JP4083283B2 - Constant temperature apparatus and temperature control method for the constant temperature apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は,高精度加工機である旋盤に適用される恒温装置及び該恒温装置の温度制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に,広大な機械加工工場に空調設備を設けることは膨大な設備費を要する上に大電力の消費を余儀なくされることから,機械加工工場にはほとんど空調設備が設けられていないのが現状である。空調設備のない一般の工場では室温の変化が激しく,一日の内でも室温は朝昼晩と変化し,また,四季の移り変わりによっても変化し,その温度差はきわめて大きい。工作物は勿論のこと,加工機自体はこの温度差によって熱膨張や熱収縮を生じるため,工作物に対して高精度加工が要求される場合には,この温度差は無視できないものとなる。
【0003】
そこで,高精度の機械加工を達成するため,従来から,切削液の温度を一定温度に維持するための恒温装置を設け,一定温度に調節された切削液を工作物,工具等に供給することにより,周囲の温度が変化しても加工中の工作物等の温度が変化しないようにしている。従来からこの種の恒温装置には種々のものがあるが,例えば,特公昭61−57145号公報に開示された恒温装置は,加工機稼働時間帯における室温の平均時間に応じて加算平均して切削液の温度と潤滑油の温度をそれぞれ設定し,切削液及び潤滑油の温度が該設定温度を維持するように制御するものである。
【0004】
また,従来の別の恒温装置として,図5に示すようなものが知られている。図5の恒温装置23は,旋盤24に供給すべき切削液3を貯溜したタンク2と,タンク2内の切削液3の温度を検出する温度センサ25と,切削液の温度を設定するための設定装置26と,タンク2内の切削液3の温度が設定温度になるように制御する温度制御装置(図示せず)を備えたものである。恒温装置23は,手動設定方式と呼ばれ,旋盤24を起動する前に,オペレータが周囲温度を測定して最適温度を設定装置26に入力することによって設定温度が設定される。恒温装置23においては,オペレータが寒暖計等から読みとった温度を考慮して設定温度を決定してコントローラに入力するので,図6に示すように,設定温度は必ずしも加工開始時の室温と一致しない。切削液3の液温は,室温が変化しても設定温度に一致するように制御され,一定温度に維持される。
【0005】
また,従来の更に別の恒温装置として,図7に示すようなものが知られている。図7の恒温装置27は,旋盤24に供給すべき切削液を貯溜したタンク2,タンク2内の切削液3の温度を検出する液温センサ28,周囲温度を検出する基準温度センサ29,基準温度センサ29が検出した温度を設定温度として設定するための自動設定装置30,及びタンク2内の切削液3の温度が設定温度に一致するように制御する温度制御装置(図示せず)を備えている。恒温装置27は自動追従方式と呼ばれ,基準温度センサ29によって測定された周囲温度が基準温度として自動的にリアルタイムで随時設定される。恒温装置27においては,図8に示すように,切削液3の温度は基準温度に一致するように制御されるが,周囲温度の変化によって設定温度が時々刻々変化するので,切削液3の温度も周囲温度の変化に伴って変化することになる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら,特公昭61−57145号公報に開示された恒温装置では,加工機の稼働時間帯における平均室温を一日毎に検出してある一定期間にわたって記憶し,その平均を求めることにより翌日の平均室温を予測し,これによって加工機の起動にあたって切削液及び潤滑油の設定温度が設定され,一日中一定温度に維持される。このように,恒温装置においては,予測値が設定温度として設定されるので,設定温度は加工機の起動時における室温に一致していない。従って,加工機の起動直前における切削液の温度と潤滑油の温度はどちらも普通は室温になっているので,それぞれの温度が設定温度になるまでにはかなりの時間を要するため,加工機の起動と共に,工作物に対して直ちに加工を開始することができず,しばらくの間,待機又はアイドリングをしなければならないという問題がある。
