JP2001059521A - Method for controlling lubricating fluid temperature of hydraulic bearing and device therefor - Google Patents
Method for controlling lubricating fluid temperature of hydraulic bearing and device thereforInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械等におい
て、スピンドルを回転自在に軸支する油圧軸受に供給す
る潤滑流体の温度を制御する油圧軸受の潤滑流体温度制
御方法及びその装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for controlling a lubricating fluid temperature of a hydraulic bearing for controlling the temperature of a lubricating fluid supplied to a hydraulic bearing which rotatably supports a spindle in a machine tool or the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、スピンドルにツールを装着し、こ
のスピンドルをツールとともに回転させてワークを加工
する工作機械において、スピンドルを油圧軸受により軸
支する構成が知られている。この油圧軸受はスピンドル
との間に形成された隙間に潤滑流体を供給し、スピンド
ルをその周囲の金属部材に接触させることなく軸支する
ことで円滑に回転させようとするものである。潤滑流体
としては潤滑油が多用されているが、空気等の気体と油
のミストとを混合した流体を用いることもある。このよ
うな潤滑流体は、タンクからポンプ等により油圧軸受に
所望の圧力をもって供給され、油圧軸受から排出された
後にタンクに還流される。2. Description of the Related Art Conventionally, in a machine tool for processing a workpiece by mounting a tool on a spindle and rotating the spindle together with the tool, a configuration in which the spindle is supported by a hydraulic bearing is known. This hydraulic bearing is intended to supply lubricating fluid to a gap formed between the spindle and the spindle, and to smoothly rotate the spindle by pivotally supporting the spindle without contacting the surrounding metal members. Lubricating oil is often used as a lubricating fluid, but a fluid in which a gas such as air and an oil mist are mixed may be used. Such a lubricating fluid is supplied from a tank to a hydraulic bearing with a desired pressure by a pump or the like, and is discharged from the hydraulic bearing and returned to the tank.
【0003】一方、回転するスピンドルと潤滑流体と
は、スピンドルの回転数が高くなるに従い摩擦により温
度が上昇し、ワークの加工精度等に影響が生ずる。スピ
ンドルは軸方向に長いため、外径の変化より軸方向の長
さの変化が大きい。これにより、ワークに接触するツー
ルの位置が変化し、ワークの寸法精度に大きな影響が生
ずる。このようなことから温度上昇対策のための提案が
なされている。On the other hand, the temperature of the rotating spindle and the lubricating fluid rises due to friction as the rotation speed of the spindle increases, which affects the processing accuracy of the work. Since the spindle is long in the axial direction, the change in the length in the axial direction is greater than the change in the outer diameter. As a result, the position of the tool that comes into contact with the work is changed, and the dimensional accuracy of the work is greatly affected. For these reasons, proposals have been made for measures against temperature rise.
【0004】以下、温度上昇対策のための従来技術につ
いて説明する。特公平8−345号公報に記載された従
来技術は、主軸軸受を嵌入した主軸台に内側ジャケット
と外側ジャケットとを二重に配設し、主軸回転数等の加
工条件から機械構造全体の熱変形の変化を計算し、強制
冷却等の操作により過冷却状態にした冷却油を内側ジャ
ケットに導入して主軸軸受の発熱を押え、外側ジャケッ
トには機械構造温度と略等しい温度の冷却油を導入して
主軸軸受以外の部分が過冷却状態になるのを防止するこ
とで、工作機械の熱変形を抑制するという内容が記載さ
れている。[0004] Hereinafter, a conventional technique for preventing a temperature rise will be described. In the prior art described in Japanese Patent Publication No. 8-345, an inner jacket and an outer jacket are provided in a double manner on a headstock in which a spindle bearing is fitted, and the heat of the entire mechanical structure is determined from machining conditions such as the spindle rotation speed. Calculate changes in deformation and introduce supercooled cooling oil into the inner jacket by operations such as forced cooling to suppress heat generation in the main shaft bearings, and introduce cooling oil at a temperature approximately equal to the mechanical structure temperature to the outer jacket. It describes that a part other than the main shaft bearing is prevented from being supercooled, thereby suppressing thermal deformation of the machine tool.
【0005】また、特開昭60−80544号公報に
は、スピンドル周囲に潤滑油を供給する潤滑油経路を設
け、この潤滑油経路に隣接させて冷却液を供給する循環
経路を設け、スピンドルの回転数に応じて冷却液の供給
量を制御することにより、スピンドルの温度を一定化す
る内容が記載されている。In Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-80544, a lubricating oil path for supplying lubricating oil around the spindle is provided, and a circulation path for supplying cooling fluid is provided adjacent to the lubricating oil path. It describes that the temperature of the spindle is made constant by controlling the supply amount of the cooling liquid according to the rotation speed.
【0006】さらに、特開平5−99227号公報に記
載されている内容は、油圧軸受に供給する軸受油の温度
を一定にするために、まず、液槽内の軸受油の温度を目
標の温度より低い温度に制御し、液槽から供給される軸
受油をヒータで加温し、このときにヒータの出口部で検
出した温度に基づいてヒータの出力を加減することによ
り、油圧軸受に供給する前の時点で軸受油の温度を目標
値に制御し、さらに、軸受油を減衰槽に導いて急峻な温
度変化を吸収した後に油圧軸受に供給しようとするもの
である。[0006] Further, in order to keep the temperature of the bearing oil supplied to the hydraulic bearing constant, the temperature of the bearing oil in the liquid tank is first set to a target temperature. By controlling the temperature to a lower temperature, the bearing oil supplied from the liquid tank is heated by the heater, and at this time, the output of the heater is adjusted based on the temperature detected at the outlet of the heater to supply the oil to the hydraulic bearing. At the previous time, the temperature of the bearing oil is controlled to a target value, and further, the bearing oil is guided to the damping tank to absorb a steep temperature change and then to be supplied to the hydraulic bearing.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】油圧軸受の内部温度は
スピンドルの回転数に比例して直ちに変化し、スピンド
ルの軸方向の長さの変化も短時間のうちに発生する。ま
た、油圧軸受の内部温度の変化幅はスピンドルの可変回
転数及び軸受部のスピンドルの外径によって異なる。The internal temperature of the hydraulic bearing changes immediately in proportion to the rotational speed of the spindle, and the axial length of the spindle also changes in a short time. Further, the width of change in the internal temperature of the hydraulic bearing differs depending on the variable rotational speed of the spindle and the outer diameter of the spindle in the bearing portion.
