントＣの量が操作盤１２に設けられるディスプレイに表示される。

具体的には、貯留量検出部２１により、所定のサンプリング間隔で液位計４４によって検出されるクリーン槽４３内のクーラントＣの液位に基づいて、当該クリーン槽４３内のクーラントＣの貯留量が検出されるとともに、貯留量の変動が監視される。

そして、流出量推定部２４は、前記サンプリング間隔で、前記周辺装置制御部１８から、第１開閉弁５２、第２開閉弁５３及び第３開閉弁５４の開状態を認識し、認識された開状態に基づき、前記流出基礎量記憶部２３に記憶された流出基礎量を参照して、第１開閉弁５２、第２開閉弁５３及び第３開閉弁５４の開状態に応じたクーラントＣの流出基礎量を認識し、認識した流出基礎量を、前記循環流路に存在するクーラントＣの流出量として推定する。

流出量推定部２４により、循環流路に存在するクーラントＣの流出量が算出されると、次に、クーラント総量算出部２５により、前記貯留量検出部２１によって検出されたクリーン槽４３内の貯留量、及び既知のダーティ槽４２内の貯留量と、流出量推定部２４によって推定された前記循環流路内の流出量とが加算されて、クーラントＣの総量が算出される。

そして、前記補給可能量算出部２６により、クーラント総量算出部２５によって算出されたクーラントＣの総量と、クーラントタンク４１に対して設定された最大貯留量との差分から補給可能量が算出され、算出された補給可能量が、報知部２７により、操作盤１２に設けられたディスプレイに表示される。

そして、ディスプレイに表示された補給可能量に基づいて、オペレータがクーラントＣをクーラントタンク４１に補給すると、継続してクーラント総量算出部２５により算出されるクーラント総量がクーラントタンク４１に対して設定された最大貯留量に達すると、その旨が報知部２７によって前記ディスプレイに表示される。

このように、本例の工作機械システム１によれば、クーラントタンク４１内から循環流路に供給されるクーラントＣの流出量が定常状態となっているときに、現在のクーラントＣの総量と、クーラントタンク４１の最大貯留量との差分値である補給可能量、言い換えれば、供給ポンプ４５を停止した状態で、循環流路内に存在するクーラントＣの全てがクーラントタンク４１に還流されたとしても、当該クーラントタンク４１からクーラントＣが溢れることがない、許容される最大の補給量を外部に報知することができ、これによりオペレータはこのような補給可能量を認識することができる。

そして、かかる作用により、オペレータは、工作機械１０及びクーラント供給装置４０が稼働している状態で、言い換えれば、工作機械１０の稼働率を低下させることなく、必要な量のクーラントＣをクーラントタンク４１に補給することができる。また、オペレータがクーラントＣを補給することにより、クーラント総量算出部２５により算出されるクーラント総量がクーラントタンク４１に対して設定された最大貯留量に達したときに、その旨が報知部２７によってディスプレイに表示されるので、オペレータは適切な量のクーラントＣをクーラントタンク４１に補給することができる。

また、本例の工作機械システム１によれば、クーラントＣを供給する供給流路が複数の流路に分岐された分岐流路を有する場合でも、循環流路内に存在するクーラントＣの流出量を、第１開閉弁５２、第２開閉弁５３及び第３開閉弁５４の開状態に応じた正確な流出量を推定することができ、この結果、クーラントタンク４１に補給可能なクーラントＣの量を正確に認識することができる。

尚、本例では、前記流出量推定部２４、クーラント総量算出部２５、補給可能量算出部２６及び報知部２７における処理を、所定のサンプリング間隔で定期的に行うようにしたが、このような態様に限られるものでは無く、外部から指定された任意の時点で処理を実行するようにしても良い。

以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明が採り得る具体的な態様は、何ら上例のものに限定されるものでは無い。

