冷卻劑供給裝置及供給方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的是提供一種能夠僅通過單一的參數(shù)適當(dāng)?shù)乜刂评鋮s劑的噴射的冷卻劑供給裝置及供給方法。因此，在本發(fā)明中，具備向工具（D）供給冷卻劑的泵（101）、計(jì)測泵（101）的吐出壓力的計(jì)測裝置（22）和控制裝置（50）；控制裝置（50）具有下述功能：根據(jù)泵（101）的轉(zhuǎn)速，決定工具（D）的冷卻劑用流路直徑和用工具（D）穿孔時的泵吐出壓力的目標(biāo)值（目標(biāo)壓力）。
【專利說明】冷卻劑供給裝置及供給方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及向機(jī)床、特別是中心通過(心軸通過)冷卻劑型的鉆頭等具有油孔的切削工具供給冷卻劑的技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002]在圖9所示的中心通過(心軸通過)冷卻劑型的加工中心中，加工中心200具備加工用工作臺205、主軸210、工具220、冷卻劑噴嘴240。在加工用工作臺205上，固定著作為被加工物的工件400。圖9所示的冷卻劑泵100是從一臺泵將低壓的冷卻劑和高壓的冷卻劑吐出的類型的泵。
[0003]冷卻劑泵100的高壓線路Lh與工具220連通，冷卻劑泵100的低壓線路LI與冷卻劑噴嘴240連通。
[0004]冷卻劑泵100安裝在冷卻劑的儲存箱300上。
[0005]在圖9的加工中心200中，從冷卻劑泵100吐出的低壓的冷卻劑被向噴嘴240供給，被從噴嘴240朝向工件400整體噴出。被從噴嘴240向工件400整體噴出的冷卻劑將加工中的切削粉除去。
[0006]另一方面，被從冷卻劑泵100吐出的高壓且清潔的冷卻劑從工具220的前端噴出。通過從工具220前端將冷卻劑以高壓噴出，防止切削片向工件400咬入等，提高了加工精度。
[0007]圖9的高壓冷卻劑用的工具220，高壓冷卻劑流過將工具中央部貫通的冷卻劑流路，對應(yīng)加工的工件噴射冷卻劑，是所謂的中心通過冷卻劑型的機(jī)床。
[0008]在圖9所示那樣的中心通過冷卻劑的機(jī)床中，為了正確地進(jìn)行機(jī)械加工，適當(dāng)?shù)乜刂评鋮s劑的噴射是重要的。
[0009]作為其他的以往技術(shù)，還提出了下述技術(shù):執(zhí)行進(jìn)行所謂定馬力運(yùn)轉(zhuǎn)以使冷卻劑的壓力與流量的積大致為一定的控制(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。
[0010]但是，進(jìn)行使冷卻劑的壓力與流量的積大致為一定的所謂定馬力運(yùn)轉(zhuǎn)的控制也由于應(yīng)控制的參數(shù)存在壓力和流量的兩種，所以有控制本身復(fù)雜化、隨之控制系統(tǒng)復(fù)雜化的問題。
[0011]專利文獻(xiàn)1:特許第4250999號公報(bào)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明是鑒于上述以往技術(shù)的問題而提出的，目的是提供一種能夠僅通過單一的參數(shù)適當(dāng)?shù)乜刂评鋮s劑的噴射的冷卻劑供給裝置及供給方法。
[0013]本發(fā)明的冷卻劑供給裝置(500)其特征在于，具備向工具(D:例如中心通過冷卻劑的鉆頭)供給冷卻劑的泵(例如齒輪泵101)、計(jì)測泵(101)的吐出壓力的計(jì)測裝置(泵吐出壓力計(jì)測裝置22)和控制裝置(控制單元50);控制裝置(50)具有:根據(jù)泵(101)的轉(zhuǎn)速(步驟S5的臨時轉(zhuǎn)速)，決定工具的冷卻劑用流路直徑和用工具(D)穿孔時的泵吐出壓力的目標(biāo)值(目標(biāo)壓力)的功能；將該目標(biāo)值(目標(biāo)壓力)與計(jì)測出的泵吐出壓力比較，使泵(101)的轉(zhuǎn)速(或電動馬達(dá)I的轉(zhuǎn)速)增加或減小的功能；和根據(jù)計(jì)測出的泵吐出壓力，判定由工具(D)進(jìn)行的穿孔是否已結(jié)束的功能。
[0014]在本發(fā)明的冷卻劑供給裝置(500)中，優(yōu)選的是，上述控制裝置(50)具備下述功能:在結(jié)束工具(D)的無負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)(卸載運(yùn)轉(zhuǎn))后、用工具(D)對工件進(jìn)行穿孔加工前的階段中，決定工具的冷卻劑用流路直徑和用工具(D)穿孔時的泵吐出壓力的目標(biāo)值(目標(biāo)壓力)。
[0015]本發(fā)明的冷卻劑供給方法，是由冷卻劑供給裝置(500)向工具(D:例如中心通過冷卻劑的鉆頭)供給冷卻劑的方法，所述冷卻劑供給裝置(500)具備泵(例如齒輪泵101)、計(jì)測泵(101)的吐出壓力的計(jì)測裝置(泵吐出壓力計(jì)測裝置22)和控制裝置(控制單元50)，所述冷卻劑供給方法的特征在于，根據(jù)泵(101)的轉(zhuǎn)速(步驟S5的臨時轉(zhuǎn)速)，決定工具的冷卻劑用流路直徑和用工具(D)穿孔時的泵吐出壓力的目標(biāo)值(目標(biāo)壓力);計(jì)測泵吐出壓力，將上述目標(biāo)值(目標(biāo)壓力)與計(jì)測出的泵吐出壓力比較，使泵(101)的轉(zhuǎn)速(或電動馬達(dá)I的轉(zhuǎn)速)增加或減小；根據(jù)計(jì)測出的泵吐出壓力，判定由工具(D)進(jìn)行的穿孔是否已結(jié)束。
