KR101326563B1 - Apparatus for cooling machine tool - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공작기계의 스핀들 회전에 의한 발열을 저감할 수 있는 공작기계용 냉각 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 공작기계용 냉각 장치는, 공작기계로 냉각오일을 순환시키는 냉각오일 순환로; 냉각오일 순환로 상에 배치되어 냉매의 증발로 냉각오일의 온도를 낮추는 증발기; 증발기에서 증발되는 냉매를 고온고압의 상태로 압축하는 압축기; 압축되는 냉매를 액체 상태로 응축하는 응축기; 응축되는 냉매를 팽창시켜서 증발기로 공급하는 제1 밸브; 고온고압의 냉매를 압축기의 토출단으로부터 증발기의 입력단으로 바이패스시키며, 개도(開度) 조절이 가능한 제2 밸브; 및 제어 냉각온도가 설정 냉각온도에 도달하도록 제2 밸브의 개도를 미세 제어하며, 제어 냉각온도가 설정 냉각온도를 오버슈팅하는 경우 압축기를 정지시키고, 제어 냉각온도가 설정 냉각온도를 언더슈팅하는 경우 압축기를 동작시켜 제어하는 컨트롤러를 포함한다.
본 발명의 공작기계용 냉각 장치는 공작기계의 온도를 일정하게 유지하여 피가공물의 가공 정밀도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a machine tool cooling apparatus capable of reducing heat generated by spindle rotation of a machine tool.
The cooling device for a machine tool according to the present invention includes a cooling oil circulation path for circulating cooling oil to a machine tool; An evaporator disposed on the cooling oil circulation path to lower the temperature of the cooling oil by evaporation of the refrigerant; A compressor for compressing the refrigerant evaporated in the evaporator at a high temperature and high pressure; A condenser for condensing the compressed refrigerant into a liquid state; A first valve expanding the condensed refrigerant and supplying it to the evaporator; A second valve which bypasses the high temperature and high pressure refrigerant from the discharge end of the compressor to the input end of the evaporator, and is capable of adjusting the opening degree; And finely controlling the opening degree of the second valve so that the control cooling temperature reaches the set cooling temperature, stopping the compressor when the control cooling temperature overshoots the set cooling temperature, and when the control cooling temperature undershoots the set cooling temperature. And a controller for operating and controlling the compressor.
The cooling device for a machine tool of the present invention has the effect of improving the processing accuracy of the workpiece by maintaining a constant temperature of the machine tool.

Description

공작기계용 냉각 장치{APPARATUS FOR COOLING MACHINE TOOL}Cooling device for machine tools {APPARATUS FOR COOLING MACHINE TOOL}

본 발명은 공작기계의 스핀들 회전에 의한 발열을 저감할 수 있는 공작기계용 냉각 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a machine tool cooling apparatus capable of reducing heat generated by spindle rotation of a machine tool.

일반적으로, 공작기계는 기계공작의 기초가 되는 절삭, 연삭 등과 같이 절삭 칩(chip)을 내면서 금속 등의 재료를 가공하여 필요한 모양을 만들어 내는 기계를 일컫는다. 공작기계는 피가공물을 소정의 모양으로 깎아내기 위하여 바이트, 드릴빗, 밀링커터와 같은 커터를 사용하여, 피가공물 또는 커터를 회전시키거나 왕복운동시켜 강제적으로 절삭 가공한다. In general, a machine tool refers to a machine that produces a required shape by processing a material such as metal while cutting chips such as cutting and grinding, which are the basis of a machine tool. The machine tool uses a cutter such as a bite, a drill comb, or a milling cutter to cut the workpiece into a predetermined shape, thereby forcibly cutting the workpiece or the cutter by rotating or reciprocating the workpiece.

이와 같은 공작기계는 하단의 커터를 고정하고 회전시키는 스핀들에서 열이 가장 많이 발생하므로, 종래에는 스핀들에 냉각오일을 순환시키는 냉각 장치(오일쿨러(oil cooler)라고도 함)를 구비하여 발열에 의한 공작기계의 파손을 방지하고 있다. Since such machine tools generate the most heat from the spindle that fixes and rotates the cutter at the bottom, conventionally, the machine is equipped with a cooling device (also called an oil cooler) for circulating cooling oil on the spindle. Prevents damage to the machine.