【0008】特公平8−345号公報に記載された従来
技術では、スピンドル外部を冷却する方法であるので、
回転数に応じて変化する軸受内部温度まで制御できな
い。よって精密にスピンドル軸方向の変位を抑制できな
い。In the prior art described in Japanese Patent Publication No. 8-345, a method of cooling the outside of the spindle is used.
It is not possible to control up to the bearing internal temperature, which changes according to the rotation speed. Therefore, displacement in the spindle axis direction cannot be precisely suppressed.
【0009】特開昭60−80544号公報に記載され
た従来技術では、スピンドルの周囲温度を、冷却液を用
いてスピンドルの回転数に応じて制御しているが、発熱
源である軸受部を間接的に制御しているため、応答性が
悪い。よってスピンドルの回転数を頻繁に変化させたよ
うな場合には短時間に変化するスピンドルの変位に対応
できず、変化が不安定になり悪影響を及ぼす惧れがあ
る。In the prior art described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 60-80544, the ambient temperature of the spindle is controlled in accordance with the rotation speed of the spindle by using a cooling liquid. Responsiveness is poor due to indirect control. Therefore, when the rotation speed of the spindle is frequently changed, it is not possible to cope with the spindle displacement that changes in a short time, and the change may become unstable and adversely affect.
【0010】特開平5−99227号公報に記載された
従来技術は、油圧軸受に供給する前の状態での軸受油の
温度を一定化することはできる。しかし、静圧軸受が軸
支するスピンドルの回転数を加工条件により変えた場合
における静圧軸受の温度変化を一定にするものではな
い。In the prior art described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-99227, the temperature of the bearing oil before supply to the hydraulic bearing can be kept constant. However, this does not make the temperature change of the hydrostatic bearing constant when the rotational speed of the spindle supported by the hydrostatic bearing is changed according to the processing conditions.
【0011】本発明の目的は、ワーク加工中におけるス
ピンドルの回転数の変化に拘らず油圧軸受及びスピンド
ルの温度を過小な許容範囲内に維持することである。An object of the present invention is to maintain the temperatures of the hydraulic bearing and the spindle within an excessively small allowable range irrespective of a change in the number of revolutions of the spindle during machining of the workpiece.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】請求項1記載の油圧軸受
の潤滑流体温度制御方法は、タンクに収容された潤滑流
体をスピンドルを軸支する油圧軸受に供給し、前記油圧
軸受から排出される前記潤滑流体を前記タンクに還流さ
せる油圧軸受の潤滑流体温度制御方法において、前記タ
ンク内の前記潤滑流体を設定された基準温度T1より低
い所望温度T0に維持し、前記油圧軸受から排出され前
記タンクに還流される前における前記潤滑流体の温度T
2を検出し、前記温度T2>前記所望温度T0を条件とし
て、検出された前記温度T2と前記基準温度T1とが等し
くなるように前記タンクより前記油圧軸受に供給される
前記潤滑流体の温度を調整する。According to a first aspect of the present invention, a lubricating fluid temperature control method for a hydraulic bearing supplies a lubricating fluid contained in a tank to a hydraulic bearing which supports a spindle and is discharged from the hydraulic bearing. in the lubricating fluid temperature control method of a hydraulic bearing for returning said lubricating fluid to the tank, maintaining the desired temperature T 0 lower than the reference temperature T 1 of which is set the lubricating fluid in the tank is discharged from the hydraulic bearing The temperature T of the lubricating fluid before being returned to the tank
2 under the condition that the temperature T 2 > the desired temperature T 0 , the lubrication supplied from the tank to the hydraulic bearing such that the detected temperature T 2 is equal to the reference temperature T 1. Adjust the temperature of the fluid.
【0013】したがって、油圧軸受内の潤滑流体の温度
はスピンドルの回転数によって変化するが、その変化す
る潤滑流体の温度に応じて、油圧軸受より排出される潤
滑流体の温度T2が基準温度T1と等しくなるように、タ
ンクより油圧軸受に供給する潤滑流体の温度を調整する
ことにより、油圧軸受及びスピンドル周辺の潤滑流体の
温度変化を過小に抑制することが可能となる。[0013] Thus, the temperature of the lubricating fluid in the hydraulic bearing is varied by the rotation speed of the spindle, but in accordance with the temperature of the lubricating fluid that changes, temperature T 2 is the reference temperature T of the lubricant fluid discharged from the hydraulic bearing By adjusting the temperature of the lubricating fluid supplied from the tank to the hydraulic bearing so as to be equal to 1 , it is possible to minimize the temperature change of the lubricating fluid around the hydraulic bearing and the spindle.
【0014】請求項2記載の油圧軸受の潤滑流体温度制
御方法は、請求項1記載の発明において、前記スピンド
ルを所定の回転数で所定時間回転させたときに前記油圧
軸受より排出された直後の検出された前記潤滑流体の前
記温度T2を前記基準温度T1として設定する。According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for controlling a lubricating fluid temperature of a hydraulic bearing according to the first aspect, wherein the spindle is rotated at a predetermined rotational speed for a predetermined period of time immediately after being discharged from the hydraulic bearing. to set the temperature T 2 of said detected lubricating fluid as the reference temperature T 1.
【0015】したがって、起動時にスピンドルを回転さ
せることにより、基準温度T1を自動的に設定すること
が可能となる。Therefore, the reference temperature T 1 can be automatically set by rotating the spindle at the time of starting.