【0007】
これに対して,図5に示した恒温装置は,切削液の温度が設定温度になるように温度制御するものであるから,測定した室温を設定温度として設定すれば,待機時間はほとんど生じない。しかし,常にオペレータが介在して温度を設定する必要があり,加工開始直前に即ち加工機を起動させる直前に,設定すべき最適温度を毎日測定する等の作業が必要となり,ついつい管理がルーズになりやすい。しかも,工作物に対する高精密加工では,±1μmの加工寸法精度が要求されるので,そのような場合には,±0.1℃レベルの厳密な温度管理が要求され,オペレータが寒暖計等で測定した温度を考慮して設定温度を決定してコントローラに入力する程度では,工作物に対する高密度加工で要求されるような十分な温度管理は行えない。
【0008】
また,図7に示した恒温装置では,基準温度センサで周囲温度を検出し,その検出した温度が設定温度として自動的に設定されるので,図8に示すように,周囲温度が変化すれば,それに応じて設定温度も変化することになる。従って,周囲温度が変化するたびに恒温装置の設定値が変化し,その結果として加工精度も変化し,一定の精度を維持することができない。即ち,基準温度センサの検出値に左右されて加工精度が変化するという問題がある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
この発明の目的は,上記の課題を解決することであり,加工機である旋盤の加工開始時の温度を自動的に温度センサで検出して,その検出した温度を恒温装置の設定温度としてコントローラに入力し,該設定温度を加工中に維持する制御をすることにより,旋盤の加工開始時の待機時間をほとんど無くし,旋盤自体及び工作物の加工中の温度変動を無くし,温度変動による旋盤自体及び工作物の変形を無くし,工作物に対する高精度加工を確保することができる恒温装置及び恒温装置の温度制御方法を提供することである。
【0010】
この発明は,タンク内に貯溜された切削液の温度を検出するための液温センサ,周囲温度を検出するため加工機である旋盤内の任意の場所に設置された気温センサ,前記旋盤の起動時に前記気温センサで検出した温度を設定温度として自動的に設定する自動温度設定器,及び前記液温センサで検出した温度が前記設定温度になるように前記切削液の温度を調節する温度制御装置から構成されていることを特徴とする恒温装置に関する。
【0011】
加工機である旋盤の起動時に,例えば,起動スイッチを入れた時に,気温センサが周囲温度即ち室温を検出し,自動設定装置はその検出した室温を自動的に設定温度として設定する。それ故,旋盤の起動時には切削液の温度は室温に一致しているのが普通であるから,切削液の温度が設定温度に一致するまで待機する必要はない。そして,温度制御装置は,液温センサで検出した切削液の温度が設定温度からずれると,切削液の温度を設定温度に一致させるべく,タンク内に貯溜された切削液を冷却又は加熱することによって温度調節をする。設定温度に維持された切削液は,旋盤に供給され,旋盤にセットされた加工中の工作物,刃物及び旋盤内の発熱部を冷却する。これにより,旋盤は,工作物や刃物が周囲の温度変化の影響を受けることなく,一定温度に維持されるので,高精度の加工が可能になる。
【0012】
また,この発明は,加工機である旋盤にセットされた加工中の工作物,刃物及び前記旋盤内の発熱部を冷却するために前記旋盤に供給される切削液を設定温度に維持するための恒温装置の温度制御方法において,
前記旋盤の加工開始時の周囲温度を前記旋盤内の任意の場所に設置された気温センサで自動的に検出し,前記検出値を設定温度として設定し,前記切削液の温度が前記設定温度に維持されるように温度制御することを特徴とする恒温装置の温度制御方法に関する。
【0013】