하지만, 종래의 공작기계용 냉각 장치는 냉각오일의 냉각온도를 정밀하게 제어하기가 용이하지 않으며, 공작기계의 발열온도 변화에 대해 냉각오일의 냉각온도를 적응적으로 조절하지 못하고 있기 때문에, 공작기계의 온도를 일정하게 유지하기 곤란한 문제점이 있다. 이는 공작기계의 잦은 열팽창도 변화를 야기하기 때문에 파가공물의 가공오차가 발생하는 문제점이 있다.However, the conventional machine tool cooling apparatus is not easy to precisely control the cooling temperature of the cooling oil, and because it does not adaptively adjust the cooling temperature of the cooling oil in response to the heat generation temperature of the machine tool, machine tools There is a problem that it is difficult to keep the temperature constant. This causes a frequent change in thermal expansion of the machine tool, there is a problem that the processing error of the wave workpiece occurs.

대한민국 공개특허공보 10-2009-0099909호(2009년09월23일)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2009-0099909 (September 23, 2009) 일본 공개특허공보 특개2007-038329호(2007년02월15일)Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2007-038329 (February 15, 2007)

본 발명은 상기의 문제를 해결하기 위해서 안출된 것으로, 냉각오일의 냉각온도를 정밀하게 제어할 수 있는 공작기계용 냉각 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a cooling device for a machine tool that can precisely control the cooling temperature of the cooling oil.

또한, 본 발명은 공작기계의 발열온도 변화에 적응적으로 냉각오일의 냉각온도를 조절할 수 있는 공작기계용 냉각 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, an object of the present invention is to provide a cooling device for a machine tool that can adjust the cooling temperature of the cooling oil adaptively to the heat generation temperature change of the machine tool.

또한, 본 발명은 상기의 목적들을 달성하는 것과 함께 최종적으로, 공작기계의 온도를 일정하게 유지하여 피가공물의 가공 정밀도를 향상시키는데 그 목적이 있다.In addition, the present invention aims at improving the processing accuracy of the workpiece by finally maintaining the temperature of the machine tool together with achieving the above objects.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하려는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned problem, another problem to be solved by the present invention not mentioned herein is to those skilled in the art from the following description. It will be clearly understood.

본 발명에 따른 공작기계용 냉각 장치는, 공작기계로 냉각오일을 순환시키는 냉각오일 순환로; 냉각오일 순환로 상에 배치되어 냉매의 증발로 냉각오일의 온도를 낮추는 증발기; 증발기에서 증발되는 냉매를 고온고압의 상태로 압축하는 압축기; 압축되는 냉매를 액체 상태로 응축하는 응축기; 응축되는 냉매를 팽창시켜서 증발기로 공급하는 제1 밸브; 고온고압의 냉매를 압축기의 토출단으로부터 증발기의 입력단으로 바이패스시키며, 개도(開度) 조절이 가능한 제2 밸브; 및 제어 냉각온도가 설정 냉각온도에 도달하도록 제2 밸브의 개도를 미세 제어하며, 제어 냉각온도가 설정 냉각온도를 오버슈팅하는 경우 압축기를 정지시키고, 제어 냉각온도가 설정 냉각온도를 언더슈팅하는 경우 압축기를 동작시켜 제어하는 컨트롤러를 포함한다.The cooling device for a machine tool according to the present invention includes a cooling oil circulation path for circulating cooling oil to a machine tool; An evaporator disposed on the cooling oil circulation path to lower the temperature of the cooling oil by evaporation of the refrigerant; A compressor for compressing the refrigerant evaporated in the evaporator at a high temperature and high pressure; A condenser for condensing the compressed refrigerant into a liquid state; A first valve expanding the condensed refrigerant and supplying it to the evaporator; A second valve which bypasses the high temperature and high pressure refrigerant from the discharge end of the compressor to the input end of the evaporator, and is capable of adjusting the opening degree; And finely controlling the opening degree of the second valve so that the control cooling temperature reaches the set cooling temperature, stopping the compressor when the control cooling temperature overshoots the set cooling temperature, and when the control cooling temperature undershoots the set cooling temperature. And a controller for operating and controlling the compressor.

또한, 본 발명의 제2 밸브는 전자팽창밸브 또는 펄스 밸브이며, 제어 냉각온도의 단위온도조절 범위에 따라 개도가 단계별로 조절되도록 스테핑 모터를 구비하는 것을 특징으로 한다.In addition, the second valve of the present invention is an electromagnetic expansion valve or a pulse valve, characterized in that it is provided with a stepping motor to adjust the opening degree step by step according to the unit temperature control range of the control cooling temperature.