[0016]在本發(fā)明的冷卻劑供給方法中，優(yōu)選的是，在結(jié)束工具(D)的無負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)(卸載運(yùn)轉(zhuǎn))后、用工具(D)對工件進(jìn)行穿孔加工前的階段中，決定工具(D)的冷卻劑用流路直徑和用工具(D)穿孔時的泵吐出壓力的目標(biāo)值(目標(biāo)壓力)。
[0017]根據(jù)具備上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明，由于將目標(biāo)值(目標(biāo)壓力)與計(jì)測出的泵吐出壓力比較來控制泵吐出壓力(例如，使泵101的轉(zhuǎn)速或電動馬達(dá)I的轉(zhuǎn)速增力卩、減小)，所以僅泵
(101)的吐出壓力為控制參數(shù)，不需要進(jìn)行泵(101)(或電動馬達(dá)I)的轉(zhuǎn)速的反饋控制。
[0018]S卩，根據(jù)本發(fā)明，不需要進(jìn)行復(fù)雜的泵(101)(或電動馬達(dá)I)的轉(zhuǎn)速反饋控制，通過僅控制泵(101)的吐出壓力，就能夠?qū)ぞ?D)適當(dāng)?shù)毓┙o冷卻劑。
[0019]此外，根據(jù)本發(fā)明，能夠不將來自中心通過冷卻劑的鉆頭等工具(D)的信息、例如關(guān)于設(shè)置的工具(D)的冷卻劑用流路直徑的信息向泵(101)側(cè)輸入，而在泵(101)側(cè)獨(dú)自決定工具(D)的冷卻劑用流路直徑、和最適合于該冷卻劑用流路直徑的泵吐出壓力(目標(biāo)壓力)。
[0020]如本領(lǐng)域的技術(shù)人員清楚的那樣，在決定中心通過冷卻劑的鉆頭等工具(D)的冷卻劑用流路直徑時，對應(yīng)于此在泵(101)側(cè)自動決定目標(biāo)壓力是非常困難的。這是因?yàn)?，工?D)與泵(101)的組合有無數(shù)，此外該工具(D)的冷卻劑用流路直徑也遍及多種尺寸。
[0021]相對于此，根據(jù)本發(fā)明，能夠不將關(guān)于中心通過冷卻劑的鉆頭等工具(D)的冷卻劑用流路直徑的信息向泵(101)側(cè)輸入，而在泵(101)側(cè)獨(dú)自決定該工具(D)的冷卻劑用流路直徑和目標(biāo)壓力。
[0022]因此，即使工具(D)與泵(101)的組合有無數(shù)，此外即使該工具(D)的冷卻劑用孔直徑存在多種，也能夠決定最優(yōu)的冷卻劑的吐出壓力，適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行通過工具(D)的穿孔加工。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的框圖。
[0024]圖2是實(shí)施方式的控制單元的功能框圖。
[0025]圖3是表示實(shí)施方式的冷卻劑噴射控制的流程圖。
[0026]圖4是表示實(shí)施方式的冷卻劑噴射控制的流程圖。
[0027]圖5是表示泵的旋轉(zhuǎn)量和冷卻劑流量的特性的一例的特性圖。
[0028]圖6是表示冷卻劑流量和鉆頭的冷卻劑用流路的內(nèi)徑的特性的一例的特性圖。
[0029]圖7是表示鉆頭的冷卻劑用流路的內(nèi)徑和目標(biāo)壓力的特性的一例的特性圖。
[0030]圖8是表示目標(biāo)壓力和怠速轉(zhuǎn)速的特性的一例的特性圖。
[0031]圖9是表示中心通過冷卻劑型的加工中心的一例的框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0032]以下，參照附圖，對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0033]在圖1中，有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方式的冷卻劑供給裝置整體用附圖標(biāo)記500表示。
[0034]并且，冷卻劑供給裝置500具備冷卻劑用泵(例如齒輪泵)101、切換閥V2 (例如，3口 2位型)、冷卻劑儲存箱301和控制裝置50。
[0035]冷卻劑用泵101具備電動馬達(dá)(例如無電刷馬達(dá))1、高壓產(chǎn)生部(高壓泵)2和安全閥VI。
[0036]在圖1所示的冷卻劑用泵101中，高壓產(chǎn)生部2受泵驅(qū)動軸5旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。泵驅(qū)動軸5通過聯(lián)接器IC與電動馬達(dá)I的旋轉(zhuǎn)軸Is連接。
[0037]雖然圖示省略，但也可以將泵驅(qū)動軸5和聯(lián)接器IC省略，由電動馬達(dá)I的旋轉(zhuǎn)軸Is將高壓產(chǎn)生部2直接旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
[0038]在圖示的實(shí)施方式中，為了使泵101的吐出壓力變動，使泵101或電動馬達(dá)I的轉(zhuǎn)速(高壓泵2的轉(zhuǎn)速)增加或減小。