【0016】請求項3記載の油圧軸受の潤滑流体温度制
御装置は、タンクに収容された潤滑流体をスピンドルを
軸支する油圧軸受に供給し、前記油圧軸受から排出され
る前記潤滑流体を前記タンクに還流させる油圧軸受の潤
滑流体温度制御装置において、基準温度T1を設定する
基準温度設定手段と、前記タンク内の前記潤滑流体の設
定温度を所望温度T0に設定するタンク内潤滑流体温度
設定手段と、前記タンク内の前記潤滑流体の温度Tを検
出するタンク内温度検出手段と、前記油圧軸受から排出
され前記タンクに還流される前における前記潤滑流体の
温度T2を検出する排出温度検出手段と、前記タンク内
温度検出手段により検出された前記温度Tに応じて前記
タンク内の前記潤滑流体を基準温度T1より低い所望温
度T0に冷却する冷却手段と、前記温度T2と前記基準温
度T1とが等しくなるまで前記タンクより前記油圧軸受
けに供給される前記潤滑流体の温度を調整する潤滑流体
温度調整手段とを備える。According to a third aspect of the present invention, there is provided the lubricating fluid temperature control device for a hydraulic bearing, wherein the lubricating fluid contained in the tank is supplied to a hydraulic bearing which supports a spindle, and the lubricating fluid discharged from the hydraulic bearing is supplied to the tank. In a lubricating fluid temperature control device for a hydraulic bearing to be recirculated, a reference temperature setting means for setting a reference temperature T 1 and a lubricating fluid temperature setting in a tank for setting a set temperature of the lubricating fluid in the tank to a desired temperature T 0. Means, an in-tank temperature detecting means for detecting a temperature T of the lubricating fluid in the tank, and a discharge temperature detection for detecting a temperature T 2 of the lubricating fluid before being discharged from the hydraulic bearing and returned to the tank. Means for cooling the lubricating fluid in the tank to a desired temperature T 0 lower than a reference temperature T 1 in accordance with the temperature T detected by the tank temperature detecting means. Comprising means and, a lubricant temperature adjusting means for adjusting the temperature of the lubricating fluid and the temperature T 2 and the reference temperature T 1 is supplied to the hydraulic bearing from the tank to become equal.
【0017】したがって、タンク内の潤滑流体は、タン
ク内温度検出手段により検出された温度Tに応じて冷却
手段により所望温度T0に冷却され、供給手段により油
圧軸受に供給されるときに、油圧軸受より排出された直
後の潤滑流体の温度T2が一定に維持されるように潤滑
流体温度調整手段により温度が調整される。油圧軸受か
ら排出された潤滑流体は排出温度検出手段により温度T
2が検出された後にタンクに還流され、タンク内で冷却
され所望温度T0となる。この潤滑流体の循環サイクル
において、油圧軸受に供給される潤滑流体の温度は、油
圧軸受から排出されるときの潤滑流体の温度T2が常に
一定となるように潤滑流体調整手段により調整される。
したがって、油圧軸受及びスピンドル周辺の潤滑流体の
温度はスピンドルの回転数によって変化するが、上記の
ように変化する潤滑流体の温度に応じて油圧軸受より排
出される潤滑流体の温度が基準温度T1と等しい温度T2
を維持するように油圧軸受に供給する温度が調整される
ことにより、油圧軸受及びスピンドル周辺の潤滑流体の
温度変化が過小に抑制される。Therefore, the lubricating fluid in the tank is cooled to a desired temperature T 0 by the cooling means in accordance with the temperature T detected by the tank temperature detecting means, and is supplied to the hydraulic bearing by the supply means. temperature is adjusted by the lubricant temperature adjusting means so that the temperature T 2 of the lubricating fluid immediately after being discharged from the bearing is maintained constant. The lubricating fluid discharged from the hydraulic bearing has a temperature T
After 2 is detected, the temperature is returned to the tank and cooled in the tank to reach the desired temperature T 0 . In the circulation cycle of the lubricating fluid, the temperature of the lubricating fluid supplied to the hydraulic bearings, the temperature T 2 of the lubricating fluid as it is discharged from the hydraulic bearing is always adjusted by the lubricating fluid regulating means to be constant.
Therefore, the temperature of the lubricating fluid around the hydraulic bearing and the spindle changes according to the rotation speed of the spindle, and the temperature of the lubricating fluid discharged from the hydraulic bearing is changed to the reference temperature T 1 according to the temperature of the lubricating fluid changing as described above. Temperature T 2 equal to
By adjusting the temperature supplied to the hydraulic bearing so as to maintain the condition, the temperature change of the lubricating fluid around the hydraulic bearing and the spindle is suppressed to an excessively small value.
【0018】請求項4記載の油圧軸受の潤滑流体温度制
御装置は、請求項3記載の発明において、前記基準温度
設定手段は、設定値を手動により入力する手動入力部か
らの入力値に基づいて前記基準温度T1を設定し、前記
タンク内潤滑流体温度設定手段は、設定値を手動により
入力する手動入力部からの入力値に基づいて前記所望温
度T0を設定する。According to a fourth aspect of the present invention, in the lubricating fluid temperature control device for a hydraulic bearing according to the third aspect of the present invention, the reference temperature setting means is based on an input value from a manual input section for manually inputting a set value. The reference temperature T 1 is set, and the tank lubricating fluid temperature setting means sets the desired temperature T 0 based on an input value from a manual input unit for manually inputting a set value.
【0019】したがって、基準温度T1及びタンク内の
潤滑流体の所望温度T0を変更可能に設定することが可
能となる。Therefore, the reference temperature T 1 and the desired temperature T 0 of the lubricating fluid in the tank can be set to be changeable.