例えば、上例では、供給管４６に流量計２８を設けるとともに、流出基礎量算出部２２において、第１開閉弁５２、第２開閉弁５３及び第３開閉弁５４の各開状態において、供給ポンプ４５を駆動後定常状態となるまでの時間、及び流量計２８によって検出される時間当たりのクーラントＣの流量に基づいて流出基礎量を算出するようにしたが、このような態様に限られるものでは無く、供給管４６に流量計２８を設けない態様を採用しても良い。この場合、流出基礎量算出部２２は、第１開閉弁５２、第２開閉弁５３及び第３開閉弁５４の各開状態において、供給ポンプ４５を駆動する前に貯留量検出部２１によって検出されるクリーン槽４３内のクーラントＣの貯留量と、供給ポンプ４５を駆動後定常状態となったときに、貯留量検出部２１によって検出されるクリーン槽４３内のクーラントＣの貯留量との差分を流出基礎量として算出する態様を採ることができる。

また、上例では、流出基礎量算出部２２を設けて、第１開閉弁５２、第２開閉弁５３及び第３開閉弁５４の各開状態における流出基礎量を算出するようにしたが、このような態様に限られるものでは無く、各開状態における流出基礎量を実験的に予め取得して外部から前記流出基礎量記憶部２３に格納する態様としても良い。この場合、流出基礎量算出部２２を省略することができる。

また、上例では、第１分岐管４８、第２分岐管４９及び第３分岐管５０によって３つの分岐流路を形成したが、このような態様に限られるものでは無く、一つの供給流路であっても良く、或いは２つ分岐流路、若しくは４以上の分岐流路を備えたクーラント供給装置であっても良い。

そして、一つの供給流路を有するクーラント供給装置の場合、流出量推定部２４は、供給ポンプ４５を駆動する前に貯留量検出部２１によって検出されるクリーン槽４３内のクーラントＣの貯留量と、供給ポンプ４５を駆動後、貯留量検出部２１によってクリーン槽４３内のクーラントＣの貯留量の変動が定常状態となっていると判定されるときに、該貯留量検出部２１により検出されたクリーン槽４３内のクーラントＣの貯留量との差分をクーラントＣの流出量として推定する態様を採ることができる。尚、この態様の場合には、前記流出基礎算出部２２及び流出基礎量記憶部２３は省略することができる。

また、上例では、報知部２７が、操作盤１２に設けられるディスプレイに報知情報を表示する態様を採用したが、これに限られるものでは無く、報知部２７は、適宜別に設けられる表示装置に報知情報を表示する態様を採ることができる。

繰り返しになるが、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形および変更が適宜可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲内と均等の範囲内での実施形態からの変更が含まれる。

１ 工作機械システム
１０ 工作機械
１１ 運動機構部
１２ 操作盤
１５ 制御装置
１６ 数値制御部
１７ 入出力部
１８ 周辺装置制御部
２０ クーラント管理装置
２１ 貯留量検出部
２２ 流出基礎量算出部
２３ 流出基礎量記憶部
２４ 流出量推定部
２５ クーラント総量算出部
２６ 補給可能量算出部
２７ 報知部
２８ 流量計
４０ クーラント供給装置
４１ クーラントタンク
４２ ダーティ槽
４３ クリーン槽
４４ 液位計
４５ 供給ポンプ
４６ 供給管
４７ マニホールド
４８ 第１分岐管
４９ 第２分岐管
５０ 第３分岐管
５１ 戻り管
５２ 第１開閉弁
５３ 第２開閉弁
５４ 第３開閉弁
Ｃ クーラント

Claims (8)