[0039]但是，在圖示的實(shí)施方式中，不進(jìn)行泵101的轉(zhuǎn)速反饋控制、高壓泵2的轉(zhuǎn)速反饋控制或電動馬達(dá)I的轉(zhuǎn)速反饋控制。
[0040]在高壓產(chǎn)生部2的吸入口 2i上連接著線路LI。線路LI在冷卻劑儲存箱301內(nèi)開放，作為冷卻劑的吸入線路發(fā)揮功能。
[0041]從高壓產(chǎn)生部2吐出冷卻劑的吐出口 2o經(jīng)由線路L5與第2連接口 C2連通。
[0042]在線路L5中，在高壓產(chǎn)生部2側(cè)的區(qū)域中設(shè)有第I分支點(diǎn)BI，在第2連接口 C2側(cè)的區(qū)域中設(shè)有第2分支點(diǎn)B2。從第I分支點(diǎn)BI分支出先導(dǎo)線路Lp，將冷卻劑用泵101內(nèi)的線路壓力作為先導(dǎo)壓向安全閥Vl供給。
[0043]從第2分支點(diǎn)B2分支出夾裝有安全閥Vl的線路L6，線路L6在冷卻劑儲存箱301內(nèi)開放。在線路L5的壓力(高壓產(chǎn)生部2的吐出壓力)上升到規(guī)定以上的情況下，安全閥Vl開放，將線路L5的壓力向冷卻劑儲存箱301內(nèi)排散，確保冷卻劑用泵101的安全。
[0044]線路L5在第2連接口 C2處與線路L21連通。在線路L21中，為了視覺辨認(rèn)流過線路L5的冷卻劑的壓力而夾裝有視覺辨認(rèn)用壓力計(jì)7。這里，視覺辨認(rèn)用壓力計(jì)7沒有包含在冷卻劑用泵101中。
[0045]線路L21與流路切換閥V2連通。
[0046]在線路L21中，在視覺辨認(rèn)用壓力計(jì)7與流路切換閥V2之間的區(qū)域中，夾裝著計(jì)測冷卻劑用泵101(高壓泵2)的吐出壓力的泵吐出壓力計(jì)測裝置(以下，稱作“吐出壓力計(jì)”)22。吐出壓力計(jì)22的計(jì)測結(jié)果經(jīng)由輸入信號線路Si2被向控制裝置50發(fā)送。
[0047]流路切換閥V2的排出側(cè)(在圖1中是左方)和鉆頭D (工具)通過線路L22連接。在線路L22中，夾裝著線路過濾器20及止回閥V3。
[0048]止回閥V3容許冷卻劑從流路切換閥V2向鉆頭D側(cè)流動。但是，不容許冷卻劑向其相反方向(從鉆頭D側(cè)朝向流路切換閥V2的方向)流動。
[0049]流路切換閥V2經(jīng)由控制信號線路So2接收來自控制裝置50的控制信號。
[0050]在流路切換閥V2上，連接著冷卻劑返回線路L23，冷卻劑返回線路L23的另一端在冷卻劑儲存箱301的底部附近開放。
[0051]在鉆頭D (工具)上連接著冷卻劑回收線路L30的一端，通過冷卻劑回收線路L30將切削后的冷卻劑回收。冷卻劑回收線路L30的另一端在冷卻劑儲存箱301的底部附近開放。
[0052]在設(shè)定鉆頭D中的冷卻劑用流路直徑時，在泵101側(cè)自動決定目標(biāo)壓力是非常困難的。
[0053]這是因?yàn)椋@頭D與泵101的組合有無數(shù)，形成在該鉆頭D中的冷卻劑用流路的直徑也遍及多種尺寸。此外是因?yàn)椋@頭D的特性和泵101的特性能夠基于使用條件、設(shè)置條件、其他各種參數(shù)根據(jù)個案而變化。
[0054]相對于此，有關(guān)圖示的實(shí)施方式的冷卻劑供給裝置500具有下述功能:在泵101側(cè)，基于泵101側(cè)的參數(shù)，決定形成在鉆頭D中的冷卻劑用流路直徑和最適合于該流路直徑的泵吐出壓力(目標(biāo)壓力)。
[0055]根據(jù)有關(guān)圖示的實(shí)施方式的冷卻劑供給裝置500，如果在設(shè)定鉆頭D和泵101并組合的最初求出在圖5?圖8中例示那樣的各種特性，則通過以下所述那樣的形態(tài)，不將關(guān)于設(shè)置的鉆頭D的冷卻劑用流路直徑的信息向泵101側(cè)輸入，在泵101側(cè)獨(dú)自決定鉆頭D的冷卻劑用流路直徑和目標(biāo)壓力。
[0056]對于控制裝置50，參照作為功能框圖的圖2進(jìn)行說明，所述控制裝置50具有進(jìn)行決定鉆頭D的冷卻劑用流路直徑和目標(biāo)壓力的控制的功能。
[0057]在圖2中，控制裝置50具備存儲裝置50m、目標(biāo)壓力決定塊50b、比較塊50c、泵吐出壓力信號用接口 50d、鉆削加工信號用接口 50e、卸載運(yùn)轉(zhuǎn)控制塊50f、卸載運(yùn)轉(zhuǎn)控制信號用接口 50g、定時器50t、轉(zhuǎn)速決定塊50h、轉(zhuǎn)速控制信號產(chǎn)生塊50 j和轉(zhuǎn)速控制信號用接口50k。
[0058]存儲裝置50m存儲有臨時轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速一流量特性、流量一鉆頭流路直徑特性(流量一冷卻劑流路直徑特性)、鉆頭流路直徑一目標(biāo)壓力特性(冷卻劑流路直徑一目標(biāo)壓力特性)、目標(biāo)壓力一怠速旋轉(zhuǎn)特性。存儲在存儲裝置50m中的信息在圖示的實(shí)施方式執(zhí)行控制時是必不可少的。
[0059]由存儲裝置50m存儲的“臨時轉(zhuǎn)速”，是馬達(dá)I的轉(zhuǎn)速(冷卻劑用泵101或高壓產(chǎn)生部2的轉(zhuǎn)速)，是在工件的加工前將冷卻劑用泵101起動時應(yīng)穩(wěn)定為一定的轉(zhuǎn)速(例如100rpm),是設(shè)定的轉(zhuǎn)速。