【0020】[0020]
【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を図面に基
づいて説明する。図1において、1はスピンドルであ
る。スピンドル1には、先端付近に砥石(図示せず)を
装着するためのテーパー部2とフランジ3とが形成され
ている。このスピンドル1を囲む円筒軸4の内面には複
数のスリーブ5,6,7が固定的に嵌合されている。こ
れらのスリーブ5,6,7とスピンドル1との間には僅
かの隙間が形成され、スリーブ5,7とスピンドル1と
の隙間に潤滑流体としての潤滑油を所定の圧力をかけて
充填することで油圧軸受としての静圧軸受(ラジアル静
圧軸受)9が形成され、同様にスリーブ5,6の端面と
フランジ3の側面との隙間に潤滑油を充填することで油
圧軸受としての静圧軸受(スラスト静圧軸受)10が形
成される。円筒軸4には、静圧軸受9,10に潤滑油を
供給するための供給口11と、スピンドル1の回転によ
り温まった潤滑油を静圧軸受9,10から排出させるた
めの排出口12とが形成されている。スピンドル1は図
示しないモータにより駆動される。この例では研削盤の
スピンドル1として説明しているが、スピンドル1を軸
支する構造は他の工作機械のスピンドルを軸支する場合
にも適用される。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a spindle. The spindle 1 has a tapered portion 2 and a flange 3 for mounting a grindstone (not shown) near the tip. A plurality of sleeves 5, 6, 7 are fixedly fitted on the inner surface of the cylindrical shaft 4 surrounding the spindle 1. A slight gap is formed between the sleeves 5, 6, 7 and the spindle 1, and the gap between the sleeves 5, 7 and the spindle 1 is filled with lubricating oil as a lubricating fluid by applying a predetermined pressure. To form a hydrostatic bearing (radial hydrostatic bearing) 9 as a hydraulic bearing. Similarly, by filling a gap between the end surfaces of the sleeves 5 and 6 and the side surface of the flange 3 with lubricating oil, a hydrostatic bearing as a hydraulic bearing is formed. (Thrust hydrostatic bearing) 10 is formed. The cylindrical shaft 4 has a supply port 11 for supplying lubricating oil to the hydrostatic bearings 9 and 10, and a discharge port 12 for discharging lubricating oil warmed by rotation of the spindle 1 from the hydrostatic bearings 9 and 10. Are formed. The spindle 1 is driven by a motor (not shown). In this example, the spindle 1 of the grinding machine is described. However, the structure of supporting the spindle 1 is also applicable to the case of supporting the spindle of another machine tool.
【0021】図1に示すように、潤滑油を収容するタン
ク13には、潤滑油を撹拌する撹拌器14と、潤滑油の
温度に応じて出力が変化するタンク内温度センサ15と
が設けられている。タンク13の上部にはタンク13内
の潤滑油を冷却する冷却装置16が設けられている。こ
の冷却装置16は冷却した潤滑油をタンク13内で循環
させるパイプ16aを備えている。As shown in FIG. 1, a tank 13 containing lubricating oil is provided with a stirrer 14 for stirring lubricating oil and a tank temperature sensor 15 whose output changes in accordance with the temperature of the lubricating oil. ing. A cooling device 16 for cooling the lubricating oil in the tank 13 is provided above the tank 13. The cooling device 16 includes a pipe 16a for circulating the cooled lubricating oil in the tank 13.
【0022】タンク13と円筒軸4に形成された供給口
11とを接続する供給管路17には、潤滑油を供給する
ためのポンプ18と、バルブ19と、ヒータ20とが順
次接続されている。また、円筒軸4に形成された排出口
12とタンク13とを接続する還流管路21には、排出
口12から排出された直後の潤滑油の温度に対応して出
力が変化する排出温度センサ22が設けられている。A pump 18 for supplying lubricating oil, a valve 19 and a heater 20 are sequentially connected to a supply pipe 17 connecting the tank 13 and a supply port 11 formed in the cylindrical shaft 4. I have. Further, a return temperature sensor 21 whose output changes in accordance with the temperature of the lubricating oil immediately after being discharged from the discharge port 12 is provided in a return line 21 connecting the discharge port 12 formed in the cylindrical shaft 4 and the tank 13. 22 are provided.
【0023】ここで、図示しないマイクロコンピュータ
(以下、マイコンと称する)が設けられ、タンク内温度
センサ15の出力をマイコンで判断することにより、タ
ンク13内の潤滑油の温度Tを検出するタンク内温度検
出手段が実現される。また、排出温度センサ22の出力
をマイコンで判断することにより、静圧軸受9,10か
ら排出されタンク13に還流される前における潤滑油の
温度T2を検出する排出温度検出手段が実現される。Here, a microcomputer not shown (hereinafter referred to as a microcomputer) is provided, and the microcomputer determines the output of the tank temperature sensor 15 to detect the temperature T of the lubricating oil in the tank 13. A temperature detecting means is realized. Moreover, by determining the output of the exhaust temperature sensor 22 in the microcomputer, the discharge temperature detection means for detecting a temperature T 2 of the lubricating oil is achieved before being recirculated to the to the tank 13 discharged from the hydrostatic bearings 9, 10 .
【0024】そして、ヒータ20には油温制御装置23
が接続されている。この油温制御装置23は、基準温度
T1を設定する基準温度設定手段としての手動入力部
(図示せず)を備え、排出温度センサ22の出力に応じ
てヒータ20をON/OFFさせる。すなわち、ヒータ
20と油温制御装置23とにより潤滑流体温度調整手段
が実現される。この潤滑流体調整手段は、ポンプ18に
より静圧軸受9,10に供給される潤滑油の温度を、静
圧軸受9,10より排出された潤滑油の温度が基準温度
T1と等しいT2になるように加熱調整する。The heater 20 has an oil temperature controller 23
Is connected. The oil temperature control device 23 includes a manual input unit (not shown) as a reference temperature setting unit for setting the reference temperature T 1 , and turns on / off the heater 20 according to the output of the discharge temperature sensor 22. That is, the lubricating fluid temperature adjusting means is realized by the heater 20 and the oil temperature control device 23. The lubricating fluid adjusting means adjusts the temperature of the lubricating oil supplied to the hydrostatic bearings 9 and 10 by the pump 18 to T2 where the temperature of the lubricating oil discharged from the hydrostatic bearings 9 and 10 is equal to the reference temperature T1. Adjust heating.
【0025】本実施の形態において、基準温度T1はス
ピンドルを含む工作機械が据え付けられる室温と略同等
である。In this embodiment, the reference temperature T 1 is substantially equal to the room temperature at which the machine tool including the spindle is installed.