또한, 본 발명의 제어 냉각온도는 0.1℃ 단위로 조절되며, 오버슈팅되는 제1 문턱온도는 +0.5℃이고, 언더슈팅되는 제2 문턱온도는 -0.5℃인 것을 특징으로 한다.In addition, the controlled cooling temperature of the present invention is adjusted in units of 0.1 ℃, the first threshold temperature overshoot is +0.5 ℃, the second threshold temperature undershoot is characterized in that -0.5 ℃.

또한, 본 발명의 컨트롤러는 응축기의 응축기팬의 회전속도를 조절하여 냉각오일의 온도를 추가로 조절하는 것을 특징으로 한다.In addition, the controller of the present invention is characterized by further controlling the temperature of the cooling oil by adjusting the rotational speed of the condenser fan of the condenser.

또한, 본 발명의 공작기계용 냉각 장치는, 냉각오일 순환로 상에서 증발기의 유입측에 마련되는 유입온도센서; 냉각오일 순환로 상에서 증발기의 유출측에 마련되는 유출온도센서; 및 냉각 장치의 케이싱 측벽에 마련되는 대기온도센서를 더 포함하고, 컨트롤러는 유입온도센서, 유출온도센서 또는 대기온도센서로부터 감지된 온도감지신호 중 적어도 하나의 온도감지신호를 이용하여 제어 냉각온도값을 도출하는 것을 특징으로 한다.In addition, the cooling device for a machine tool of the present invention, the inlet temperature sensor provided on the inlet side of the evaporator on the cooling oil circulation path; An outlet temperature sensor provided on an outlet side of the evaporator on the cooling oil circulation path; And an atmospheric temperature sensor provided on a side wall of the casing of the cooling device, wherein the controller is configured to control the cooling temperature value by using at least one temperature sensing signal detected from an inlet temperature sensor, an outlet temperature sensor, or an atmospheric temperature sensor. It is characterized by deriving.

상기 과제의 해결 수단에 의해, 본 발명의 공작기계용 냉각 장치는 공작기계의 발열온도 변화에 적응적으로 냉각오일의 냉각온도를 조절할 수 있으며, 냉각오일의 냉각온도를 정밀하게 제어할 수 있다. 즉, 본 발명의 공작기계용 냉각 장치는 공작기계의 온도를 일정하게 유지하여 피가공물의 가공 정밀도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.By the means for solving the above problems, the machine tool cooling apparatus of the present invention can adjust the cooling temperature of the cooling oil adaptively to the change in the heating temperature of the machine tool, it is possible to precisely control the cooling temperature of the cooling oil. That is, the cooling device for a machine tool of the present invention has the effect of improving the processing accuracy of the workpiece by maintaining a constant temperature of the machine tool.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공작기계용 냉각 장치와 공작기계의 연결 상태를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 공작기계용 냉각 장치의 구성요소를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 공작기계용 냉각 장치의 동작 특성을 나타낸 그래프이다.1 is a view showing a connection state of a machine tool cooling apparatus and a machine tool according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing the components of the cooling device for a machine tool according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph showing the operating characteristics of the cooling device for a machine tool according to an embodiment of the present invention.