[0060]轉(zhuǎn)速一流量特性是冷卻劑泵101的轉(zhuǎn)速(設(shè)定的轉(zhuǎn)速:圖3的步驟S5的臨時轉(zhuǎn)速)與各壓力的泵的吐出流量的關(guān)系，例如是圖5所示那樣的特性。在圖5中，例示了冷卻劑泵101的吐出壓力Pc為OMp?4Mp的轉(zhuǎn)速一流量特性。另外，在圖5中，縱軸表示流量，橫軸是轉(zhuǎn)速(設(shè)定的轉(zhuǎn)速:圖3的步驟S5的臨時轉(zhuǎn)速)。
[0061]流量一鉆頭的流路直徑特性是供給到鉆頭中的流量與形成在鉆頭中的冷卻劑用流路的內(nèi)徑尺寸(冷卻劑用流路直徑)的關(guān)系，在圖6的特性圖中例示。在圖6所例示的流量一鉆頭的流路直徑特性中，也將冷卻劑泵101的吐出壓力作為參數(shù)(Pc為OMp，IMp?4Mp)。另外，在圖6中縱軸是流量，橫軸是鉆頭的流路直徑(在圖6中顯示為“鉆頭孔徑”)。
[0062]鉆頭的流路直徑一目標(biāo)壓力特性是形成在鉆頭中的冷卻劑用流路直徑與供給的冷卻劑的目標(biāo)壓力(泵101的目標(biāo)吐出壓力)的關(guān)系，在圖7中例示。另外，在圖7中，縱軸是目標(biāo)壓力(在圖7中顯示為“所需壓力”)，橫軸是鉆頭的流路直徑(在圖7中顯示為“鉆頭孔徑”)。
[0063]鉆頭的流路直徑一目標(biāo)壓力特性如果設(shè)鉆頭(中的冷卻劑)流路直徑為Φ、設(shè)目標(biāo)壓力為Pca，則例如可以用下式表現(xiàn)。
[0064]Pca=k_l/>E (k、ε 是常數(shù))。
[0065]圖8是例示供給的冷卻劑的目標(biāo)壓力(泵101的目標(biāo)吐出壓力)與冷卻劑泵101的怠速轉(zhuǎn)速的關(guān)系的特性圖。這里，“怠速轉(zhuǎn)速”是指不將工件切削時(加工待機(jī)時)的冷卻劑泵101的轉(zhuǎn)速。
[0066]另外，雖然沒有圖示，但在馬達(dá)I與高壓產(chǎn)生部2之間夾裝著變速器等，也存在馬達(dá)I的轉(zhuǎn)速與高壓產(chǎn)生部2的轉(zhuǎn)速不相同的情況。
[0067]目標(biāo)壓力決定塊50b通過信號線路Sc2與存儲裝置50m連接。由存儲裝置50m存儲的轉(zhuǎn)速一流量特性、流量一鉆頭流路直徑特性和鉆頭流路直徑一目標(biāo)壓力特性被向目標(biāo)壓力決定塊50b傳送。
[0068]目標(biāo)壓力決定塊50b具有下述功能:基于適當(dāng)設(shè)定的泵(或電動馬達(dá))轉(zhuǎn)速(圖3的步驟S5的“臨時轉(zhuǎn)速”)、和上述各種特性，決定泵的目標(biāo)壓力(泵吐出壓力的目標(biāo)值)。
[0069]在目標(biāo)壓力決定塊50b上連接著信號線路Sc4。并且，信號線路Sc4在分支點(diǎn)Bc2分支，連接在比較塊50c及轉(zhuǎn)速決定塊50h上。
[0070]由目標(biāo)壓力決定塊50b決定的泵目標(biāo)壓力的信息經(jīng)由信號線路Sc4被向比較塊50c及轉(zhuǎn)速決定塊50h傳遞。
[0071]比較塊50c通過信號線路Sc5與泵吐出壓力信號用接口 50d連接，該泵吐出壓力信號用接口 50d通過信號線路Si2與泵吐出壓力計(jì)測裝置22連接。此外，比較塊50c通過信號線路線路Sc6與轉(zhuǎn)速決定塊50h連接。
[0072]比較塊50c被從泵吐出壓力計(jì)測裝置22經(jīng)由泵吐出壓力信號用接口 50d輸入冷卻劑泵101的吐出壓力的計(jì)測結(jié)果。并且，具有下述功能:將冷卻劑泵101的吐出壓力的計(jì)測結(jié)果與冷卻劑泵101的吐出壓力的目標(biāo)值比較，判斷泵101或馬達(dá)I的轉(zhuǎn)速的增減，將增減泵101或馬達(dá)I的轉(zhuǎn)速的控制信號(轉(zhuǎn)速增減信號)經(jīng)由信號線路Sc6向轉(zhuǎn)速決定塊50h發(fā)送。
[0073]鉆削加工信號用接口 50e經(jīng)由信號線路Ss與鉆頭D (機(jī)床)連接，具有下述功能:將在加工開始時從鉆頭D發(fā)送的信號(鉆削加工開始信號)向控制裝置50輸入。另外，信號線路Ss在圖1中省略了圖示。
[0074]在圖2中，在鉆削加工信號用接口 50e上連接著信號線路Sc7。信號線路Sc7在分支點(diǎn)Bc3分支，與轉(zhuǎn)速決定塊50h及卸載運(yùn)轉(zhuǎn)控制塊50f連接。
[0075]由此，在加工開始時從鉆頭D發(fā)送的鉆削加工開始信號經(jīng)由鉆削加工信號用接口50e、信號線路Sc7被向轉(zhuǎn)速決定塊50h、卸載運(yùn)轉(zhuǎn)控制塊50f傳遞。
[0076]轉(zhuǎn)速決定塊50h經(jīng)由信號線路Sc8連接在轉(zhuǎn)速控制信號產(chǎn)生塊50j上，經(jīng)由線路Scl2與定時器50t連接。
[0077]轉(zhuǎn)速決定塊50h具有下述功能:基于來自鉆削加工信號用接口 50e的鉆削加工開始信號、存儲在存儲裝置50m中的關(guān)于臨時轉(zhuǎn)速的信息及目標(biāo)壓力一怠速轉(zhuǎn)速特性、由目標(biāo)壓力決定塊50b決定的泵101吐出壓力的目標(biāo)值、來自比較塊50c的轉(zhuǎn)速增減信號、來自定時器50t的計(jì)時信息，在控制的各階段中決定泵101 (或馬達(dá)I)的轉(zhuǎn)速。