この恒温装置の温度制御方法によれば,旋盤の加工開始時の周囲温度が自動的に設定温度として設定される。旋盤の起動時には,旋盤自体,工作物,切削液等の温度は周囲温度に一致しているのが普通であるから,切削液の温度が設定温度に一致するまで待機する必要はない。そして,設定温度の切削液は,旋盤に供給され,旋盤にセットされた加工中の工作物及び刃物をそれらの初期温度に維持する。切削液の温度が設定温度からずれて変化したとしても,設定温度となるように,タンク内に貯溜された切削液は温度調節される。そして,設定温度に調節された切削液は,旋盤に供給され,工作物や刃物は周囲の温度変化の影響を受けることなく一定温度即ち設定温度に維持されるので,旋盤は高精度の加工が可能になる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下,図面を参照して,この発明による恒温装置及び該恒温装置の温度制御方法の実施例を説明する。図1はこの発明による恒温装置の一実施例を示す側面図,及び図2は図1に示した恒温装置の内部構造を説明するための説明図である。
【0015】
恒温装置1は,図1及び図2に示すように,タンク2内に貯溜した切削液3の温度を検出するための液温センサ4,周囲温度である室内温度を検出する気温センサ5,加工機である旋盤の起動時に気温センサ5で検出した温度を設定温度として自動的に設定する自動設定装置としての自動温度設定器31,及び液温センサ4で検出した温度が前記設定温度になるように切削液3の温度を調節する温度制御装置32を備えている。また,自動温度設定器31と温度制御装置32は,温度コントローラ6に内蔵されている。また,恒温装置1は,切削液3を加熱するためのU字状のヒータ7,及び切削液3を冷却するための冷凍装置8を備えている。冷却器9を除く冷凍装置8の大部分と温度コントローラ6は,恒温装置1のケース10内に収納されている。一方,冷凍装置8の冷却器9,ヒータ7と,液温センサ4,及び攪拌円盤11は,ケース10の下側から突出している。恒温装置1は,これらの突出した各機器4,7,9,11を切削液3の中に浸けた状態で,切削液3の入ったタンク2の上に設置される。また,気温センサ5は,最適室内温度を検出することができるように,旋盤周辺の任意の位置に設置できる。即ち,気温センサ5は,所望の領域の温度を検出するため,旋盤内の任意の場所に設置することも可能である。
【0016】
冷凍装置10は,図2に示すように,コンプレッサ12,コンデンサ13,キャピラリチューブ14,冷却器9を順次接続した冷凍サイクルによって構成されている。この冷凍サイクルにおいて,コンプレッサ12の吐出側と吸込側とをアンローダ用電磁弁15を介して連絡するバイパス路16が設けられており,アンローダ用電磁弁15は,潤滑油圧を検出する圧力スイッチ(図示せず)によって作動し,コンプレッサ12の始動時に開き,コンプレッサ12が所定の回転数に達して圧力が所定圧力に達すると閉じる。また,コンプレッサ12の吸込側にはコンプレッサ12への液バックを防止するためにアキュムレータ17が設けられている。また,コンデンサ13とキャピラリチューブ14との間には,冷媒中の異物や水分を除去するために乾燥剤を内蔵したフィルタ18が設けられている。
【0017】
冷媒は,コンプレッサ12の回転に伴ってコンプレッサ12で圧縮され,高温高圧のガス冷媒となってコンプレッサ12から吐き出されてコンデンサ13へ入る。コンデンサ13では熱が奪われて冷媒は液化し,高温高圧の液体冷媒となる。また,コンデンサ13に設けられたファン19は,コンデンサ13へ送風してコンデンサ13における凝縮を促進する機能を果たす。コンデンサ13で液化された高温高圧の液体冷媒は,キャピラリチューブ14を通過するときに膨張して低温低圧の液体冷媒となる。該液体冷媒は冷却器9を通過するときに回りから熱を奪うことによって低温低圧のガス冷媒となる。即ち,冷却器9は切削液3の中に浸漬されているので,切削液3から熱を奪って切削液3を冷却する。
【0018】
冷却器9は,螺旋状に巻かれて円筒状に形成されており,冷却器9の中に攪拌円盤11が設けられている。攪拌円盤11は,攪拌用モータ21によって駆動され,切削液3を攪拌してタンク2内の温度分布を均一化させるものである。
【0019】
ヒータ7は切削液3を加熱するものであるが,空焚きを防止するために空焚き防止スイッチ20が設けられている。タンク2内の切削液3が不足しているときには,空焚き防止スイッチ20が作動してヒータ7は作動停止となり,操作盤22に設けられた警報ランプ(図示せず)が点灯して異常を知らせるように構成されている。
【0020】