【0026】また、冷却装置16は、タンク内温度セン
サ15の出力を基に検出されたタンク13内の潤滑油の
温度Tに応じて、そのタンク13内の潤滑油を基準温度
T1より低い温度に冷却する。具体的には、基準温度T1
より低い所望温度T0を設定するタンク内潤滑流体温度
設定手段としての手動入力部(図示せず)を備え、タン
ク13内の潤滑油の温度TがT0になるように駆動/停
止の制御を行う。この場合、設定する所望温度T0は基
準温度T1よりも約10℃低い温度、例えば室温が25
℃のときは15℃程度が望ましい。The cooling device 16 lowers the lubricating oil in the tank 13 below the reference temperature T 1 according to the lubricating oil temperature T in the tank 13 detected based on the output of the in-tank temperature sensor 15. Cool to temperature. Specifically, the reference temperature T 1
A manual input unit (not shown) is provided as an in-tank lubricating fluid temperature setting unit for setting a lower desired temperature T 0 , and drive / stop control is performed so that the temperature T of the lubricating oil in the tank 13 becomes T 0. I do. In this case, the desired temperature T 0 to be set is about 10 ° C. lower than the reference temperature T 1 , for example, when the room temperature is 25 ° C.
In the case of ° C, about 15 ° C is desirable.
【0027】このような構成において、研削盤を始動さ
せてスピンドル1を回転させるとともに、冷却装置16
及び油温制御装置23を始動させ、ポンプ18を駆動し
た後に、冷却装置16の冷却処理及び油温制御装置23
の温度制御処理が実行される。In such a configuration, the grinding machine is started to rotate the spindle 1 and the cooling device 16
And after starting the oil temperature control device 23 and driving the pump 18, the cooling process of the cooling device 16 and the oil temperature control device 23
Is performed.
【0028】まず、図2を参照し冷却処理について説明
する。タンク13内の潤滑油の所望温度T0は予め設定
されているものとする。所望温度(冷却温度)T0が設
定されている場合には(S1のY)、タンク内温度セン
サ15の出力を基にしてタンク13内の潤滑油の温度T
を検出する(S2)。続いて、設定した所望温度T0と
検出した温度Tとを比較し(S3)、T0≧Tであれば
(S3のY)、冷却装置16を停止させ(S4)、T0
≧Tでなければ(S3のN)、冷却装置16を駆動し
(S5)、ステップS2〜ステップS5の処理を繰り返
すことにより、タンク13内の潤滑油の温度Tを基準温
度T1より低いT0に冷却する。First, the cooling process will be described with reference to FIG. It is assumed that the desired temperature T 0 of the lubricating oil in the tank 13 is set in advance. If the desired temperature (cooling temperature) T 0 is set (Y in S1), the temperature T of the lubricating oil in the tank 13 is determined based on the output of the tank temperature sensor 15.
Is detected (S2). Subsequently, the set desired temperature T 0 is compared with the detected temperature T (S3). If T 0 ≧ T (Y in S3), the cooling device 16 is stopped (S4), and T 0 is set.
≧ T Otherwise (S3 of N), and drives the cooling unit 16 (S5), by repeating the processing of steps S2~ step S5, lower than the reference temperature T 1 of the temperature T of the lubricant oil in the tank 13 T Cool to 0 .
【0029】このように冷却された潤滑油はポンプ18
により静圧軸受9,10に向けて供給されるが、その途
中で油温制御装置23によって駆動されるヒータ20で
加温される。静圧軸受9,10に供給された潤滑油は排
出口12から排出され、排出温度センサ22を通りタン
ク13に還流される。このときに、排出温度センサ22
の出力を基に静圧軸受9,10周辺の潤滑油の温度T2
が検出される。The lubricating oil thus cooled is supplied to the pump 18
, Are supplied to the hydrostatic bearings 9 and 10, but are heated by a heater 20 driven by an oil temperature control device 23 on the way. The lubricating oil supplied to the hydrostatic bearings 9 and 10 is discharged from the discharge port 12 and returned to the tank 13 through the discharge temperature sensor 22. At this time, the discharge temperature sensor 22
Temperature T 2 of the lubricating oil around the hydrostatic bearings 9 and 10 based on the output of
Is detected.
【0030】次に、図3を参照して温度制御処理につい
て説明する。基準温度T1は予め設定されているものと
する。基準温度T1が設定されている場合には(S11
のY)、上記のように静圧軸受9,10の排出側の潤滑
油の温度T2を検出する(S12)。続いて、基準温度
T1と検出した温度T2とを比較する(S13)。T2≧
T1であれば(S13のY)、ヒータ20をOFFにし
(S14)、T2≧T1でなければ(S13のN)、ヒー
タ20をONにし(S15)、ステップS12〜ステッ
プS15の処理を繰り返すことにより、基準温度T1と
静圧軸受9,10周辺の潤滑油の温度T2とが等しくな
るように、静圧軸受9,10に供給する前の潤滑油の温
度を調整する。Next, the temperature control process will be described with reference to FIG. Reference temperatures T 1 is assumed to be preset. If the reference temperature T 1 is set (S11
Of Y), the detected temperature T 2 of the discharge side of the lubricating oil of the hydrostatic bearing 9, 10 as described above (S12). Then, comparing the temperature T 2 detected with the reference temperature T 1 (S13). T 2 ≧
If T1 (S13 of Y), the OFF the heater 20 (S14), if not T 2 ≧ T 1 (S13 of N), it turns ON the heater 20 (S15), the processing of step S12~ step S15 By repeating this, the temperature of the lubricating oil before being supplied to the hydrostatic bearings 9 and 10 is adjusted so that the reference temperature T 1 and the temperature T 2 of the lubricating oil around the hydrostatic bearings 9 and 10 become equal.
【0031】ここで、図2において、ステップS1〜ス
テップS5は、タンク13で検出された温度Tに応じて
タンク13内の潤滑油を基準温度T1より低い所望温度
T0に冷却する冷却手段に相当する。また、ステップS
2はタンク13内の潤滑油の温度Tを検出するタンク内
温度検出手段に相当する。Here, in FIG. 2, steps S1 to S5 are cooling means for cooling the lubricating oil in the tank 13 to a desired temperature T 0 lower than the reference temperature T 1 according to the temperature T detected in the tank 13. Is equivalent to Step S
Reference numeral 2 corresponds to an in-tank temperature detecting means for detecting the temperature T of the lubricating oil in the tank 13.
