JPH09300173A - 工作機械の主軸冷却方法および装置 - Google Patents

工作機械の主軸冷却方法および装置

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JPH09300173A
JPH09300173A JP11930396A JP11930396A JPH09300173A JP H09300173 A JPH09300173 A JP H09300173A JP 11930396 A JP11930396 A JP 11930396A JP 11930396 A JP11930396 A JP 11930396A JP H09300173 A JPH09300173 A JP H09300173A
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JP
Japan
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spindle
main
cooling
cooling oil
supplied
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JP11930396A
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Takahito Yoshimi
隆仁 吉見
Toshiji Takashima
利治 高島
Kozo Imanishi
耕造 今西
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Toyoda Koki KK
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Toyoda Koki KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の軸頭を有する工作機械において各軸頭
を冷却する際、低速で待機状態の主軸もその回転により
発熱しているので、冷却油は加工状態と低速で待機状態
の両者の主軸に供給される。しかしながら、主軸に供給
される冷却油は加工状態の主軸を冷却するための温度に
冷却されているので、待機状態の主軸に対しては温度が
低く、過冷却状態になる傾向がある。この過冷却により
待機状態の主軸とベッドとの間に熱変位差が生じ、高精
度加工の際には加工精度の低下を招くという問題があっ
た。 【解決手段】 複数の主軸を冷却するための工作機械の
主軸冷却方法において、前記各主軸の回転数に比例した
流量の冷却油を各主軸に供給して冷却するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の主軸を有す
る工作機械の主軸冷却に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、工作機械の主軸は主軸駆動用モ
ータや軸受の回転によって発熱し、これを支持している
ベッドとの間で温度差を生ずる。この温度差により主軸
とベッドは熱変位に差が生じ、主軸に取付けられた工具
先端の位置がずれ加工精度が低下するので、主軸に冷却
油を供給して発熱源である主軸駆動用モータや軸受の外
周に冷却油を循環させ、主軸の発熱を吸収するようにし
ている。
【0003】このような主軸の冷却を行う工作機械には
図4に示すものがあり、以下この図4に基づいて、主軸
冷却機構、主軸冷却方法を説明する。この工作機械は3
つの主軸9、10、11を有し、それぞれに図略の工具
が取り付けられ図略の工作物が加工される。そして、工
作物の加工は前記主軸9、10、11の内1つの主軸の
みが行い、加工をしていない残りの主軸は加工の際すぐ
に所定の回転数となるように低速で回転したままの状態
で待機している。
【0004】このような状態で冷却装置1により冷却さ
れた冷却油は往路8を通り主軸9、10、11に供給さ
れ、主軸9、10、11の発熱を吸収して昇温された冷
却油は復路7を通り冷却油タンク2に戻る直前で温度検
出器3により温度が検出される。温度検出器3により検
出された温度と基準温度検出器5により検出された基準
温度であるベッド6の温度との差が一定になるように制
御装置4の指令により冷却装置1が動作して、冷却油の
温度が調整される。
【0005】工作機械の稼働時は、低速で待機状態の主
軸もその回転により発熱しているので、冷却油は加工状
態と低速で待機状態の両者の主軸に供給される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、主軸に
供給される冷却油は加工状態の主軸を冷却するための温
度に冷却されているので、待機状態の主軸に対しては温
度が低く、過冷却状態になる傾向がある。この過冷却に
より待機状態の主軸とベッドとの間に熱変位差が生じ
る。この熱変位差は、要求加工精度がそれほど厳しくな
い場合はよいが、高精度加工の際には加工精度の低下を
招くという問題があった。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたもので、請求項1のものについて
は、複数の主軸を冷却するための工作機械の主軸冷却方
法において、前記各主軸の回転数に比例した流量の冷却
油を各主軸に供給して冷却するようにしたことを特徴と
するものである。
【0008】請求項2のものについては、複数の主軸
と、前記複数の主軸を冷却するための冷却装置を備えた
工作機械の主軸冷却装置において、前記各主軸に供給す