タンク2内の切削液3に浸けられた液温センサ4,及び室温を検出するための気温センサ5は,温度コントローラ6に接続されており,各センサ4,5で検出された検出温度が温度コントローラ6に入力される。気温センサ5で検出された室温は,旋盤(図示せず)の起動スイッチ(図示せず)が入った時に温度コントローラ6に入力されるように構成されており,室温が温度コントローラ6に入力されると,温度コントローラ6に設けられた自動温度設定器31がその時の室温を設定温度として自動的に設定する。
【0021】
温度コントローラ6の温度制御装置32は,液温センサ4で検出した切削液3の温度が設定温度と一致するようにヒータ7又は冷凍装置8を制御して温度を調節する。図3に示すように,切削液3の温度は,室温が変化したとしても,常時,設定温度にほぼ等しくなるように制御される。そして,温度調節された切削液3は,旋盤にセットされた工作物,工具及び加工機内の発熱部を冷却するために旋盤に供給される。
【0022】
工作物は基準温度において正確な寸法に加工されていることが要求される。例えば,基準温度が20℃であるとすれば,工作物は20℃において正確な寸法に仕上げられなければならない。また,加工物の加工後の寸法を測る測定器と旋盤とは,同一室内に設置されていることが望ましいが,必ずしも同一室内に設置されていない場合もある。例えば,旋盤を設置した室内の気温が22℃,測定室内の気温が20℃であるとすれば,加工寸法の絶対値が2度分ずれることとなる。そこで,恒温装置1には,上記の旋盤と測定室との差温設定機能(図示せず)が設けられており,温度の設定値を実際の室温に対して任意にシフトすることができ,室温差分の加工寸法変化を補正することができる。また,上記差温設定機能は,旋盤の発熱分を予め想定し,その熱分を完全に吸収するため,予め室温よりも低い油を冷却油として供給する際の手段としても利用できる。
【0023】
また,恒温装置1は,旋盤を起動した時の室温が設定温度として設定されるので,例えば,室温が22℃であれば,工作物は22℃の状態で仕上げられる。そこで,恒温装置1は,基準温度を入力するためのテンキー等の入力手段(図示せず),材質又は線膨張係数を入力するための入力手段(図示せず)が操作盤22に設けられており,更に,設定温度と基準温度との差に基づく補正値を演算するための演算手段(図示せず)を備えている。そして,材質が入力された場合には記憶部(図示せず)に記憶した線膨張係数を呼び出し,また,線膨張係数が入力された場合にはその線膨張係数を使用して,設定温度と基準温度との差から設定温度における寸法を演算するように構成されているので,基準温度における高精度の加工が可能になる。
【0024】
次に,この発明による恒温装置1の作動について説明する。まず,加工を開始するに当たり,オペレータは起動スイッチを入れる。起動スイッチが入ると,自動的に気温センサ5が現時点における室温を検出して信号が温度コントローラ6に入力される。検出された室温が温度コントローラ6に入力されると,温度コントローラ6に設けられた自動温度設定器31がその時の室温を設定温度として自動的に設定する。起動時には切削液3の温度は室温に一致しているのが普通であるから,上記設定温度は図3に示すように液温に等しい。従って,旋盤の起動後,待機時間を要することなく,すぐに旋盤を稼働させることができるようになる。
【0025】
旋盤によって工作物に対する加工が開始されると,タンク2内の切削液3は工作物,工具及び旋盤内の発熱部に供給され,これらを冷却しながら工作物の加工が行われる。加工に伴いあるいは室温の変化に伴い,タンク2内の切削液3の液温が変化して設定温度からのずれが生じてくるが,液温センサ4は切削液3の液温を常時検出して温度コントローラ6に入力しているので,温度コントローラ6の温度制御装置32は検出した液温が設定温度に一致するように温度調節を行う。即ち,設定温度よりも液温が低い場合にはヒータ7に通電して切削液3を加熱し,設定温度よりも液温が高い場合には冷凍装置8を運転して切削液3を冷却する。また,切削液3の温度を正確に検出するために,タンク2内の切削液3の温度分布が均一になるように,攪拌円盤11は攪拌用モータ21で常時駆動されている。このようにして,切削液3の温度は設定温度に一致即ち維持するようにフィードバック制御によって温度調節が行われる。従って,図3に示すように,室温がたとえ変化しても,切削液3の温度は常に設定温度に維持されるので,工作物や刃物は室温の変化の影響を受けることなく,設定温度と同じ温度に維持され,工作物は高精度で加工される。