[0078]關(guān)于轉(zhuǎn)速決定塊50h在控制的各階段中決定泵101 (或馬達(dá)I)的轉(zhuǎn)速的形態(tài)的詳細(xì)情況，參照圖3、圖4在后面敘述。
[0079]卸載運(yùn)轉(zhuǎn)控制塊50f經(jīng)由信號線路SclO與卸載運(yùn)轉(zhuǎn)控制信號用接口 50g連接。卸載運(yùn)轉(zhuǎn)控制信號用接口 50g經(jīng)由控制信號線路So2與流路切換閥V2連接。
[0080]卸載運(yùn)轉(zhuǎn)控制塊50f經(jīng)由鉆削加工信號用接口 50e、信號線路Sc7被傳遞來自鉆頭D的鉆削加工開始信號。并且，具有下述功能:根據(jù)鉆削加工開始信號的有無，在冷卻劑泵101應(yīng)進(jìn)行卸載運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下(鉆削加工開始信號的傳遞前)，經(jīng)由卸載運(yùn)轉(zhuǎn)控制信號用接口 50g，向流路切換閥V2發(fā)送將流路切換閥V2向卸載側(cè)(圖1的“B位”)切換的內(nèi)容的控制信號。
[0081]卸載運(yùn)轉(zhuǎn)控制塊50f通過信號線路Scll與定時器50t連接。
[0082]這里，在卸載運(yùn)轉(zhuǎn)控制塊50f發(fā)送卸載OFF信號、將切換閥V2切換到加工側(cè)(將冷卻劑向鉆頭D輸送的一偵彳)的情況下(圖1的“A位”)，假設(shè)泵101 (或馬達(dá)I)的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定到臨時轉(zhuǎn)速(例如100rpm:參照圖3的步驟S5)的所需時間是約I秒(參照圖3的步驟S6)。關(guān)于該所需時間也用定時器50t計(jì)測。
[0083]在圖2中，轉(zhuǎn)速控制信號產(chǎn)生塊50j具有下述功能:產(chǎn)生用來使冷卻劑供給裝置500的泵101 (或馬達(dá)I)的轉(zhuǎn)速成為由轉(zhuǎn)速決定塊50h決定的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速控制信號。
[0084]轉(zhuǎn)速控制信號產(chǎn)生塊50j經(jīng)由信號線路Sc9與轉(zhuǎn)速控制信號用接口 50k連接，該轉(zhuǎn)速控制信號用接口 50k經(jīng)由控制信號線路Sol與冷卻劑供給裝置500的馬達(dá)I連接。由此，從轉(zhuǎn)速控制信號產(chǎn)生塊50j出發(fā)的上述轉(zhuǎn)速控制信號被向馬達(dá)I傳遞。
[0085]接著，在參照圖1、圖2、圖5~圖8的同時，基于圖3、圖4，對向機(jī)床的鉆頭D供給冷卻劑的情況下的控制進(jìn)行說明。
[0086]在控制開始時，在圖3的步驟S1、S2中，將流路切換閥V2向卸載運(yùn)轉(zhuǎn)(無負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn):在圖1中是“B位”)側(cè)切換(卸載0N)，使冷卻劑供給裝置500執(zhí)行卸載運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0087]在卸載運(yùn)轉(zhuǎn)時，在流路切換閥V2中，線路L21與線路L23連通(圖1的“B位”)，從泵101吐出的冷卻劑被向冷卻劑儲存箱301送回。
[0088]在步驟S3中，由控制裝置50判斷是否將冷卻劑向鉆頭供給(鉆頭冷卻劑ON ?)?？刂蒲b置50根據(jù)是否被從鉆頭D側(cè)輸入了加工開始信號，判斷是否將冷卻劑向鉆頭D供給。
[0089]如果沒有被從鉆頭D側(cè)輸入加工開始信號，不將冷卻劑向鉆頭供給(步驟S3為否)，則將切換閥V2設(shè)為圖1中的“B位”，使冷卻劑供給裝置500繼續(xù)卸載運(yùn)轉(zhuǎn)(步驟S3為否的循環(huán))。
[0090]另一方面，在被從鉆頭D側(cè)輸入加工開始信號、將冷卻劑向鉆頭D供給的情況下(步驟S3為是)，向步驟S4前進(jìn)，將切換閥V2向圖1的“A位”(線路L21與線路L22連通的狀態(tài))切換。然后，向步驟S5前進(jìn)。
[0091]在步驟S5中，向泵101或馬達(dá)I發(fā)送控制信號，將泵101的轉(zhuǎn)速(或馬達(dá)I的轉(zhuǎn)速)設(shè)定為臨時轉(zhuǎn)速(例如lOOOrpm)。這里，將泵轉(zhuǎn)速(或馬達(dá)轉(zhuǎn)速)設(shè)定為臨時轉(zhuǎn)速(例如100rpm)是通過決定頻率來進(jìn)行的。另外，在將泵轉(zhuǎn)速(或馬達(dá)轉(zhuǎn)速)設(shè)定為臨時轉(zhuǎn)速(例如100rpm)的同時，開始通過定時器50t的計(jì)時。
[0092]在接著的步驟S6中，控制裝置50判斷在將泵轉(zhuǎn)速設(shè)定為臨時轉(zhuǎn)速(例如100rpm)后是否經(jīng)過了規(guī)定時間(例如I秒)。
[0093]如果在將泵轉(zhuǎn)速設(shè)定為臨時轉(zhuǎn)速(例如100rpm)后沒有經(jīng)過規(guī)定時間(例如I秒)(步驟S6為否)，則待機(jī)直到經(jīng)過規(guī)定時間(例如I秒)(步驟S6為否的循環(huán))。
