KR20190046451A

KR20190046451A - 공작기계 절삭유의 온도조절장치

Info

Publication number: KR20190046451A
Application number: KR1020170140269A
Authority: KR
Inventors: 윤석현; 정지윤; 이종언
Original assignee: 현대위아 주식회사
Priority date: 2017-10-26
Filing date: 2017-10-26
Publication date: 2019-05-07

Abstract

본 발명은 공작기계 절삭유의 온도조절장치에 관한 것으로, 공작기계 절삭유가 유동하는 내부 공간이 형성된 하우징 및 상기 하우징의 내부에 배치되고, 절삭유의 온도를 조절하도록 제공되는 열전소자를 포함하여 구성될 수 있으며, 본 발명에 따르면, 열전소자를 이용하여 절삭유의 온도를 절삭작업의 적정온도로 효율적으로 조절할 수 있다.

Description

공작기계 절삭유의 온도조절장치{Temperature control device for machine tool cutting oil}

본 발명은 공작기계 절삭유의 온도조절장치에 관한 것이다.

공작기계는 제성능을 발휘하기 위해서는 예열을 가하거나 또는 장비 워밍업(warmming up) 시간이 필요하다. 이러한 과정을 거치지 않았을 경우, 가공 대기시간이 길어지거나 또는 기계가공 정밀성이 떨어지게 된다.

절삭 가공에 있어서, 절삭유의 온도 적정화는 중요하다. 절삭유의 온도를 공작기계의 절삭공구 분위기 온도에 근접하게 함으로써, 가공 정밀성을 향상시킬 수 있다.

국내특허 공개번호:10-2017-0100429

본 발명은 상기와 같이 관련 기술분야의 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 열전소자를 이용하여 절삭유의 온도를 절삭작업의 적정온도로 효율적으로 조절하는 온도조절 장치를 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 공작기계 절삭유의 온도조절장치에 관한 것으로, 공작기계 절삭유가 유동하는 내부 공간이 형성된 하우징 및 상기 하우징의 내부에 배치되고, 절삭유의 온도를 조절하도록 제공되는 열전소자를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 하우징의 내부 공간에서 상부에 배치되고, 상기 열전소자에 의해 가열된 절삭유가 유동하도록 제공되는 상부파이프를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 하우징의 내부 공간에서 하부에 배치되고, 상기 열전소자에 의해 냉각된 절삭유가 유동하도록 제공되는 하부파이프를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 상부파이프와 상기 하부파이프에 연결되고, 상기 상부파이프 또는 상기 하부파이프를 교대로 개폐 전환되도록 제공되는 전환밸브를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 전환밸브에 연결되고, 절삭유가 상기 전환밸브를 통해 취합되도록 하는 펌프를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 하우징의 내부에 배치되고, 상기 열전소자 방향으로 유동하는 절삭유의 온도를 측정하도록 제공되는 내기온도센서를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 하우징의 외부에 배치되고, 공작기계의 절삭가공 온도를 측정하도록 제공되는 외기온도센서를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 열전소자, 전환밸브, 펌프, 외기온도센서 및 내기온도센서를 제어하는 제어부를 더 포함하되, 상기 제어부는, 공작기계의 절삭가공 온도와 절삭유의 온도를 측정하는 온도측정부를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 온도측정부는, 상기 외기온도센서를 통해 공작기계의 절삭가공 온도를 측정하는 외기온도 측정부 및 상기 내기온도센서를 통해 절삭유의 온도를 측정하는 내기온도 측정부를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 온도측정부는, 공작기계의 절삭가공 온도와 절삭유의 온도 차이를 비교하는 온도비교부를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 제어부는, 전환밸브의 개폐를 조절하여, 절삭유 가열시에는 상기 상부파이프를 개방하고, 절삭유 냉각시에는 상기 하부파이프를 개방하는 밸브전환부를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 제어부는, 펌프 작동을 조절하는 펌프작동부를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 제어부는, 상기 열전소자의 작동여부를 제어하는 열전소자 작동부를 더 포함하되, 상기 열전소자 작동부는 상기 온도측정부에서 측정한 절삭유 온도에 따라 절삭유를 공작기계의 절삭가공 온도로 가열 또는 냉각하도록 구성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 열전소자를 이용하여 절삭유의 온도를 절삭작업의 적정온도로 효율적으로 조절할 수 있게 된다. 이는 가공 정밀성을 향상시킨다.