【0026】
次に,図4を参照して,恒温装置1の加工精度に関する実験結果について説明する。図4では横軸に加工時間(分)をとり,縦軸に加工寸法(μm)をとっている。図4は,室温が21.5℃の場合において,設定温度の違いによる加工精度の違いを比較して示したものである。(A)は設定温度を室温と同じ21.5℃に設定した場合であり,(B)は設定温度を室温よりも少し低い21.0℃に設定した場合であり,また,(C)は設定温度を室温より少し高い22.0℃に設定した場合とを比較したものである。
【0027】
室温と同じ温度の21.5℃に設定した場合には,加工時間が経過してもほとんど加工寸法は変化せず,高精度が維持されることがわかる。これに対して,室温よりも少し低い21.0℃に設定した場合には,加工時間の経過に伴って加工寸法に誤差が生じ,+1μm強の誤差を生じることがわかる。逆に,設定温度を室温より少し高い22.0℃に設定した場合には,−1μm強の誤差を生じることがわかる。室温に対して±0.5℃程度のずれた温度を設定するだけで,(B)又は(C)のような加工誤差を生じる結果となる。このように,設定温度を室温と同じ温度に設定した場合には,高精度の加工を維持することができるが,設定温度が室温と少しでもずれていると,1μm程度の誤差が生じてしまうことがわかる。従って,1μm程度の加工寸法の誤差を問題とするような高精度加工が要求される場合には,この発明の恒温装置1のように,室温と同じ温度に温度を設定して切削液の温度をその設定温度に維持することが,工作物に対して高精度の加工をする上で,きわめて重要になるということが,この実験結果から理解できる。
【0028】
【発明の効果】
この発明による恒温装置及びその温度制御方法は,上記に説明した構成を有しているので,次のような効果を有する。即ち,この発明によれば,旋盤の起動時に検出した周囲温度を自動的に設定温度として設定するので,旋盤の起動時には切削液の温度が設定温度に一致しているから,旋盤の起動と同時にすぐに加工を開始することができ,従来のように切削液の温度が設定温度に達するまで待機する必要はなく,生産性を向上させることができる。また,温度制御装置は,液温センサで検出した切削液の温度が設定温度からずれると,液温を設定温度に一致させるべく,タンク内に貯溜された切削液を冷却又は加熱することによって温度調節をするので,切削液の温度は常に設定温度に維持されるので,一定温度の状況において工作物を加工することができる。従って,旋盤は,工作物や刃物が周囲の温度変化の影響を受けることなく,設定温度に維持され,安定した高精度の加工が可能になる。
【0029】
また,この恒温装置は温度の設定が自動的に行われるので,従来のようにオペレータが加工開始直前に最適温度を測定する必要はなく,最適温度を設定する必要もなくなり,温度管理が簡単に行えるようになる。しかも,高精密加工では±1μmの寸法精度が要求されるが,この発明によれば,そのような場合でも十分対応可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明による恒温装置の一実施例を示す側面図である。
【図2】 図1に示した恒温装置の内部構造を説明するための説明図である。
【図3】 図1に示した恒温装置における切削液と室温の温度変化の関係を示したグラフである。
【図4】 加工精度に関する実験結果を示すグラフである。
【図5】 従来の恒温装置を示す概略図である。
【図6】 図5に示した恒温装置における切削液と室温の温度変化の関係を示したグラフである。
【図7】 従来の別の恒温装置を示す概略図である。
【図8】 図7に示した恒温装置における切削液と室温の温度変化の関係を示したグラフである。
【符号の説明】
1 恒温装置
2 タンク
3 切削液
4 液温センサ
5 気温センサ
31 自動温度設定器
32 温度制御装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a thermostat applied to a lathe that is a high-precision machine and a temperature control method for the thermostat.