[0094]如果在將泵轉(zhuǎn)速設(shè)定為臨時轉(zhuǎn)速(例如100rpm)后經(jīng)過了規(guī)定時間(例如I秒)(步驟S6為是)，則向步驟S7前進(jìn)。
[0095]在圖3的步驟S7的階段中，在將泵101的轉(zhuǎn)速(或馬達(dá)I的轉(zhuǎn)速)設(shè)定為臨時轉(zhuǎn)速(例如100rpm)后經(jīng)過了規(guī)定時間(例如I秒)(步驟S6為是)，泵101 (或馬達(dá)I)的旋轉(zhuǎn)成為穩(wěn)定的狀態(tài)。
[0096]在步驟S7中，在泵101的旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定的狀態(tài)下，基于設(shè)定的轉(zhuǎn)速(步驟S5中的臨時轉(zhuǎn)速:例如100rpm)和該時點(diǎn)的泵101的吐出壓力(由泵吐出壓力計(jì)測裝置22計(jì)測的泵吐出壓力Pc)，使用在圖5中例示那樣的轉(zhuǎn)速一泵吐出流量特性，由目標(biāo)壓力決定塊50b (參照圖2)決定該時點(diǎn)的泵101的吐出流量。
[0097]這里，在壓力不是如IMPa或2MPa那樣“舍入性好(round)的”數(shù)值的情況下，將圖5的(按照壓力而不同的)特性之間的區(qū)域進(jìn)行比例分配，決定轉(zhuǎn)速一泵吐出流量特性。即，如果壓力是例如1.3MPa，則求出將圖5中的壓力IMPa的特性與壓力2MPa的特性之間的區(qū)域劃分為3:7那樣的特性曲線，將該特性曲線作為“壓力1.3MPa下的轉(zhuǎn)速一泵吐出流量特性”，根據(jù)該時點(diǎn)的泵轉(zhuǎn)速決定(運(yùn)算)泵吐出流量。
[0098]在步驟S7中，在決定栗吐出流量后，通過目標(biāo)壓力決定塊50b,使用用圖5決定的泵吐出流量和在圖6中例示的流量一鉆頭流路直徑特性(泵吐出流量與鉆頭D內(nèi)的冷卻劑用流路內(nèi)徑的關(guān)系)，例如將用圖5決定的泵吐出流量應(yīng)用到圖6的縱軸中，從而決定作為圖6的特性上的數(shù)值的鉆頭流路直徑(形成在鉆頭D中的冷卻劑用流路的內(nèi)徑)。
[0099]在圖6中例示的流量一鉆頭流路直徑特性被從存儲裝置50m向目標(biāo)壓力決定塊50b傳遞。這里，在由圖6例示的流量一鉆頭流路直徑特性中，也在壓力不是“舍入性好的”數(shù)值的情況下，將圖6的(按照泵吐出壓力而不同的)特性之間的區(qū)域進(jìn)行比例分配，決定與該時點(diǎn)的泵101吐出壓力(由泵吐出壓力計(jì)測裝置22計(jì)測出的泵吐出壓力Pc)對應(yīng)的流量一鉆頭流路直徑特性。并且，使用所決定的流量一鉆頭流路直徑特性、和用圖5決定的泵吐出流量，決定(運(yùn)算)鉆頭流路直徑(形成在鉆頭D中的冷卻劑用流路的內(nèi)徑)。
[0100]在步驟S7中，如果決定了鉆頭流路直徑，則通過目標(biāo)壓力決定塊50b，使用在圖7中例示那樣的鉆頭流路直徑一目標(biāo)壓力特性，決定泵吐出壓力的目標(biāo)值(目標(biāo)壓力)。
[0101]在圖7中例示那樣的鉆頭流路直徑一目標(biāo)壓力特性也被從存儲裝置50m向目標(biāo)壓力決定塊50b傳遞。
[0102]在目標(biāo)壓力決定塊50b中，通過將用圖6決定的鉆頭流路直徑應(yīng)用到由圖7例示那樣的鉆頭流路直徑一目標(biāo)壓力特性中(將用圖6決定的鉆頭流路直徑應(yīng)用到圖7的橫軸中)，決定作為由圖7例示那樣的特性線上的數(shù)值的泵吐出壓力的目標(biāo)值(目標(biāo)壓力)。
[0103]由此，在圖3的步驟S7中，決定泵吐出壓力的目標(biāo)值(目標(biāo)壓力)。然后，向步驟S8
、產(chǎn).、rr.目U進(jìn)。
[0104]在圖3的步驟S8中，根據(jù)在步驟S7中決定的目標(biāo)壓力，使用由圖8例示那樣的特性(目標(biāo)壓力一怠速轉(zhuǎn)速特性)決定怠速轉(zhuǎn)速。
[0105]怠速轉(zhuǎn)速由轉(zhuǎn)速決定塊50h (圖2)決定。
[0106]對于轉(zhuǎn)速決定塊50h，傳遞由目標(biāo)壓力決定塊50b決定的目標(biāo)壓力(在步驟S7中決定的泵吐出壓力的目標(biāo)值)，從存儲裝置50m傳遞目標(biāo)壓力一怠速轉(zhuǎn)速特性。在轉(zhuǎn)速決定塊50h中，對于目標(biāo)壓力一怠速轉(zhuǎn)速特性應(yīng)用在步驟S7中決定的目標(biāo)壓力(例如，將在步驟S7中決定的目標(biāo)壓力應(yīng)用到圖8的橫軸中)，決定作為由圖8例示那樣的特性線上的數(shù)值的怠速轉(zhuǎn)速。
[0107]在步驟S8中，將由轉(zhuǎn)速決定塊50h決定的泵(或馬達(dá))的怠速轉(zhuǎn)速向轉(zhuǎn)速控制信號產(chǎn)生塊50j傳遞，為了將泵吐出壓力Pc升壓或降壓，向馬達(dá)I傳遞轉(zhuǎn)速控制信號。然后，向步驟S9前進(jìn)。
[0108]在步驟S9中，將在冷卻劑供給裝置500中冷卻劑供給的準(zhǔn)備完成的內(nèi)容的應(yīng)答信號向鉆頭D側(cè)發(fā)送例如0.5秒鐘。在該階段中，從鉆頭D側(cè)發(fā)送加工開始信號(步驟S3為是)，直到鉆頭D接觸到工件400 (參照圖9:在圖1、圖2中沒有圖示)上為止，需要將冷卻劑向鉆頭D供給。因此，在進(jìn)行后述的步驟SlO的控制的前階段中，將冷卻劑供給的準(zhǔn)備完成的內(nèi)容的應(yīng)答信號向鉆頭D側(cè)發(fā)送。