도 1은 본 발명인 공작기계 절삭유의 온도조절장치의 측단면도.
도 2는 도 1에 게시된 발명의 정단면도.
도 3은 본 발명인 공작기계 절삭유의 온도조절장치에 대한 제어 알고리즘을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명인 공작기계 절삭유의 온도조절장치에 대한 제어부를 나타낸 도면.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 공작기계 절삭유의 온도조절장치의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명인 공작기계 절삭유의 온도조절장치의 측단면도이고, 도 2는 도 1에 게시된 발명의 정단면도이며, 도 3은 본 발명인 공작기계 절삭유의 온도조절장치에 대한 제어 알고리즘을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명인 공작기계 절삭유의 온도조절장치에 대한 제어부를 나타낸 도면이다.

우선 도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명인 온도조절장치(10)는 하우징(20), 열전소자(60), 상부파이프(21), 하부파이프(23), 전환밸브(40), 펌프(50), 내기온도센서(33), 외기온도센서(31) 및 제어부(70)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 하우징(20)은 공작기계 절삭유가 유동하는 내부 공간이 형성되고, 공작기계의 일부일 수 있다.

상기 열전소자(60)는 상기 하우징(20)의 내부에 배치되고, 절삭유의 온도를 조절하도록 제공될 수 있다. 상기 열전소자(60)에 의해 절삭유의 온도는 절삭가공 적정온도보다 높으면 냉각되고, 절삭가공 적정온도보다 낮으면 가열된다.

상기 상부파이프(21)는 상기 하우징(20)의 내부 공간에서 상부에 배치되고, 상기 열전소자(60)에 의해 가열된 절삭유가 유동하도록 제공될 수 있다. 상기 하우징(20)으로 유입되는 절삭유의 온도가 절삭가공의 적정온도보다 낮은 경우, 상기 열전소자(60)가 절삭유를 가열하게 되고, 온도가 높은 유체는 비중이 낮아져 상승하게 되어, 이때 절삭유는 상기 상부파이프(21)로 유입되게 된다.

상기 하부파이프(23)는 상기 하우징(20)의 내부 공간에서 하부에 배치되고, 상기 열전소자(60)에 의해 냉각된 절삭유가 유동하도록 제공될 수 있다. 상기 하우징(20)으로 유입되는 절삭유의 온도가 절삭가공의 적정온도보다 높은 경우, 상기 열전소자(60)가 절삭유를 냉각하게 되고, 온도가 낮은 유체는 비중이 높아져 하강하게 되어, 이때 절삭유는 상기 하부파이프(23)로 유입되게 된다.

다음 상기 전환밸브(40)는 상기 상부파이프(21)와 상기 하부파이프(23)에 연결되고, 상기 상부파이프(21) 또는 상기 하부파이프(23)를 교대로 개폐 전환되도록 제공될 수 있다.

절삭유의 온도가 낮아 가열한 경우에는 상기 상부파이프(21)를 개방하고, 반대로 절삭유의 온도가 높아 냉각한 경우에는 상기 하부파이프(23)를 개방한다. 이에 따라 적정온도로 가열 또는 냉각된 절삭유가 전환밸브(40)로 유입된다.

그리고 상기 펌프(50)는 상기 전환밸브(40)에 연결되고, 절삭유가 상기 전환밸브(40)를 통해 취합되도록 제공될 수 있다.

다음 상기 내기온도센서(33)는 상기 하우징(20)의 내부에 배치되고, 상기 열전소자(60) 방향으로 유동하는 절삭유의 온도를 측정하도록 제공될 수 있다.

그리고 상기 외기온도센서(31)는 상기 하우징(20)의 외부에 배치되고, 공작기계의 절삭가공 온도를 측정하도록 제공될 수 있다.