[0002]
[Prior art]
In general, the installation of air-conditioning equipment in a vast machining factory requires a huge amount of equipment and consumes a large amount of power. Therefore, the machining factory has almost no air-conditioning equipment. is there. In general factories without air-conditioning facilities, the room temperature changes drastically, and the room temperature changes from morning to night in the day, and also changes due to changes in the seasons, and the temperature difference is extremely large. Since the processing machine itself as well as the workpiece causes thermal expansion and contraction due to this temperature difference, this temperature difference cannot be ignored when high precision machining is required for the workpiece.
[0003]
Therefore, in order to achieve high-precision machining, a constant temperature device is conventionally provided to maintain the temperature of the cutting fluid at a constant temperature, and the cutting fluid adjusted to a constant temperature is supplied to workpieces, tools, etc. This prevents the temperature of the workpiece being processed from changing even if the ambient temperature changes. Conventionally, there are various types of constant temperature devices of this type. For example, the constant temperature device disclosed in Japanese Patent Publication No. 61-57145 is added and averaged according to the average time of room temperature in the working machine operating time zone. The temperature of the cutting fluid and the temperature of the lubricating oil are set, and the temperature of the cutting fluid and the lubricating oil is controlled so as to maintain the set temperature.
[0004]
As another conventional thermostatic device, one shown in FIG. 5 is known. 5 is a
[0005]
Further, as another conventional thermostatic device, one as shown in FIG. 7 is known. The
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the thermostatic device disclosed in Japanese Patent Publication No. 61-57145, the average room temperature in the operating time zone of the processing machine is detected every day, stored for a certain period, and the average is obtained for the next day by obtaining the average. Thus, the set temperature of the cutting fluid and the lubricating oil is set when the processing machine is started, and is maintained at a constant temperature throughout the day. As described above, in the thermostatic apparatus, the predicted value is set as the set temperature, and therefore, the set temperature does not coincide with the room temperature when the processing machine is started. Therefore, both the cutting fluid temperature and the lubricating oil temperature immediately before the start-up of the processing machine are normally at room temperature, so it takes a considerable time for each temperature to reach the set temperature. There is a problem that machining cannot be started immediately on the workpiece upon start-up, and waiting or idling must be performed for a while.
[0007]
On the other hand, the thermostatic device shown in FIG. 5 controls the temperature so that the temperature of the cutting fluid becomes the set temperature. Therefore, if the measured room temperature is set as the set temperature, the standby time hardly occurs. . However, it is always necessary to set the temperature with an operator, and it is necessary to perform daily operations such as measuring the optimum temperature to be set immediately before starting the processing, that is, immediately before starting the processing machine. Prone. In addition, high-precision machining of workpieces requires machining dimensional accuracy of ± 1 μm. In such cases, strict temperature control of ± 0.1 ° C level is required, and the operator measures with a thermometer or the like. If the set temperature is determined in consideration of the measured temperature and input to the controller, sufficient temperature control as required for high-density machining of the workpiece cannot be performed.
[0008]
Further, in the thermostatic device shown in FIG. 7, the ambient temperature is detected by the reference temperature sensor, and the detected temperature is automatically set as the set temperature. Therefore, if the ambient temperature changes as shown in FIG. Accordingly, the set temperature also changes accordingly. Therefore, each time the ambient temperature changes, the set value of the thermostatic device changes. As a result, the machining accuracy also changes, and a certain accuracy cannot be maintained. That is, there is a problem that the machining accuracy varies depending on the detection value of the reference temperature sensor.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and a temperature at the start of machining of a lathe that is a machining machine is automatically detected by a temperature sensor, and the detected temperature is set as a set temperature of a constant temperature device. Fill in, by the control for maintaining the setting temperature during processing, eliminating most of the waiting time at the machining start of the lathe, eliminating the temperature fluctuations during processing of the lathe itself and the workpiece, lathe itself due to temperature variations Another object of the present invention is to provide a thermostat and a temperature control method for the thermostat capable of eliminating deformation of the workpiece and ensuring high-precision machining of the workpiece.