[0109]在向鉆頭D側(cè)發(fā)送應(yīng)答信號后，向步驟SlO前進(jìn)。
[0110]雖然在圖2中沒有明示，但該應(yīng)答信號例如當(dāng)在步驟S8中怠速轉(zhuǎn)速決定時，從轉(zhuǎn)速決定塊50h經(jīng)由鉆削加工信號用接口 50e、信號線路Ss向鉆頭D發(fā)送。
[0111]在步驟SlO中，控制裝置50判斷鉆頭D是否與工件400接觸。這里，如果鉆頭D與工件接觸，則泵101的冷卻劑吐出壓力上升，所以控制裝置50根據(jù)泵101的冷卻劑吐出壓力是否已上升，判斷鉆頭D是否已與工件接觸。
[0112]如果泵101的冷卻劑吐出壓力上升了(步驟SlO為是)，則判斷為:鉆頭D下降，與工件400接觸，已開始穿孔加工。然后，向圖4的步驟S12前進(jìn)。
[0113]另一方面，如果泵101的冷卻劑吐出壓力沒有上升(步驟SlO為否)，則判斷為:鉆頭D沒有與工件400接觸，沒有開始穿孔加工，向步驟Sll前進(jìn)。在步驟Sll中，控制裝置50判斷是否由鉆頭D進(jìn)行的穿孔加工結(jié)束、不需要向鉆頭D供給冷卻劑。
[0114]如果由鉆頭D進(jìn)行的穿孔加工結(jié)束、不需要向鉆頭D供給冷卻劑(步驟Sll為是)，則回到步驟SI。
[0115]另一方面，在由鉆頭D進(jìn)行的穿孔加工沒有結(jié)束、需要向鉆頭D供給冷卻劑的情況下(步驟Sll為否)，向步驟SlO返回。
[0116]在圖4的步驟S12中，控制裝置50判斷是否泵101的吐出壓力Pc(由泵吐出壓力計(jì)測裝置22計(jì)測出的泵吐出壓力)收納在目標(biāo)壓力范圍(容許范圍)內(nèi)。這里，目標(biāo)壓力范圍(容許范圍)，是指相對于在步驟S8中決定的目標(biāo)壓力是規(guī)定的誤差α的范圍內(nèi)，規(guī)定的誤差α例如設(shè)定為目標(biāo)壓力的10%。
[0117]即，在步驟S12中，判斷是否是“目標(biāo)壓力一 α≤吐出壓力(Pc)≤目標(biāo)壓力+ α ”。
[0118]如果泵101的吐出壓力Pc比“目標(biāo)壓力一 α ”低壓(在步驟S12中“目標(biāo)壓力一0>”)，則在步驟313中增加泵101 (或馬達(dá)I)的轉(zhuǎn)速，向步驟S12返回。
[0119]如果泵101的吐出壓力Pc比“目標(biāo)壓力+α ”高壓(在步驟S12中“〉目標(biāo)壓力+ α ”)，則在步驟S14中減小泵101 (或馬達(dá)I)的轉(zhuǎn)速，向步驟S12返回。
[0120]通過步驟S12~S14的控制，在鉆頭D開始工件400的穿孔加工后，泵101的吐出壓力Pc收納在目標(biāo)壓力范圍內(nèi)(目標(biāo)壓力一 α≤吐出壓力Pc≤目標(biāo)壓力+α)。并且，如果泵的吐出壓力收納在目標(biāo)壓力范圍內(nèi)(目標(biāo)壓力一 α≤吐出壓力Pc≤目標(biāo)壓力+α)(步驟S12為“是”)，則向步驟S15前進(jìn)。
[0121]如果由鉆頭D進(jìn)行的向工件400的貫通孔的穿孔完成，則泵101的冷卻劑吐出壓力急劇地下降。因此，在步驟S15中，判定泵101的吐出壓力是否已急劇地下降，由此判斷是否已由鉆頭D將工件400穿孔。
[0122]在泵的吐出壓力急劇地下降的情況下(步驟S15為是)，判斷為在工件400上穿孔了鉆頭孔、穿孔加工已結(jié)束(步驟S16)。
[0123]另外，在所謂的“盲孔”的情況下，如果由鉆頭D進(jìn)行的工件400的穿孔完成，則鉆頭D從切削部位后退，所以泵101的冷卻劑吐出壓力急劇地下降。換言之，由鉆頭D穿孔的孔不僅是貫通孔，即使是所謂的“盲孔”，如果由鉆頭D進(jìn)行的工件400的穿孔完成，則泵101的冷卻劑吐出壓力Pc也急劇地下降。
[0124]在圖示的控制中，在步驟S12~S14中，如果泵101的吐出壓力Pc為目標(biāo)壓力范圍(目標(biāo)壓力一α≤吐出壓力Pc≤目標(biāo)壓力+α)(步驟S12為“是”)，則然后即使泵的吐出壓力從目標(biāo)壓力范圍脫離，只要沒有急劇地降壓，也忽視(步驟S15為否的循環(huán))。
[0125]在由鉆頭D進(jìn)行的穿孔加工中，隨著穿孔在工件400上的鉆孔的深度增加，泵101的冷卻劑吐出壓力上升。但是，為了防止控制中的“波動”，這樣的泵吐出壓力的變動忽視。
[0126]如果泵101的冷卻劑吐出壓力急劇地下降(步驟S15為是)，判斷為對工件400穿孔鉆孔的加工結(jié)束(步驟S16)，則將泵101的轉(zhuǎn)速設(shè)定為怠速轉(zhuǎn)速(步驟S17)。這是因?yàn)?，在將鉆頭D從工件400拔出時，為了防止工件400的鉆孔周邊部損壞，噴射所需且足夠的冷卻劑。
[0127]此外，在由鉆頭D進(jìn)行的穿孔完成后，如果泵101的轉(zhuǎn)速與穿孔時相同，則會噴射過量的冷卻劑。對此，通過在穿孔后將泵101的轉(zhuǎn)速降低到怠速轉(zhuǎn)速，能夠使冷卻劑噴射量減少。
[0128]在將泵101的轉(zhuǎn)速設(shè)定為怠速轉(zhuǎn)速(步驟S17)后，回到圖3的步驟S10。