상기 내기온도센서(33)와 상기 외기온도센서(31)에서 측정한 온도차를 통해 절삭유를 가열할지 또는 냉각할지를 결정하게 된다.

한편, 도 4를 참고하면, 상기 제어부(70)는 상기 열전소자(60), 전환밸브(40), 펌프(50), 외기온도센서(31) 및 내기온도센서(33)를 제어하는데, 이러한 상기 제어부(70)는 온도측정부(71), 밸브전환부(76), 펌프 작동부(77) 및 열전소자 작동부(75)를 포함하여 구성될 수 있다.

우선 상기 온도측정부(71)는 공작기계의 절삭가공 온도와 절삭유의 온도를 측정하는 기능을 한다. 이러한 상기 온도측정부(71)는 외기온도 측정부(72), 내기온도 측정부(73) 및 온도비교부(74)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 외기온도 측정부(72)는 상기 외기온도센서(31)를 통해 공작기계의 절삭가공 온도를 측정하며, 상기 내기온도 측정부(73)는 상기 내기온도센서(33)를 통해 절삭유의 온도를 측정하고, 상기 온도비교부(74)는 공작기계의 절삭가공 온도와 절삭유의 온도 차이를 비교한다.

상기 온도비교부(74)에서 비교한 온도차에 의해 상기 열전소자 작동부(75)가 절삭유를 가열할지 또는 냉각할지를 결정하게 된다. 즉 상기 열전소자 작동부(75)는 상기 온도측정부(71)에서 측정한 절삭유 온도에 따라 절삭유를 공작기계의 절삭가공 온도로 가열 또는 냉각한다.

다음 상기 밸브전환부(76)는 전환밸브(40)의 개폐를 조절하여, 절삭유 가열시에는 상기 상부파이프(21)를 개방하고, 절삭유 냉각시에는 상기 하부파이프(23)를 개방하게 된다.

그리고 상기 펌프 작동부(77)는 상기 전환밸브(40)로 절삭유가 유입되도록 펌프(50)를 작동시키게 된다.

다음으로 도 3를 참고하여, 상기 제어부(70)에 의한 제어 알고리즘을 살펴본다.

도 3를 참고하면, 우선 온도조절장치(10)인 장비를 on하고(S1), 외기온도센서(31)에서 측정한 외기온도(T1)를 입력한다(S2).

내기온도센서(33)에서 측정한 내기온도(T2)와 외기온도(T1)를 상기 온도비교부(74)에서 비교하고, 절삭유의 온도가 공작기계 절삭가공의 온도보다 높은지 낮은지 여부를 판단한다(S3).

만약 절삭유의 온도가 더 높은 경우에는 절삭유를 냉각해야 하므로, 상기 열전소자 작동부(75)는 릴레이 신호(-)를 주어 상기 열전소자(60)를 냉각하는 방향으로 작동시켜 열전소자(60) 냉각 on으로 한다(S4).

그리고 상기 밸브전환부(76)는 상기 전환밸브(40)를 상기 하부파이프(23)로 연결하는 방향으로 전환한다. 이에 따라 냉각된 절삭유가 순환되도록 개방한다(S5).

반대로 절삭유의 온도가 더 낮은 경우에는 절삭유를 가열해야 하므로, 상기 열전소자 작동부(75)는 릴레이 신호(+)를 주어 상기 열전소자(60)를 가열하는 방향으로 작동시켜 열전소자(60) 가열 on으로 한다(S6).

이러한 열전소자(60)의 전극 전환에 따른 가열 또는 냉각 진행은 자동시스템에 의해 이뤄진다.

그리고 상기 밸브전환부(76)는 상기 전환밸브(40)를 상기 상부파이프(21)로 연결하는 방향으로 전환한다. 이에 따라 가열된 절삭유가 순환되도록 개방한다(S7).

이후 절삭유가 상기 전환밸브(40) 방향으로 흐를 수 있도록, 상기 펌프 작동부(77)는 펌프(50)를 작동시켜 절삭유가 유동할 수 있도록 한다(S8).