이상과 같은 본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.Specific matters including the problem to be solved, the solution to the problem, and the effects of the present invention as described above are included in the embodiments and drawings to be described below. Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공작기계용 냉각 장치와 공작기계의 연결 상태를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a connection state of a machine tool cooling apparatus and a machine tool according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 공작기계용 냉각 장치(100)는 냉각오일 순환로(110)를 통하여 공작기계(10)에 냉각오일을 순환시킨다. 공작기계(10)에서 커터를 고정하고 회전시키는 스핀들(11)은 공작기계(10)에서 주요한 발열인자가 된다. 예컨대, 스핀들(11)의 회전속도가 증가함에 따라 공작기계(10)의 발열온도가 급격하게 상승하게 된다. 따라서, 본 발명의 일실시예에서는 스핀들(11)의 회전속도를 공작기계(10)의 발열온도 변화의 주요인자로 정의하고 스핀들(11)에 냉각오일을 공급하되, 다음의 도 2와 같은 구성으로냉각오일의 냉각온도를 정밀하게 제어할 수 있으며, 공작기계의 발열온도 변화에 적응적으로 냉각오일의 냉각온도를 조절할 수 있도록 한다. 즉, 공작기계의 온도를 일정하게 유지하여 피가공물의 가공 정밀도를 향상을 도모하도록 한다.As shown in FIG. 1, the cooling device 100 for a machine tool according to an embodiment of the present invention circulates cooling oil to the machine tool 10 through the cooling oil circulation path 110. The spindle 11 for fixing and rotating the cutter in the machine tool 10 becomes a major heating factor in the machine tool 10. For example, as the rotational speed of the spindle 11 increases, the heat generating temperature of the machine tool 10 rises rapidly. Therefore, in one embodiment of the present invention, the rotational speed of the spindle 11 is defined as a main factor of the heat generation temperature change of the machine tool 10 and the cooling oil is supplied to the spindle 11, but as shown in FIG. By precisely controlling the cooling temperature of the cooling oil, it is possible to adjust the cooling temperature of the cooling oil adaptively to the exothermic temperature change of the machine tool. In other words, the temperature of the machine tool is kept constant so as to improve the processing accuracy of the workpiece.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 공작기계용 냉각 장치의 구성요소를 나타낸 도면이다. 2 is a view showing the components of the cooling device for a machine tool according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 공작기계용 냉각 장치(100)는, 냉각오일 순환로(110), 증발기(120), 압축기(130), 응축기(140), 제1 밸브(150), 제2 밸브(160) 및 컨트롤러(170)를 포함한다.As shown in Figure 2, the cooling device 100 for a machine tool according to an embodiment of the present invention, the cooling oil circulation path 110, the evaporator 120, the compressor 130, the condenser 140, the first The valve 150, the second valve 160, and the controller 170 are included.

냉각오일 순환로(110)는 공작기계(10), 보다 상세하게는 스핀들(11)로 냉각오일을 순환시킨다. 냉각오일은 증발기(120), 압축기(130), 응축기(140), 제1 밸브(150), 제2 밸브(160)의 냉각 사이클을 통해 냉각된다.The cooling oil circulation path 110 circulates the cooling oil to the machine tool 10, more specifically, the spindle 11. The cooling oil is cooled through cooling cycles of the evaporator 120, the compressor 130, the condenser 140, the first valve 150, and the second valve 160.

증발기(120)는 냉각오일 순환로(110) 상에 배치되어 냉매의 증발로 냉각오일의 온도를 낮춘다.The evaporator 120 is disposed on the cooling oil circulation path 110 to lower the temperature of the cooling oil by evaporation of the refrigerant.

압축기(130)는 증발기(120)에서 증발되는 냉매를 고온고압의 상태로 압축한다.The compressor 130 compresses the refrigerant evaporated in the evaporator 120 in a state of high temperature and high pressure.

응축기(140)는 압축되는 냉매를 액체 상태로 응축한다.The condenser 140 condenses the compressed refrigerant into a liquid state.

제1 밸브(150)는 응축되는 냉매를 팽창시켜서 증발기(120)로 공급한다.The first valve 150 expands and supplies the refrigerant condensed to the evaporator 120.

제2 밸브(160)는 고온고압의 냉매를 압축기의 토출단으로부터 증발기의 입력단으로 바이패스시키며, 개도(開度) 조절이 가능하다. 제2 밸브(160)는, 공작기계용 냉각 장치(100)가 냉각오일의 제어 냉각온도를 0.1℃ 단위까지 정밀하게 조절 가능하게 하는 구성요소로서, 압축기(130)로부터의 고온 상태인 미량의 냉매 가스를 증발기(120)로 주입함으로써, 과냉각되는 냉매의 온도를 미세하게 낮추어 조절한다. The second valve 160 bypasses the refrigerant having a high temperature and high pressure from the discharge end of the compressor to the input end of the evaporator, and the opening degree can be adjusted. The second valve 160 is a component that allows the machine tool cooling apparatus 100 to precisely adjust the controlled cooling temperature of the cooling oil to 0.1 ° C., and is a small amount of refrigerant in a high temperature state from the compressor 130. By injecting the gas into the evaporator 120, the temperature of the supercooled refrigerant is finely adjusted.