[0010]
The present invention relates to a liquid temperature sensor for detecting the temperature of a cutting fluid stored in a tank, an air temperature sensor installed at an arbitrary place in a lathe which is a processing machine for detecting an ambient temperature, and activation of the lathe An automatic temperature setter that automatically sets the temperature detected by the temperature sensor as a set temperature, and a temperature control device that adjusts the temperature of the cutting fluid so that the temperature detected by the liquid temperature sensor becomes the set temperature It is related with the thermostat characterized by comprising .
[0011]
When the lathe as a processing machine is started, for example, when a start switch is turned on, the temperature sensor detects the ambient temperature, that is, the room temperature, and the automatic setting device automatically sets the detected room temperature as the set temperature. Therefore, it is not necessary to wait until the temperature of the cutting fluid matches the set temperature because the temperature of the cutting fluid usually matches the room temperature when the lathe is started. When the temperature of the cutting fluid detected by the fluid temperature sensor deviates from the set temperature, the temperature controller cools or heats the cutting fluid stored in the tank so that the temperature of the cutting fluid matches the set temperature. Adjust the temperature with. Cutting fluid which is maintained at a set temperature is fed to the lathe, a workpiece during machining set in the lathe tool and the heating unit in the lathe cooling. Thus, lathe, workpiece or tool without being affected by changes in ambient temperature, because it is maintained at a constant temperature, it becomes possible to high-precision processing.
[0012]
Further, the present invention is to maintain a cutting fluid supplied to the lathe at a set temperature in order to cool the workpiece, the cutting tool, and the heat generating part in the lathe set on the lathe which is a processing machine. In the temperature control method of the thermostatic device,
Automatically detect the ambient temperature at the time of processing start of the lathe temperature sensor installed anywhere in the lathe, sets the detection value as the set temperature, the temperature of the cutting fluid said set temperature The present invention relates to a temperature control method for a thermostatic device, wherein the temperature is controlled so as to be maintained.
[0013]
According to the temperature control method of the thermostat, the ambient temperature at the start of lathe machining is automatically set as the set temperature. When the lathe is started up, the temperature of the lathe itself, the workpiece, the cutting fluid, etc. usually matches the ambient temperature, so there is no need to wait until the temperature of the cutting fluid matches the set temperature. Then, the cutting fluid set temperature is fed to the lathe, to maintain the workpiece and tool in the machining set in the lathe to their initial temperature. Even if the temperature of the cutting fluid changes from the set temperature, the temperature of the cutting fluid stored in the tank is adjusted so that the set temperature is reached. Then, the cutting fluid which is adjusted to the set temperature is supplied to the lathe, since the workpiece and tool is maintained at a constant temperature i.e. the set temperature without being affected by the ambient temperature change, lathe machining precision It becomes possible.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of a thermostat and a temperature control method for the thermostat according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view showing an embodiment of a thermostatic device according to the present invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the internal structure of the thermostatic device shown in FIG.