【0032】図3において、ステップS12は、静圧軸
受9,10から排出されタンク13に還流される前にお
ける潤滑油の温度T2を検出する排出温度検出手段に相
当する。また、ステップS11〜ステップS15は、温
度T2と基準温度T1とが等しくなるまでポンプ18と静
圧軸受9,10との間を流れる潤滑油の温度を調整する
潤滑流体温度調整手段に相当する。[0032] In FIG. 3, step S12 corresponds to the discharge temperature detection means for detecting a temperature T 2 of the lubricating oil before being recirculated to the to the tank 13 discharged from the hydrostatic bearings 9,10. Further, step S11~ step S15, corresponds to the lubricating fluid temperature adjusting means for adjusting the temperature of the lubricating oil flowing between the pump 18 and the hydrostatic bearing 9, 10 until the temperature T 2 and the reference temperature T 1 of equal I do.
【0033】以上のように、タンク13に収容された潤
滑油を設定された基準温度T1(例えば室温の25℃)
より低い温度T0(例えば15℃)に冷却し、静圧軸受
9,10から排出されタンク13に還流される前におけ
る潤滑油の温度T2を検出し、検出された温度T2と基準
温度T1(25℃)とが等しくなるようにタンク13と
静圧軸受9,10との間において、静圧軸受9,10よ
り排出された潤滑油の温度が基準T1と等しいT2を保
つように、静圧軸受9,10に供給する潤滑油の温度を
ヒータ20のON/OFFによって調整することによ
り、スピンドル1の回転数が変化しても、静圧軸受9,
10及びスピンドル1周辺の潤滑油の温度変化が過小に
抑制される。As described above, the reference temperature T 1 (for example, room temperature of 25 ° C.) is set for the lubricating oil stored in the tank 13.
The lubricating oil is cooled to a lower temperature T 0 (for example, 15 ° C.), the lubricating oil temperature T 2 before being discharged from the hydrostatic bearings 9 and 10 and returned to the tank 13 is detected, and the detected temperature T 2 and the reference temperature are detected. The temperature of the lubricating oil discharged from the hydrostatic bearings 9, 10 is maintained at T2 between the tank 13 and the hydrostatic bearings 9, 10 so that T 1 (25 ° C.) becomes equal to the reference T1. By adjusting the temperature of the lubricating oil supplied to the static pressure bearings 9 and 10 by ON / OFF of the heater 20, even if the rotation speed of the spindle 1 changes, the static pressure bearings 9 and 10 are changed.
Temperature changes of the lubricating oil around the spindle 10 and the spindle 1 are suppressed to be too small.
【0034】このように、静圧軸受9,10より排出さ
れる潤滑油の温度T2に応じて静圧軸受9,10に供給
する潤滑油の温度を調整することによる効果を実験によ
り示す。図4はその実験結果である。この実験は、スピ
ンドル1を2400rpm(30分)と800rpm
(15分)とで回転数を繰り返し変えて回転させ、その
ときの熱の変化によるスピンドル1の長さ変化と、静圧
軸受9,10から排出される潤滑油の検出温度T2とを
実測する。The effect of adjusting the temperature of the lubricating oil supplied to the hydrostatic bearings 9 and 10 according to the temperature T 2 of the lubricating oil discharged from the hydrostatic bearings 9 and 10 will be shown by experiments. FIG. 4 shows the experimental results. In this experiment, the spindle 1 was set at 2400 rpm (30 minutes) and 800 rpm.
(15 minutes), the rotation speed is repeatedly changed, and rotation is performed. At that time, a change in the length of the spindle 1 due to a change in heat and a detected temperature T 2 of the lubricating oil discharged from the hydrostatic bearings 9 and 10 are measured. I do.
【0035】この結果、回転数を2400rpmから8
00rpmに下げたときに検出した潤滑油の温度T2が
下がり、T1とT2との差によりヒータ20で潤滑油を加
温することで温度T2が上昇し、この上昇の状態をT2の
温度検出により認識し、ヒータ20をOFFにすること
でT2は再び下がる。このように、スピンドル1の回転
数が変わることにより静圧軸受9,10及びスピンドル
1周辺の温度T2は変化するが、その温度変化に応じて
直ちにヒータ20をON,OFF制御することにより、
静圧軸受9,10及びスピンドル1周辺の温度を25℃
±1℃の過小な範囲に維持することができる。これによ
り、スピンドル1の長さの変化を1μm程度の過小な範
囲に維持することができる。図4は基準温度T1を25
℃に設定したときの実験結果である。As a result, the rotational speed is increased from 2400 rpm to 8
The temperature T 2 of the detected lubricating oil decreases when lowered to rpm, temperature T 2 is increased by warming the lubricant oil in the heater 20 by the difference T 1 and T 2, the state of this increase T recognized by the second temperature detection, T 2 is lowered again by the heater 20 to OFF. As described above, the temperature T 2 around the hydrostatic bearings 9 and 10 and the spindle 1 changes as the rotation speed of the spindle 1 changes, but the heater 20 is immediately turned on and off in accordance with the temperature change.
The temperature around the hydrostatic bearings 9 and 10 and the spindle 1 is 25 ° C
It can be maintained in a small range of ± 1 ° C. Thus, the change in the length of the spindle 1 can be maintained in an extremely small range of about 1 μm. FIG. 4 shows that the reference temperature T 1 is 25.
It is an experimental result at the time of setting to ° C.
【0036】これに対し、静圧軸受9,10から排出さ
れた潤滑油の温度T2を検出しないで、単に静圧軸受
9,10に供給する前の潤滑油の温度を一定にする場合
の実験結果を図5に示す。スピンドル1の回転数及び回
転時間は図4の場合と同様である。この実験では、静圧
軸受9,10から排出された潤滑油の温度T2の変化は
3〜4℃と大きく、スピンドル1の長さは約3μmと大
きいことが確認された。[0036] In contrast, without detecting the temperature T 2 of the lubricating oil discharged from the hydrostatic bearings 9 and 10, just in the case of a constant temperature of the lubricating oil before being fed to the hydrostatic bearings 9, 10 The experimental results are shown in FIG. The number of rotations and the rotation time of the spindle 1 are the same as those in FIG. In this experiment, it was confirmed that the change in the temperature T 2 of the lubricating oil discharged from the hydrostatic bearings 9 and 10 was as large as 3 to 4 ° C., and the length of the spindle 1 was as large as about 3 μm.