구체적으로, 제2 밸브(160)는 미리 설정되는 설정 냉각온도에 따라 개도를 조절하는 전자팽창밸브 또는 펄스 밸브로 구성되며, 제어 냉각온도의 단위온도조절 범위에 따라 개도가 단계별로 조절되도록 스테핑 모터를 구비 가능하다. 예컨대, 단위온도조절 범위가 0.1℃인 경우, 제2 밸브(160)는 개도를 0~100%까지 550등분하여 미량의 고온 상태 냉매 가스를 증발기(120)로 주입하여 0.1℃ 단위까지 냉각온도를 조절하는 것을 가능하게 한다.Specifically, the second valve 160 is composed of an electronic expansion valve or a pulse valve to adjust the opening degree in accordance with a predetermined set cooling temperature, stepping motor so that the opening degree is adjusted step by step according to the unit temperature control range of the control cooling temperature. It is possible to have. For example, when the unit temperature control range is 0.1 ° C, the second valve 160 divides the opening degree by 0 to 100% by 550 to inject a small amount of the high-temperature state refrigerant gas into the evaporator 120 to adjust the cooling temperature to 0.1 ° C unit. Makes it possible to adjust.

컨트롤러(170)는 제어 냉각온도가 설정 냉각온도에 도달하도록 제2 밸브(160)의 개도를 미세 제어한다. 여기서, 제어 냉각온도는 컨트롤러(170)의 제어에 의해 실제 냉각오일이 냉각되는 온도로 정의되며, 설정 냉각온도는 사용자가 원하는 설정값으로 미리 입력되는 고정 설정 냉각온도 또는 스핀들의 회전량 등 발열인자의 영향으로 설정값이 변하는 가변 설정온도로 정의된다. 설정 냉각온도는 고정 설정 냉각온도 또는 가변 설정 냉각온도 중 선택적으로 사용할 수 있다. 컨트롤러(170)는 상기의 스테핑 모터를 회전량을 단계별로 조절함으로써, 제2 밸브(160)의 개도를 미세하게 제어하며 0.1℃ 단위까지 제어 냉각온도가 조절되는 것이 가능하다. The controller 170 finely controls the opening degree of the second valve 160 so that the control cooling temperature reaches the set cooling temperature. Here, the control cooling temperature is defined as the temperature at which the actual cooling oil is cooled by the control of the controller 170, and the set cooling temperature is a heating factor such as a fixed preset cooling temperature or a rotation amount of the spindle that is input in advance as a desired setting value. It is defined as a variable set temperature at which the set value changes under the influence of. The set cooling temperature may be optionally used as a fixed set cooling temperature or a variable set cooling temperature. The controller 170 finely controls the opening degree of the second valve 160 by controlling the step amount of the stepping motor, and the controlled cooling temperature can be adjusted to a unit of 0.1 ° C.

또한, 컨트롤러(170)는 제어 냉각온도가 설정 냉각온도를 오버슈팅하는 경우 압축기(130)를 정지시키고, 제어 냉각온도가 설정 냉각온도를 언더슈팅하는 경우 압축기(130)를 동작시키는 제어를 행한다. 압축기(130)는 일반적으로 동작과 정지를 반복하여 운전된다. 상기의 압축기(130) 제어는 일반적인 동작 중 강제 제어되는 상태로서, 압축기(130)를 강제로 정지시킴에 따라 증발기(120)에는 고온의 냉매가 공급되지 않으므로, 제어 냉각온도를 순간적으로 낮출 수 있다. 반대로, 압축기(130)를 강제로 동작시킴에 따라 증발기(120)에는 고온의 냉매가 공급되어, 제어 냉각온도를 순간적으로 올릴 수 있다. In addition, the controller 170 stops the compressor 130 when the controlled cooling temperature overshoots the set cooling temperature, and performs the control to operate the compressor 130 when the controlled cooling temperature undershoots the set cooling temperature. The compressor 130 is generally operated by repeatedly operating and stopping. The control of the compressor 130 is a state in which it is forcibly controlled during normal operation. As the compressor 130 is forcibly stopped, a high-temperature refrigerant is not supplied to the evaporator 120, and thus the control cooling temperature may be lowered momentarily. . On the contrary, as the compressor 130 is forcibly operated, a high-temperature refrigerant is supplied to the evaporator 120, thereby raising the control cooling temperature instantaneously.