[0015]
As shown in FIGS. 1 and 2, the
[0016]
As shown in FIG. 2, the
[0017]
The refrigerant is compressed by the
[0018]
The cooler 9 is spirally wound and formed in a cylindrical shape, and a
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The
[0020]
The
[0021]
The
[0022]
The workpiece is required to be machined to an accurate dimension at a reference temperature. For example, if the reference temperature is 20 ° C, the workpiece must be finished to the correct dimensions at 20 ° C. Moreover, it is desirable that the measuring instrument and the lathe for measuring the dimension of the workpiece after machining are installed in the same room, but there are cases where the machine is not necessarily installed in the same room. For example, if the temperature in the room where the lathe is installed is 22 ° C. and the temperature in the measurement room is 20 ° C., the absolute value of the machining dimension will be shifted by 2 degrees. Therefore, the
[0023]
In the
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Next, the operation of the
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When machining on the workpiece is started by the lathe , the cutting
[0026]
Next, with reference to FIG. 4, the experimental result regarding the processing accuracy of the
[0027]
It can be seen that when the temperature is set to 21.5 ° C., which is the same as the room temperature, the machining dimensions hardly change even when the machining time elapses, and high accuracy is maintained. On the other hand, when 21.0 ° C., which is slightly lower than room temperature, is set, an error occurs in the processing dimension as the processing time elapses, and an error of just over +1 μm is generated. Conversely, when the set temperature is set to 22.0 ° C., which is a little higher than room temperature, it can be seen that an error of slightly over −1 μm occurs. Just setting a temperature that deviates by about ± 0.5 ° C from room temperature results in a processing error such as (B) or (C). As described above, when the set temperature is set to the same temperature as the room temperature, high-precision machining can be maintained. However, if the set temperature slightly deviates from the room temperature, an error of about 1 μm occurs. I understand that. Therefore, when high-precision machining that requires an error in machining dimensions of about 1 μm is required, the temperature of the cutting fluid is set by setting the temperature to the same temperature as the room temperature as in the
[0028]
【The invention's effect】
Since the thermostat and the temperature control method thereof according to the present invention have the configuration described above, the following effects are obtained. That is, according to the present invention, since the automatically set as the set temperature ambient temperature detected at the start of turning, since the startup of the lathe temperature of the cutting fluid matches the set temperature, the activation of the lathe at the same time Machining can be started immediately, and it is not necessary to wait until the temperature of the cutting fluid reaches the set temperature as in the prior art, and productivity can be improved. In addition, when the temperature of the cutting fluid detected by the fluid temperature sensor deviates from the set temperature, the temperature control device cools or heats the cutting fluid stored in the tank so that the fluid temperature matches the set temperature. Since the adjustment is performed, the temperature of the cutting fluid is always maintained at the set temperature, so that the workpiece can be machined at a constant temperature. Therefore, lathe, workpiece or tool without being affected by changes in ambient temperature, is maintained at the set temperature, it is possible to process a stable high accuracy.
[0029]
In addition, since the temperature setting is performed automatically in this thermostat, it is not necessary for the operator to measure the optimum temperature immediately before the start of machining as in the conventional case, and it is not necessary to set the optimum temperature, making temperature management easier. You can do it. In addition, dimensional accuracy of ± 1 μm is required in high precision machining, but according to the present invention, it is possible to sufficiently cope with such a case.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing an embodiment of a thermostatic device according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the internal structure of the thermostatic device shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the cutting fluid and the temperature change at room temperature in the thermostatic device shown in FIG. 1;
FIG. 4 is a graph showing experimental results related to machining accuracy.
FIG. 5 is a schematic view showing a conventional thermostatic device.
6 is a graph showing the relationship between the cutting fluid and the temperature change at room temperature in the thermostatic device shown in FIG.
FIG. 7 is a schematic view showing another conventional thermostatic device.
8 is a graph showing the relationship between the cutting fluid and the temperature change at room temperature in the thermostatic device shown in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記旋盤の加工開始時の周囲温度を前記旋盤内の任意の場所に設置された気温センサで自動的に検出し,前記検出値を設定温度として設定し,前記切削液の温度が前記設定温度に維持されるように温度制御することを特徴とする恒温装置の温度制御方法。Workpiece during machining lathe is set in a processing machine, the temperature control method of a thermostatic apparatus for maintaining the blade and cutting fluid supplied to the lathe in order to cool the heat generating portion in the lathe at a set temperature In
Automatically detect the ambient temperature at the time of processing start of the lathe temperature sensor installed anywhere in the lathe, sets the detection value as the set temperature, the temperature of the cutting fluid said set temperature A temperature control method for a thermostatic device, wherein the temperature is controlled so as to be maintained.
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