1. クーラントを貯留するクーラントタンクと、該クーラントタンクから工作機械にクーラントを供給するための供給流路と、前記工作機械から前記クーラントタンクにクーラントを還流させる戻り流路と、前記クーラントタンクに貯留されるクーラントを汲み上げて前記供給流路に吐出する供給ポンプとを備え、前記供給流路及び該戻り流路を介して前記工作機械とクーラントタンクとの間でクーラントを循環させるように構成されたクーラント供給装置において、前記クーラントの量を管理するための管理装置であって、
   前記クーラントタンク内のクーラント貯留量を検出するとともに、前記クーラントタンク内のクーラント貯留量の変動が定常状態となっているか否かを検出する貯留量検出部と、
   前記供給流路、前記戻り流路、及び前記工作機械に形成された流路から構成される循環流路に存在するクーラント流出量を推定する流出量推定部と、
   前記貯留量検出部によって前記クーラントタンク内のクーラント貯留量の変動が定常状態となっていると判定されるときに、該貯留量検出部により検出された前記クーラントタンク内のクーラント貯留量と、前記流出量推定部により推定された前記循環流路内に存在する前記クーラント流出量との和であるクーラント総量を算出するクーラント総量算出部と、
   前記クーラント総量算出部により算出されたクーラント総量と、前記クーラントタンクに対して設定された最大貯留量との差分値である補給可能量を算出する補給可能量算出部と、
   前記補給可能量算出部により算出された補給可能量を外部に報知する報知部と、を備えたクーラント管理装置。
2. 前記流出量推定部は、前記供給ポンプを駆動する前に前記貯留量検出部によって検出される前記クーラントタンク内のクーラント貯留量と、前記供給ポンプを駆動後、前記貯留量検出部によって、前記クーラントタンク内のクーラント貯留量の変動が定常状態となっていると判定されるときに、該貯留量検出部により検出された前記クーラントタンク内のクーラント貯留量との差分を、前記クーラント流出量として推定するように構成された請求項１記載のクーラント管理装置。
3. 前記クーラント供給装置の前記供給流路は、複数の分岐流路を含んで構成されるとともに、前記分岐流路にはそれぞれ開閉弁が設けられており、
   前記開閉弁の一以上を異なる組み合わせで選択的に開状態とし、且つ前記供給ポンプを駆動後前記定常状態となったときに、前記循環流路に存在するクーラントの流出量を流出基礎量として、前記開閉弁の開状態に応じて記憶した流出基礎量記憶部をさらに備え、
   前記流出量推定部は、各開閉弁の開状態を認識するとともに、前記貯留量検出部によって前記定常状態となっていると判定されているか否かを認識し、定常状態になっていると判定されているときには、前記流出基礎量記憶部に記憶された流出基礎量を参照して、前記開閉弁の開状態に応じたクーラントの流出基礎量を認識し、認識した流出基礎量を、前記循環流路に存在するクーラントの流出量として推定するように構成された請求項１記載のクーラント管理装置。
4. 前記開閉弁の開状態に応じたクーラントの流出基礎量を算出する流出基礎量算出部を備え、
   前記流出基礎量算出部は、前記開閉弁の一以上を異なる組み合わせで選択的に開状態とするとともに、各開状態において、前記供給ポンプを駆動する前に前記貯留量検出部によって検出される前記クーラントタンク内のクーラント貯留量と、前記供給ポンプを駆動後前記定常状態となったときに、前記貯留量検出部によって検出される前記クーラントタンク内のクーラント貯留量との差分を前記流出基礎量として算出し、算出した各開状態における流出基礎量を前記流出基礎量記憶部に格納するように構成された請求項３記載のクーラント管理装置。
5. 前記供給ポンプから吐出される前記クーラントの流量を計測する流量計を備えるとともに、前記開閉弁の開状態に応じたクーラントの流出基礎量を算出する流出基礎量算出部を備え、
   前記流出基礎量算出部は、前記開閉弁の一以上を異なる組み合わせで選択的に開状態とするとともに、各開状態において、前記供給ポンプを駆動後前記定常状態となるまでの時間、及び前記流量計によって検出される時間当たりの流量に基づいて前記流出基礎量を算出し、算出した各開状態における流出基礎量を前記流出基礎量記憶部に格納するように構成された請求項３記載のクーラント管理装置。
6. 前記報知部は、補給可能量を報知した後、前記クーラント総量算出部により算出されたクーラント総量が前記クーラントタンクに対して設定された最大貯留量に達したとき、その旨を報知するように構成された請求項１記載のクーラント管理装置。
7. 前記請求項１から６のいずれか１項に記載されたクーラント管理装置を備えた工作機械。
8. 前記報知部は、前記工作機械に備えられる操作盤の表示画面に報知すべき情報を表示するように構成された請求項７記載の工作機械。

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