또한, 오버슈팅되는 제1 문턱온도는 +0.5℃로 하고, 언더슈팅되는 제2 문턱온도는 -0.5℃로 한다. 이는 상기의 제1 문턱온도 및 제2 문턱온도를 설정함으로써, 공작기계의 오버슈팅 또는 언더슈팅되는 온도 변화에 적응적으로 대응하기 위한 것이다. 0.1℃의 정밀 제어에서는 피가공물의 가공 정밀도를 향상시키기 위해 0.5℃를 오버슈팅 또는 언더슈팅 범위로 조절하는 것이 바람직하며, 냉각 장치의 용량 변화 등 필요에 따라 제1 문턱온도 및 제2 문턱온도는 조절 가능하다. In addition, the overshooting first threshold temperature is + 0.5 ° C, and the undershooting second threshold temperature is -0.5 ° C. This is for adaptively responding to a temperature change overshooting or undershooting the machine tool by setting the first threshold temperature and the second threshold temperature. In the precision control of 0.1 ° C, it is preferable to adjust 0.5 ° C to overshooting or undershooting range in order to improve the processing accuracy of the workpiece, and the first threshold temperature and the second threshold temperature may be It is adjustable.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 공작기계용 냉각 장치(100)는 응축기(140)에 장착되는 응축기팬(141)의 회전속도를, 컨트롤러(170)의 제어에 따라 조절하여 냉각오일의 온도를 추가로 조절하는 것이 가능하다. 즉, 압축되는 냉매를 액체 상태로 응축하는 정도를 응축기팬(141)에 의해 조절하여 냉각온도를 추가적으로 정밀하게 조절할 수 있다. 냉각온도를 낮추기 위해서는 응축기팬(141)의 회전속도를 상승시키는 것이 바람직하다.On the other hand, the cooling device 100 for a machine tool according to an embodiment of the present invention by adjusting the rotational speed of the condenser fan 141 mounted on the condenser 140, under the control of the controller 170, the temperature of the cooling oil It is possible to further adjust. That is, the degree of condensation of the compressed refrigerant into a liquid state may be controlled by the condenser fan 141 to further precisely control the cooling temperature. In order to lower the cooling temperature, it is preferable to increase the rotation speed of the condenser fan 141.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 공작기계용 냉각 장치(100)는, 냉각오일 순환로(110) 상에서 증발기(120)의 유입측에 마련되는 유입온도센서(180a)와, 냉각오일 순환로(110) 상에서 증발기(120)의 유출측에 마련되는 유출온도센서(180b)와, 냉각 장치(110)의 케이싱 측벽에 마련되는 대기온도센서(180b)를 더 포함하고, 컨트롤러(170)는 유입온도센서(180a), 유출온도센서(180b) 또는 대기온도센서(180c)로부터 감지된 온도감지신호 중 적어도 하나의 온도감지신호를 이용하여 제어 냉각온도값을 도출함으로써, 제어에 의해 실제 냉각오일이 냉각되는 온도를 실시간으로 신뢰성 있게 구할 수 있다.In addition, the cooling device 100 for a machine tool according to an embodiment of the present invention, the inlet temperature sensor 180a and the cooling oil circuit 110 provided on the inlet side of the evaporator 120 on the cooling oil circuit 110. ) Further includes an outlet temperature sensor 180b provided at the outlet side of the evaporator 120 and an atmospheric temperature sensor 180b provided at the casing sidewall of the cooling apparatus 110, and the controller 170 includes an inlet temperature sensor. By using a temperature detection signal of at least one of the temperature detection signal detected from the 180a, the outflow temperature sensor 180b or the atmospheric temperature sensor 180c to derive the control cooling temperature value, the actual cooling oil is cooled by the control The temperature can be obtained reliably in real time.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 공작기계용 냉각 장치의 동작 특성을 나타낸 그래프이다. 3 is a graph showing the operating characteristics of the cooling device for a machine tool according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, (a)선은 본 발명의 일실시예에 따른 공작기계용 냉각 장치(100)로 구현되는 제1 온도 조절선으로서, 컨트롤러(170)가 제2 밸브(160)를 온/오프(on/off)시켜 온도를 조절한 경우, +0.1℃에서 -0.1℃의 좁은 온도범위로 제어 냉각온도가 조절되어 정밀 제어가 가능함을 알 수 있다.Referring to FIG. 3, line (a) is a first temperature regulating line implemented by the cooling device 100 for a machine tool according to an embodiment of the present invention, and the controller 170 turns on the second valve 160. In the case of adjusting the temperature by turning on / off, it can be seen that the controlled cooling temperature is controlled to a narrow temperature range of + 0.1 ° C. to -0.1 ° C., thereby enabling precise control.