그리고 다시 절삭유의 온도와 공작기계 절삭가공의 온도를 비교하여(S9), 동일한 경우 펌프(50) 작동을 OFF 하여 마치고(S10), 동일하지 않은 경우 다시 동일 알고리즘을 반복하여 온도가 동일할 때까지 진행한다.

이상의 사항은 공작기계 절삭유의 온도조절장치의 특정한 실시예를 나타낸 것에 불과하다.

따라서 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양한 형태로 치환, 변형될 수 있음을 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 파악할 수 있다는 점을 밝혀 두고자 한다.

10:공작기계 절삭유의 온도조절장치
20:하우징
21:상부파이프
23:하부파이프
31:외기온도센서
33:내기온도센서
40:전환밸브
50:펌프
60:열전소자
70:제어부
71:온도측정부
72:외기온도 측정부
73:내기온도 측정부
74:온도비교부
75:열전소자 작동부
76:밸브전환부
77:펌프 작동부

Claims

공작기계 절삭유가 유동하는 내부 공간이 형성된 하우징; 및
상기 하우징의 내부에 배치되고, 절삭유의 온도를 조절하도록 제공되는 열전소자;
를 포함하는 공작기계 절삭유의 온도조절장치.
제1항에 있어서,
상기 하우징의 내부 공간에서 상부에 배치되고, 상기 열전소자에 의해 가열된 절삭유가 유동하도록 제공되는 상부파이프;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계 절삭유의 온도조절장치.
제2항에 있어서,
상기 하우징의 내부 공간에서 하부에 배치되고, 상기 열전소자에 의해 냉각된 절삭유가 유동하도록 제공되는 하부파이프;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계 절삭유의 온도조절장치.
제3항에 있어서,
상기 상부파이프와 상기 하부파이프에 연결되고, 상기 상부파이프 또는 상기 하부파이프를 교대로 개폐 전환되도록 제공되는 전환밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계 절삭유의 온도조절장치.
제4항에 있어서,
상기 전환밸브에 연결되고, 절삭유가 상기 전환밸브를 통해 취합되도록 하는 펌프;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계 절삭유의 온도조절장치.
제5항에 있어서,
상기 하우징의 내부에 배치되고, 상기 열전소자 방향으로 유동하는 절삭유의 온도를 측정하도록 제공되는 내기온도센서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계 절삭유의 온도조절장치.
제6항에 있어서,
상기 하우징의 외부에 배치되고, 공작기계의 절삭가공 온도를 측정하도록 제공되는 외기온도센서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계 절삭유의 온도조절장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 열전소자, 전환밸브, 펌프, 외기온도센서 및 내기온도센서를 제어하는 제어부를 더 포함하되, 상기 제어부는,
공작기계의 절삭가공 온도와 절삭유의 온도를 측정하는 온도측정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계 절삭유의 온도조절장치.
제8항에 있어서,
상기 온도측정부는,
상기 외기온도센서를 통해 공작기계의 절삭가공 온도를 측정하는 외기온도 측정부; 및
상기 내기온도센서를 통해 절삭유의 온도를 측정하는 내기온도 측정부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계 절삭유의 온도조절장치.
제9항에 있어서,
상기 온도측정부는, 공작기계의 절삭가공 온도와 절삭유의 온도 차이를 비교하는 온도비교부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계 절삭유의 온도조절장치.
제8항에 있어서,
상기 제어부는, 전환밸브의 개폐를 조절하여, 절삭유 가열시에는 상기 상부파이프를 개방하고, 절삭유 냉각시에는 상기 하부파이프를 개방하는 밸브전환부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계 절삭유의 온도조절장치.
제8항에 있어서,
상기 제어부는, 펌프 작동을 조절하는 펌프작동부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계 절삭유의 온도조절장치.
제8항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 열전소자의 작동여부를 제어하는 열전소자 작동부;를 더 포함하되, 상기 열전소자 작동부는 상기 온도측정부에서 측정한 절삭유 온도에 따라 절삭유를 공작기계의 절삭가공 온도로 가열 또는 냉각하는 것을 특징으로 하는 공작기계 절삭유의 온도조절장치.