[0129]根據(jù)圖示的實(shí)施方式，將泵101的冷卻劑吐出壓力的目標(biāo)值(目標(biāo)壓力)與泵吐出壓力計(jì)測裝置22的計(jì)測結(jié)果比較，使泵101的轉(zhuǎn)速或電動馬達(dá)I的轉(zhuǎn)速增加或減小。即，在圖示的實(shí)施方式中，僅高壓泵2的吐出壓力為控制參數(shù)，不需要將泵101 (高壓泵2)或電動馬達(dá)I的轉(zhuǎn)速進(jìn)行反饋控制。
[0130]此外，在圖示的實(shí)施方式中，雖然使泵101 (高壓泵2)或電動馬達(dá)I的轉(zhuǎn)速增加或減小，但這樣的控制不是轉(zhuǎn)速反饋控制。這是為了將泵101的吐出壓力升壓或降壓。
[0131]根據(jù)圖示的實(shí)施方式，不需要進(jìn)行復(fù)雜的(泵101或電動馬達(dá)I的)轉(zhuǎn)速反饋控制，能夠僅控制泵101的吐出壓力，向中心通過冷卻劑的鉆頭D適當(dāng)?shù)毓┙o冷卻劑。
[0132]如本領(lǐng)域的技術(shù)人員清楚的那樣，在決定中心通過冷卻劑型的鉆頭D的冷卻劑用流路直徑時，對應(yīng)于此在泵101側(cè)自動決定目標(biāo)壓力是非常困難的。這是因?yàn)椋@頭D與泵101的組合有無數(shù)，此外該鉆頭D的鉆頭的冷卻劑用流路直徑也遍及多種尺寸。
[0133]根據(jù)圖示的實(shí)施方式，能夠不將來自中心通過冷卻劑的鉆頭D的信息、例如關(guān)于設(shè)置的鉆頭D的鉆頭的冷卻劑用流路直徑的信息向泵101側(cè)輸入，而在泵101側(cè)決定鉆頭的冷卻劑用流路的內(nèi)徑尺寸(流路直徑)和最適合于該冷卻劑用流路直徑的泵吐出壓力(目標(biāo)壓力)。因此，即使鉆頭D與泵101的組合有無數(shù)，此外即使該鉆頭的冷卻劑用流路直徑存在多種，也能夠決定最優(yōu)的冷卻劑的吐出壓力，適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行通過鉆頭的穿孔加工。
[0134]圖示的實(shí)施方式只不過是例示，并不是限定本發(fā)明的技術(shù)范圍的意思的表述。
[0135]例如，在圖5?圖7中表示的特性圖根據(jù)個案而不同。此外，關(guān)于臨時轉(zhuǎn)速(在圖示的實(shí)施方式中是lOOOrpm)、用于轉(zhuǎn)速穩(wěn)定的待機(jī)時間(參照步驟S6)、相對于泵吐出壓力的目標(biāo)值的容許誤差α (目標(biāo)值的10%)等，也可以根據(jù)個案而變更。
[0136]此外，在圖示的實(shí)施方式中，作為被供給冷卻劑的工具而表示了鉆頭D，但在對其他工具供給冷卻劑的情況也能夠采用本發(fā)明。
[0137]附圖標(biāo)記說明 I電動馬達(dá)
2高壓產(chǎn)生部/高壓泵 3吸入壓力產(chǎn)生部/低壓泵 4異物除去用旋風(fēng)器 5泵驅(qū)動軸 6轉(zhuǎn)速計(jì)測裝置 7視覺辨認(rèn)用壓力計(jì) 20線路過濾器
22泵吐出壓力計(jì)測裝置/吐出壓力計(jì) 26切削粉拾取裝置 50控制裝置/控制單元 301冷卻劑儲存箱 D鉆頭 Vl安全閥 V2流路切換閥 V3止回閥。
【權(quán)利要求】
1.一種冷卻劑供給裝置，其特征在于， 具備泵、計(jì)測裝置和控制裝置，所述泵向工具供給冷卻劑，所述計(jì)測裝置計(jì)測泵的吐出壓力； 控制裝置具有: 根據(jù)泵的轉(zhuǎn)速，決定工具的冷卻劑用流路直徑和用工具穿孔時的泵吐出壓力的目標(biāo)值的功能； 將該目標(biāo)值與計(jì)測出的泵吐出壓力比較，使泵的轉(zhuǎn)速增加或減小的功能；和 根據(jù)計(jì)測出的泵吐出壓力，判定由工具進(jìn)行的穿孔是否已結(jié)束的功能。
2.如權(quán)利要求1所述的冷卻劑供給裝置，其特征在于， 上述控制裝置具備下述功能:在結(jié)束工具的無負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)后、用工具對工件進(jìn)行穿孔加工前的階段中，決定工具的冷卻劑用流路直徑和用工具穿孔時的泵吐出壓力的目標(biāo)值。
3.—種冷卻劑供給方法，是由冷卻劑供給裝置向工具供給冷卻劑的方法，所述冷卻劑供給裝置具備泵、計(jì)測泵的吐出壓力的計(jì)測裝置和控制裝置， 所述冷卻劑供給方法的特征在于， 根據(jù)泵的轉(zhuǎn)速，決定工具的冷卻劑用流路直徑和用工具穿孔時的泵吐出壓力的目標(biāo)值；計(jì)測泵吐出壓力，將上述目標(biāo)值與計(jì)測出的泵吐出壓力比較，使泵的轉(zhuǎn)速增加或減小；根據(jù)計(jì)測出的泵吐出壓力，判定由工具進(jìn)行的穿孔是否已結(jié)束。
4.如權(quán)利要求3所述的冷卻劑供給方法，其特征在于， 在結(jié)束工具的無負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)后、用工具對工件進(jìn)行穿孔加工前的階段中，決定工具的冷卻劑用流路直徑和用工具穿孔時的泵吐出壓力的目標(biāo)值。
【文檔編號】F04B49/06GK104080576SQ201180074594
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2011年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月31日
【發(fā)明者】川野裕司 申請人:日本油泵株式會社