(b)선은 본 발명의 일실시예에 따른 공작기계용 냉각 장치(100)로 구현되는 제2 온도 조절선으로서, 컨트롤러(170)가 압축기(130)를 온/오프(on/off)시켜 온도를 조절한 경우, 순간적인 오버슈팅 또는 순간적인 언더슈팅 방지가 가능함을 알 수 있다.Line (b) is a second temperature control line implemented by the cooling device 100 for a machine tool according to an embodiment of the present invention, the controller 170 to turn on / off the compressor 130 When the temperature is adjusted, it can be seen that instant overshooting or instant undershooting can be prevented.

<다른 실시예><Other Embodiments>

(A) 본 발명의 다른 실시예에 따른 공작기계용 냉각 장치는, 공작기계의 용량이 증가하는 경우, 컨트롤러가 압축기의 동작속도를 높여 일정 고압과 일정 발열 상태의 냉매를 토출하게 하는 것으로 일량을 일정하게 유지하거나, 제1 밸브의 냉매의 유량을 줄여 냉각량을 줄이도록 한다. 이는 PH 선도에 따른 동작 제어로서, 이에 따라 본 발명의 다른 실시예에 따른 공작기계용 냉각 장치는 공작기계의 용량이 증가하여도 냉각온도의 정밀 조절을 용이하게 할 수 있다.(A) In the cooling device for a machine tool according to another embodiment of the present invention, when the capacity of the machine tool increases, the controller increases the operating speed of the compressor to discharge the refrigerant at a constant high pressure and a constant heating state. Maintain constant or reduce the flow rate of the refrigerant of the first valve to reduce the amount of cooling. This is an operation control according to the PH diagram, according to the cooling device for a machine tool according to another embodiment of the present invention can facilitate precise control of the cooling temperature even if the capacity of the machine tool increases.

(B) 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공작기계용 냉각 장치는, 공작기계에 회전속도 감지부 또는 온도변화 감지부 중 적어도 어느 하나를 마련하는 것이 가능하다. 이에 따라, 컨트롤러는 회전속도 감지부에서 감지되는 회전속도에 따른 설정 냉각온도 결정과, 온도변화 감지부에서 감지되는 온도변화에 따른 설정 냉각온도 결정 중 적어도 어느 하나를 행함으로써, 상호보완적인 온도 제어를 행할 수 있다. 또한, 공작기계의 갑작스런 온도 변화에도 적응적 대응이 가능하다.(B) The cooling apparatus for a machine tool according to still another embodiment of the present invention may provide at least one of a rotation speed detection unit and a temperature change detection unit in the machine tool. Accordingly, the controller performs at least one of determining the set cooling temperature according to the rotation speed detected by the rotation speed sensing unit and determining the set cooling temperature according to the temperature change detected by the temperature change sensing unit, thereby making complementary temperature control. Can be done. In addition, it is possible to adapt adaptively to sudden changes in temperature of the machine tool.

이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.As described above, it is to be understood that the technical structure of the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential characteristics of the present invention.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, the scope of the invention being indicated by the appended claims rather than the foregoing description, All changes or modifications that come within the scope of the equivalent concept are to be construed as being included within the scope of the present invention.

10 : 공작기계
11 : 스핀들
100 : 공작기계용 냉각 장치
110 : 냉각오일 순환로
120 : 증발기
130 : 압축기
140 : 응축기
141 : 응축기팬
150 : 제1 밸브
160 : 제2 밸브
170 : 컨트롤러
180a : 유입온도센서
180b : 유출온도센서
180c : 대기온도센서10: Machine tools
11: Spindle
100: cooling device for machine tools
110: cooling oil circulation
120: evaporator
130: compressor
140: condenser
141: condenser fan
150: first valve
160: second valve
170: controller
180a: Inflow temperature sensor
180b: Outflow temperature sensor
180c: Air temperature sensor

Claims (5)