【0037】なお、上記の実験におけるスピンドル1の
回転数は、ワークを研削するときの2400rpm、及
びスピンドル1に装着した砥石をドレッシングするとき
の800rpmである。従来の場合(図5の場合)は、
ドレッシングからワーク研削に移行した直後にスピンド
ル1が熱の上昇により3μm以上も伸張するのでワーク
の寸法精度を許容値内に抑えることが難しい。これに対
し、本実施の形態(図4の場合)は、スピンドル1の長
さの変化が約1μmであるので、ドレッシングからワー
ク研削に移行した直後にスピンドル1が熱の上昇により
伸張する期間があってもワークの寸法精度に対する影響
は問題ない。The rotation speed of the spindle 1 in the above experiment was 2400 rpm for grinding the work and 800 rpm for dressing the grindstone mounted on the spindle 1. In the conventional case (in the case of FIG. 5),
Immediately after the transition from dressing to work grinding, the spindle 1 expands by 3 μm or more due to an increase in heat, so it is difficult to keep the dimensional accuracy of the work within an allowable value. On the other hand, in the present embodiment (in the case of FIG. 4), since the change in the length of the spindle 1 is about 1 μm, the period in which the spindle 1 expands due to an increase in heat immediately after shifting from dressing to work grinding. Even if it does, there is no problem on the dimensional accuracy of the work.
【0038】この例では、スピンドル1の回転数はワー
ク研削とドレッシングとで変えているが、ワークの研削
精度、ワークの材質等によりスピンドル1の回転数を変
える場合もある。In this example, the number of revolutions of the spindle 1 is changed between the work grinding and the dressing. However, the number of revolutions of the spindle 1 may be changed depending on the grinding accuracy of the work, the material of the work and the like.
【0039】なお、本実施の形態における基準温度設定
手段は、T1の設定値を手動により入力する手動入力部
を備えるので、基準温度T1を変更可能に設定すること
ができる。[0039] The reference temperature setting means in the present embodiment, since includes a manual input unit for inputting manually a setting value of T 1, can be changeably set the reference temperature T 1.
【0040】或いは、基準温度設定手段は、スピンドル
1を所定の回転数で所定時間回転させたときに検出され
た潤滑油の温度T2を基準温度T1として設定するように
してもよい。例えば図4の場合で考えると、スピンドル
1を2400rpmでしか回転させない単能機として使
用する研削盤の場合、暖機運転のために2400rpm
の回転数でスピンドル1を一定時間回転させ、このとき
に検出された温度T2を基準温度T1とすることにより、
基準温度T1を自動的に設定することができる。[0040] Alternatively, the reference temperature setting means may set the temperature T 2 of the lubricant oil detected when rotating a predetermined time of the spindle 1 at a predetermined rotational speed as the reference temperature T 1. For example, considering the case of FIG. 4, in the case of a grinding machine used as a single-purpose machine that rotates the spindle 1 only at 2400 rpm, 2400 rpm is used for warm-up operation.
Rotate certain time the spindle 1 at speed, by the temperature T 2 detected at this time as a reference temperature T 1,
A reference temperature T 1 of can be automatically set.
【0041】なお、本実施の形態における油圧軸受は静
圧軸受9,10を例として示したが、本発明は動圧軸受
にも利用できることはもちろんである。Although the hydraulic bearings in the present embodiment have been described by taking the hydrostatic bearings 9 and 10 as an example, it goes without saying that the present invention can also be used for dynamic pressure bearings.
【0042】[0042]
【発明の効果】請求項1及び請求項3記載の発明によれ
ば、タンク内の潤滑流体を設定された基準温度T1より
低い所望温度T0に冷却し、油圧軸受から排出されタン
クに還流される前における潤滑流体の温度T2を検出
し、検出された温度T2が略一定の温度を保つように油
圧軸受に供給する潤滑流体の温度を調整するように構成
したので、油圧軸受及びスピンドル周辺の潤滑流体の温
度変化を過小に抑制することができる。これにより、熱
変化によるスピンドルの寸法変化を抑制し、ワークの加
工精度を高めることができる。Effects of the Invention According to the invention of claim 1 and claim 3, wherein, cooled to a desired temperature T 0 lower than the reference temperature T 1 of which is set the lubricating fluid in the tank, circulated to the tank is discharged from the hydraulic bearing The temperature T 2 of the lubricating fluid before being detected is detected, and the temperature of the lubricating fluid supplied to the hydraulic bearing is adjusted so that the detected temperature T 2 maintains a substantially constant temperature. The temperature change of the lubricating fluid around the spindle can be suppressed to an excessively small value. Thereby, the dimensional change of the spindle due to the heat change can be suppressed, and the processing accuracy of the work can be increased.
【0043】請求項2記載の発明によれば、基準温度設
定手段は、スピンドルを所定の回転数で所定時間回転さ
せたときに検出された潤滑流体の温度T2を基準温度T1
として設定することにより、基準温度T1を自動的に設
定することができる。According to the second aspect of the present invention, the reference temperature setting means converts the lubricating fluid temperature T 2 detected when the spindle is rotated at a predetermined rotation speed for a predetermined time to the reference temperature T 1.
By setting as the reference temperature T 1 of it can be automatically set.
【0044】請求項4記載の発明によれば、設定値を手
動により入力する手動入力部からの入力値に基づいて基
準温度T1及びタンク内の潤滑流体の所望温度T0を設定
するので、基準温度T1及び所望温度T0を変更可能に設
定することができる。According to the fourth aspect of the present invention, the reference temperature T 1 and the desired temperature T 0 of the lubricating fluid in the tank are set based on the input value from the manual input section for manually inputting the set value. The reference temperature T 1 and the desired temperature T 0 can be set to be changeable.
【図1】本発明の一実施の形態を示すもので、油圧軸受
を断面にして潤滑油の循環経路を示す説明図である。FIG. 1, showing an embodiment of the present invention, is an explanatory view showing a circulation path of lubricating oil with a hydraulic bearing in cross section.
【図2】冷却装置の冷却処理を示すフローチャートであ
る。FIG. 2 is a flowchart illustrating a cooling process of a cooling device.