る冷却油の流量をそれぞれ調整する調整手段と、前記各
主軸の回転数を検出する検出手段と、前記検出手段によ
り検出された前記各主軸の回転数に比例した流量となる
ように前記調整手段を制御する制御手段とを備えたこと
を特徴とするものである。 (作用)冷却装置で冷却油を冷却し、制御手段により調
整手段を制御して各主軸の回転数に比例した流量の冷却
油を各主軸に供給して冷却するようにしたので、低速で
待機状態の主軸が過冷却状態にならない。
【0009】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図1〜
図3に基づいて説明する。図3において、32はベッド
であり、ベッド32上に固定されたX軸案内台31には
サーボモータ28により図中上下方向(X軸)に往復移
動するテーブル29が設けられている。このテーブル2
9には主軸台30が固定されており、この主軸台30に
は研削加工用主軸34、基準面加工用主軸35、仕上加
工用主軸36がそれぞれ回転可能に支持されている。
【0010】前記X軸案内台31の図中左方の前記ベッ
ド32上にはZ軸案内台33が固定されており、Z軸案
内台33にはサーボモータ21により図中左右方向(Z
軸)に往復移動するコラム22が設けられている。コラ
ム22にはサーボモータ23により紙面に垂直方向(Y
軸)に往復移動する工作物主軸台37が設けられてお
り、工作物主軸台37には工作物主軸24が設けられて
いる。この工作物主軸24には工作物26を着脱可能に
保持するチャック25が固定されている。工作物26の
加工時、前記研削加工用主軸34は高速回転し、前記基
準面加工用主軸35は低速回転し、前記仕上加工用主軸
36は中速回転するようになっており、この各主軸3
4、35、36の内1つの主軸のみが加工を行い、残り
の主軸は低速で回転したままの状態で待機している。
【0011】27は冷却装置であり、40は各主軸3
4、35、36を循環した冷却油をためておく冷却油タ
ンクである。図1において、46は前記冷却装置27で
冷却された冷却油を前記各主軸34、35、36に供給
するための配管の往路であり、45は前記各主軸34、
35、36に供給された冷却油を前記冷却油タンク40
に戻すための配管の復路である。61は前記往路45を
通り前記各主軸34、35、36に供給される冷却油の
流量を調整する調整手段である。
【0012】この調整手段61は図2に示すように、前
記往路46が途中で3つの配管50、51、52に分岐
している。配管50には電磁弁47が配置され、配管5
0は電磁弁47の下流側で配管50a、50bに分岐し
ており、配管50aには大流量用絞り弁53が配置さ
れ、配管50bには小流量用絞り弁56が配置されてい
る。配管51には電磁弁48が配置され、配管51は電
磁弁48の下流側で配管51a、51bに分岐してお
り、配管51aには大流量用絞り弁54が配置され、配
管51bには小流量用絞り弁57が配置されている。配
管52には電磁弁49が配置され、配管52は電磁弁4
9の下流側で配管52a、52bに分岐しており、配管
52aには大流量用絞り弁55が配置され、配管52b
には小流量用絞り弁58が配置されている。前記大流量
用絞り弁53、54、55の開度は前記各主軸34、3
5、36が加工状態のときにその回転による発熱に応じ
た流量の冷却油を供給できるように設定されている。ま
た、前記小流量用絞り弁56、57、58の開度は前記
各主軸34、35、36が低速で待機状態のときにその
回転による発熱に応じた流量の冷却油を供給できるよう
に設定されている。
【0013】図1において、43は冷却油が前記各主軸
34、35、36に供給され、発熱源である図略の主軸
駆動用モータや軸受の外周を循環して発熱を吸収して昇
温し、前記復路45を通り前記冷却タンク40に戻る直
前で冷却油の温度を検出するための温度検出器であり、
44は基準温度であるベッド32の温度を検出するため
の基準温度検出器である。そして、この基準温度検出器
44により検出される基準温度であるベッド32の温度
と前記温度検出気器43により検出される温度との差が
一定になるように制御装置42の指令により前記冷却装
置27が動作して冷却油の温度が調整される。
【0014】59はメモリであり、工作物26を加工す
るために各制御軸(X軸、Y軸、Z軸)を制御するため
のNCプログラムが格納されており、NCプログラム中
には主軸の回転数を指定するSコードにより各主軸の回
転数が記述されている。このNCプログラムに応じて複
数ある主軸のうち1つを選択し、プログラム中に記述さ
れた回転数で工作物26の加工を行う。
【0015】60はメモリ59に格納されているNCプ
ログラム中のSコードで指定されている各主軸の回転数
を検出し、電磁弁47、48、49の切換えおよび各制
御軸を制御する制御装置である。次に、上記構成におけ
る主軸冷却方法について説明する。工作物26を加工す
る際は基準面加工用主軸35、研削加工用主軸34、仕
上加工用主軸36の順に加工が行われる。
【0016】はじめに、制御装置60により、NCプロ
グラム中のSコードから基準面加工用主軸35が加工状
態であり、研削加工用主軸34、仕上加工用主軸36が
待機状態であることが検出されると、制御装置60の指
令により電磁弁48は流路51a側に切換わり、大流量
用絞り弁54を通り大流量の冷却油が基準面加工用主軸
35に供給され、電磁弁49は流路52b側、電磁弁4
7は流路50b側に切換わり、研削加工用主軸34、仕
上加工用主軸36にはそれぞれ小流量用絞り弁58、5