공작기계로 냉각오일을 순환시키는 냉각오일 순환로;
상기 냉각오일 순환로 상에 배치되어 냉매의 증발로 상기 냉각오일의 온도를 낮추는 증발기;
상기 증발기에서 증발되는 냉매를 고온고압의 상태로 압축하는 압축기;
상기 압축되는 냉매를 액체 상태로 응축하는 응축기;
상기 응축되는 냉매를 팽창시켜서 상기 증발기로 공급하는 제1 밸브;
상기 고온고압의 냉매를 상기 압축기의 토출단으로부터 상기 증발기의 입력단으로 바이패스시키며, 개도(開度) 조절이 가능한 제2 밸브; 및
제어 냉각온도가 설정 냉각온도에 도달하도록 상기 제2 밸브의 개도를 미세 제어하며, 상기 제어 냉각온도가 상기 설정 냉각온도를 오버슈팅하는 경우 상기 압축기를 정지시키고, 상기 제어 냉각온도가 상기 설정 냉각온도를 언더슈팅하는 경우 상기 압축기를 동작시켜 제어하는 컨트롤러;
를 포함하며,
상기 제어 냉각온도는 0.1℃ 단위로 조절되며, 상기 오버슈팅되는 제1 문턱온도는 +0.5℃이고, 상기 언더슈팅되는 제2 문턱온도는 -0.5℃이고,
상기 컨트롤러는 상기 응축기의 응축기팬의 회전속도를 조절하여 상기 냉각오일의 온도를 추가로 조절하고,
상기 냉각오일 순환로 상에서 상기 증발기의 유입측에 마련되는 유입온도센서; 상기 냉각오일 순환로 상에서 상기 증발기의 유출측에 마련되는 유출온도센서; 및 냉각 장치의 케이싱 측벽에 마련되는 대기온도센서를 더 포함하여, 상기 컨트롤러는 상기 유입온도센서, 상기 유출온도센서 및 상기 대기온도센서로부터 감지된 온도감지신호를 이용하여 상기 제어 냉각온도값을 도출하고,
상기 공작기계의 회전속도를 감지하는 회전속도 감지부 및 상기 공작기계의 온도변화를 감지하는 온도변화 감지부를 더 마련하여, 상기 컨트롤러는, 상기 공작기계의 갑작스런 온도 변화에도 적응적 대응이 가능하도록, 상기 회전속도 감지부에서 감지되는 회전속도에 따른 상기 설정 냉각온도 결정과, 상기 온도변화 감지부에서 감지되는 온도변화에 따른 상기 설정 냉각온도 결정을 행함으로써, 상호보완적인 온도 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 공작기계용 냉각 장치.A cooling oil circuit for circulating the cooling oil to the machine tool;
An evaporator disposed on the cooling oil circulation path to lower the temperature of the cooling oil by evaporation of a refrigerant;
A compressor for compressing the refrigerant evaporated in the evaporator at a high temperature and high pressure;
A condenser to condense the compressed refrigerant into a liquid state;
A first valve for expanding the condensed refrigerant and supplying it to the evaporator;
A second valve which bypasses the high temperature and high pressure refrigerant from a discharge end of the compressor to an input end of the evaporator, and is capable of adjusting an opening degree; And
Finely controlling the opening degree of the second valve so that the controlled cooling temperature reaches the set cooling temperature, the compressor is stopped when the control cooling temperature overshoots the set cooling temperature, and the control cooling temperature is the set cooling temperature. A controller configured to control the compressor when undershooting;
Including;
The control cooling temperature is adjusted in 0.1 ℃ unit, the overshooting first threshold temperature is +0.5 ℃, the undershooting second threshold temperature is -0.5 ℃,
The controller further controls the temperature of the cooling oil by adjusting the rotational speed of the condenser fan of the condenser,
An inlet temperature sensor provided on an inlet side of the evaporator on the cooling oil circulation path; An outlet temperature sensor provided at an outlet side of the evaporator on the cooling oil circulation path; And an atmospheric temperature sensor provided on a side wall of the casing of the cooling device, wherein the controller derives the controlled cooling temperature value by using the temperature sensing signal detected from the inflow temperature sensor, the outlet temperature sensor, and the atmospheric temperature sensor. and,
Further comprising a rotational speed detection unit for detecting the rotational speed of the machine tool and a temperature change detection unit for detecting the temperature change of the machine tool, the controller, so that the adaptive response to the sudden temperature change of the machine tool, Complementary temperature control is performed by determining the set cooling temperature according to the rotational speed detected by the rotational speed detecting unit and determining the set cooling temperature according to the temperature change detected by the temperature change detecting unit. Cooling equipment for machine tools. 제1항에 있어서,
상기 제2 밸브는 전자팽창밸브 또는 펄스 밸브이며, 상기 제어 냉각온도의 단위온도조절 범위에 따라 개도가 단계별로 조절되도록 스테핑 모터를 구비하는 것을 특징으로 하는 공작기계용 냉각 장치.The method of claim 1,
The second valve is an electromagnetic expansion valve or a pulse valve, the cooling device for a machine tool, characterized in that it comprises a stepping motor to adjust the opening degree step by step according to the unit temperature control range of the control cooling temperature. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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