【図3】油温制御装置の温度制御処理を示すフローチャ
ートである。FIG. 3 is a flowchart showing a temperature control process of an oil temperature control device.
【図4】スピンドルの回転数の変化に対する潤滑油の温
度変化及スピンドルの長さ変化を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing a change in lubricating oil temperature and a change in spindle length with respect to a change in spindle rotation speed.
【図5】従来技術における、スピンドルの回転数の変化
に対する潤滑油の温度変化及スピンドルの長さ変化を示
すグラフである。FIG. 5 is a graph showing a change in lubricating oil temperature and a change in spindle length with respect to a change in the number of revolutions of the spindle in the prior art.
1 スピンドル 9,10 油圧軸受 13 タンク S1〜S5 冷却手段 S2 タンク内温度検出手段 S11〜S15 潤滑流体温度調整手段 S12 排出温度検出手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Spindle 9,10 Hydraulic bearing 13 Tank S1-S5 Cooling means S2 Tank temperature detecting means S11-S15 Lubricating fluid temperature adjusting means S12 Discharge temperature detecting means
Claims (4)
ルを軸支する油圧軸受に供給し、前記油圧軸受から排出
される前記潤滑流体を前記タンクに還流させる油圧軸受
の潤滑流体温度制御方法において、 前記タンク内の前記潤滑流体を設定された基準温度T1
より低い所望温度T0に維持し、 前記油圧軸受から排出され前記タンクに還流される前に
おける前記潤滑流体の温度T2を検出し、 前記温度T2>前記所望温度T0を条件として、検出され
た前記温度T2と前記基準温度T1とが等しくなるように
前記タンクより前記油圧軸受に供給される前記潤滑流体
の温度を調整することを特徴とする油圧軸受の潤滑流体
温度制御方法。1. A lubricating fluid temperature control method for a hydraulic bearing, wherein a lubricating fluid contained in a tank is supplied to a hydraulic bearing that supports a spindle, and the lubricating fluid discharged from the hydraulic bearing is returned to the tank. A reference temperature T 1 at which the lubricating fluid in the tank is set.
Maintaining the lower desired temperature T 0 , detecting the temperature T 2 of the lubricating fluid before it is discharged from the hydraulic bearing and returned to the tank, and is detected on condition that the temperature T 2 > the desired temperature T 0. has been the temperature T 2 and the reference temperature T 1 of the lubricating fluid temperature control method of a hydraulic bearing, characterized by adjusting the temperature of the lubricating fluid supplied to the hydraulic bearing from the tank to be equal.
間回転させたときに前記油圧軸受より排出された直後の
検出された前記潤滑流体の前記温度T2を前記基準温度
T1として設定することを特徴とする請求項1記載の油圧
軸受の潤滑流体温度制御方法。Wherein setting the temperature T 2 of said immediately after being discharged from the hydraulic bearing detected the lubricating fluid when rotating a predetermined time said spindle at a predetermined rotational speed as the reference temperature T 1 of 2. The method for controlling lubricating fluid temperature of a hydraulic bearing according to claim 1, wherein:
ルを軸支する油圧軸受に供給し、前記油圧軸受から排出
される前記潤滑流体を前記タンクに還流させる油圧軸受
の潤滑流体温度制御装置において、 基準温度T1を設定する基準温度設定手段と、 前記タンク内の前記潤滑流体の設定温度を所望温度T0
に設定するタンク内潤滑流体温度設定手段と、 前記タンク内の前記潤滑流体の温度Tを検出するタンク
内温度検出手段と、 前記油圧軸受から排出され前記タンクに還流される前に
おける前記潤滑流体の温度T2を検出する排出温度検出
手段と、 前記タンク内温度検出手段により検出された前記温度T
に応じて前記タンク内の前記潤滑流体を前記基準温度T
1より低い所望温度T0に冷却する冷却手段と、 前記温度T2と前記基準温度T1とが等しくなるまで前記
タンクより前記油圧軸受けに供給される前記潤滑流体の
温度を調整する潤滑流体温度調整手段と、を備えること
を特徴とする油圧軸受の潤滑流体温度制御装置。3. A lubricating fluid temperature control device for a hydraulic bearing, wherein a lubricating fluid contained in a tank is supplied to a hydraulic bearing that supports a spindle, and the lubricating fluid discharged from the hydraulic bearing is returned to the tank. A reference temperature setting means for setting a reference temperature T 1; and a set temperature of the lubricating fluid in the tank to a desired temperature T 0.
A tank lubricating fluid temperature setting means for setting the temperature of the lubricating fluid in the tank; a tank temperature detecting means for detecting a temperature T of the lubricating fluid in the tank; and a lubricating fluid discharged from the hydraulic bearing and returned to the tank. a discharge temperature detection means for detecting a temperature T 2, the temperature T detected by the tank temperature detecting means
The lubricating fluid in the tank according to the reference temperature T
Lubricating fluid temperature adjusting a cooling means for cooling the desired temperature T 0 lower than 1, the temperature of the lubricating fluid and the temperature T 2 and the reference temperature T 1 is supplied to the hydraulic bearing from said tank to equal Adjusting means for controlling the lubricating fluid temperature of the hydraulic bearing.
により入力する手動入力部からの入力値に基づいて前記
基準温度T1を設定し、前記タンク内潤滑流体温度設定
手段は、設定値を手動により入力する手動入力部からの
入力値に基づいて前記所望温度T0を設定することを特
徴とする請求項3記載の油圧軸受の潤滑流体温度制御装
置。4. The reference temperature setting means sets the reference temperature T 1 based on an input value from a manual input section for manually inputting a set value, and the tank lubricating fluid temperature setting means sets the reference value. 3. hydraulic bearing lubricating fluid temperature control device, wherein the setting the desired temperature T 0 on the basis of the input values from the manual input unit for inputting manually a.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11232588A JP2001059521A (en) | 1999-08-19 | 1999-08-19 | Method for controlling lubricating fluid temperature of hydraulic bearing and device therefor |
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Publication Number | Publication Date |
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JP (1) | JP2001059521A (en) |
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1999
- 1999-08-19 JP JP11232588A patent/JP2001059521A/en active Pending
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