6を通り小流量の冷却油が供給される。
【0017】次に、制御装置60により、NCプログラ
ム中のSコードから研削加工用主軸34が加工状態であ
り、基準面加工用主軸35、仕上加工用主軸36が待機
状態であることが検出されると、制御装置60の指令に
より電磁弁49は流路52a側に切換わり、大流量用絞
り弁55を通り大流量の冷却油が研削加工用主軸34に
供給され、電磁弁48は流路51b側、電磁弁47は流
路50b側に切換わり、基準面加工用主軸35、仕上加
工用主軸36にはそれぞれ小流量用絞り弁57、56を
通り小流量の冷却油が供給される。
【0018】次に、制御装置60により、NCプログラ
ム中のSコードから仕上加工用主軸36が加工状態であ
り、研削加工用主軸34、基準面加工用主軸35が待機
状態であることが検出されると、制御装置60の指令に
より電磁弁47は流路50a側に切換わり、大流量用絞
り弁53を通り大流量の冷却油が仕上加工用主軸36に
供給され、電磁弁49は流路52b側、電磁弁48は流
路51b側に切換わり、研削加工用主軸34、基準面加
工用主軸35にはそれぞれ小流量用絞り弁58、57を
通り小流量の冷却油が供給される。
【0019】次に、制御装置60により、NCプログラ
ム中のSコードから研削加工用主軸34、基準面加工用
主軸35、仕上加工用主軸36が全て待機状態であるこ
とが検出されると、制御装置60の指令により電磁弁4
7は流路50b側、電磁弁48は流路51b側、電磁弁
49は流路52b側に切換わり、研削加工用主軸34、
基準面加工用主軸35、仕上加工用主軸36にはそれぞ
れ小流量用絞り弁56、57、58を通り小流量の冷却
油が供給される。
【0020】以上のように、工作物26を加工する際、
NCプログラム中のSコードに応じて電磁弁を切換え、
加工状態の主軸に対しては大流量の冷却油を供給し、低
速で待機状態の主軸に対しては小流量の冷却油を供給す
るようにしたので、待機状態の主軸に対して過冷却にな
らず、ベッドと主軸との熱変位差により加工精度が低下
することがない。また、複数の主軸に供給する冷却油の
温度を調整して各主軸を冷却する場合は主軸の数だけ冷
却装置が必要になるが、流量を調整して冷却するように
したので、1台の冷却装置で複数の主軸を冷却すること
ができる。
【0021】なお、本発明の実施形態においては、主軸
の回転数をNCプログラム中のSコードから検出するよ
うにしたが、例えばエンコーダ等のなんらかの装置を用
いて主軸の回転数を検出するようにしてもよい。
【0022】
【発明の効果】以上述べたように本発明は、複数の主軸
の回転数に比例した流量の冷却油を各主軸に供給して冷
却するようにしたので、低速で待機状態の主軸に対して
過冷却状態にならず、主軸とベッドの熱変位差がなくな
るので、高精度加工ができる。また、複数の主軸に供給
する冷却油の温度を調整して各主軸を冷却する場合は主
軸の数だけ冷却装置が必要になるが、本発明は各主軸に
供給する冷却油の流量を調整して冷却するようにしたの
で、1台の冷却装置で複数の主軸のそれぞれの使用状況
に応じた冷却を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す概略図である。
【図2】本発明の実施の形態の調整手段を示す図であ
る。
【図3】本発明の実施の形態による工作機械の平面図で
ある。
【図4】従来の主軸冷却方法の概略図である。
【符号の説明】
27 冷却装置 32 ベッド 34 研削加工用主軸 35 基準面加工用主軸 36 仕上加工用主軸 40 冷却油タンク 42 制御装置 43 温度検出器 44 基準温度検出器 47〜49 電磁弁 53〜55 大流量用絞り弁 56〜58 小流量用絞り弁 59 メモリ 60 制御装置 61 調整手段

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の主軸を冷却するための工作機械の主
    軸冷却方法において、前記各主軸の回転数に比例した流
    量の冷却油を各主軸に供給して冷却するようにしたこと
    を特徴とする工作機械の主軸冷却方法。
  2. 【請求項2】複数の主軸と、前記各主軸を冷却するため
    の冷却装置を備えた工作機械の主軸冷却装置において、
    前記各主軸に供給する冷却油の流量をそれぞれ調整する
    調整手段と、前記各主軸の回転数を検出する検出手段
    と、前記検出手段により検出された前記各主軸の回転数
    に比例した流量となるように前記調整手段を制御する制
    御手段とを備えた工作機械の主軸冷却装置。
JP11930396A 1996-05-14 1996-05-14 工作機械の主軸冷却方法および装置 Pending JPH09300173A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100688961B1 (ko) * 2000-12-30 2007-03-09 두산인프라코어 주식회사 공작기계 주축의 냉각장치 및 방법
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JP2016112635A (ja) * 2014-12-12 2016-06-23 Towa株式会社 切断装置及び切断方法
JP2017124473A (ja) * 2016-01-14 2017-07-20 ファナック株式会社 機械の冷却機構

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