冷却液质量检测系统以及冷却液管理系统的制作方法

本发明涉及一种冷却液质量检测系统，对金属加工装置中的加工工具的冷却液的供给流路的温度、浓度、杂质量、压力等进行测量，并将其无线发送到外部。

背景技术：

在切削装置等中，虽然加工过程中的工具冷却对产品的加工精度、产量、工具寿命等具有极大地影响，但处于不对每个装置、工具、加工进行冷却油的温度的测量，而只依靠现场的工作人员的经验法则的状况。

与此相对，在高精度的加工现场中，作为切削工具等的附加附属品提供了对冷却油进行冷却的冷却液冷却装置。然而，由于形状大且价格昂贵，因而尚未广泛地普及到现场，导入时，加工品的成本也随之提高。此外，在传统的冷却液冷却装置的情况下，只能在冷却油制造商指定的标准的阈值/使用条件下进行管理(浓度、ph、交换频度、推荐交换时期等)，对于每个现场中的加工部品或工具的寿命没能发挥最佳性能。

因此，在每种加工条件、各加工装置中使用各种类型的冷却液进行实际加工时，对于定量评估其质量的系统的社会/潜在需求已增加。此外，该需求不仅在切削装置、研磨装置、车床装置，而且在有效地利用冷却液的锻造装置、铸造装置等广泛的对金属进行加工的所有装置中成为今后所需求的技术课题。这件事情在即将到来的iot社会中，鉴于预料将会需要对各工厂内的设备/周边原材料的横断地/集中管理的状况，也成为需要解决的技术课题。

申请人提倡近年来在加工装置中的各加工工具的加工过程中的测量评估技术(参照专利文献1、2)。作为该领域的领跑者，被定位为本领域的技术人员，作出了与这些技术密切相关并能够组合发展的本发明。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开wo2015-022967号专利公报

专利文献2：国际公开wo2016-111336号专利公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

本发明是鉴于上述情况而作出的，目的为提供一种冷却液质量检测系统，对金属加工装置的加工工具的冷却液的供给流路的温度、浓度、杂质量等进行测量，并将其无线发送到外部。

用于解决问题的手段

本发明提供一种冷却液质量检测系统，其特征在于，具备温度测量装置，上述温度测量装置在冷却液的供给流路中在每一预定时间至少对温度进行测量并检测出其变化，上述冷却液在金属加工装置工作过程中对加工工具进行冷却，

上述冷却液质量检测系统对上述冷却液的测量信息的变化进行追踪和评估，上述测量信息至少包括由上述温度测量装置测量的温度信息。

而且，优选的是，本发明的冷却液质量检测系统具备浓度测量装置，上述浓度测量装置在金属加工装置的工作过程中在冷却液的供给流路中在每一预定日期和时间或每一预定期间对该流路的冷却液进行收集并进行浓度测量，对包括浓度变化在内的情况进行追踪和评估，其中，上述冷却液用于对加工工具进行冷却，

至少对由上述浓度测量装置测量的上述冷却液的浓度信息的变化进行检测。

本冷却液质量检测系统在金属加工装置的工作过程中在每一预定时间(例如，每天上午和下午的预定时的定期监测)对冷却液的温度进行测量，同时也能够定期测量其浓度。申请人通过定期测量是否保持着冷却液的性能，且将其经时变化所导致的性能劣化作为数值数据进行客观的检测，从而提出了能够定量判断的方法，而不是到目前为止的仅依靠冷却液制造商规格化的标准或工作人员的经验法则的模糊的判断。而且，还有利于作为冷却液的质量判断的必须要素来关注冷却液的浓度变化，并通过考虑该浓度变化和上述温度变化，将其作为判断因素。即，传统上，冷却液制造商仅提供原液，而让使用者进行稀释是最常见的方式，但由于没有关注由各加工装置或环境因素导致的继时性的浓度变化、或每个工作人员进行的稀释方法，因而实际上具有现场情况，即，浓度不能保持制造商指定的状态，因此，申请人知晓到这一点，作为保持金属加工装置的冷却性能的必要条件提出了该方案。因此，根据本系统，能够避免迄今为止尚未关注到的冷却液的继时性的劣化引起的工具的疲劳、破损等，进而避免被加工物的加工精度的降低、产品的产量的降低。此外，通过将其数据化，能够进行稳定的评估和管理。

另外，金属加工装置具有切削装置、车床装置、研磨装置、摩擦搅拌焊接装置等的机床、锻造装置、滚压装置、铸造装置等，还能够广泛地有效利用于这些装置的冷却液的质量检测。

而且，具备向外部无线发送各种测量信息的发送装置也是有效的，上述各种测量信息包括由上述温度测量装置测量的温度信息和由浓度测量装置测量的浓度信息。

另外，优选的是，不间断地实时地进行温度测量装置的温度测量，并监测其温度信息。此外，与温度测量一样，可以不间断地实施地监测浓度测量装置的浓度测量，或在每一预定时间(每一日期和时间或每一预定期间间隔)进行。

如上所述，通过在金属加工装置的工作过程中向外部无线发送温度信息等的测量信息，可以利用外部的显示/分析装置实时地检测/评估包括其变化在内的信息，并且，还能够迅速地对应加工装置的工作过程中的异常。与此同时，可以对多个金属加工装置均进行通过冷却液质量检测系统的测量信息的收集，伴随近年来的iot社会的发展，还可以推进能够定量地评估加工装置的系统的构筑。此时，由于从每个加工装置通过无线向外部发送测量信息进行集中的监测，因而在测量多个加工装置的情况下也可以减少测量现场中的配线数量。另外，在锻造装置或滚压装置等中，出于安全原因，难以在装置附近进行监测，因此，从这个意义来讲，本系统的优点还在于能够无线发送测量信息，并在远程位置进行监测。特别是作为一个企业体，关于跨越多个工厂的金属加工机械的冷却液的统一管理、跨越多个企业的金属加工机械的冷却液的管理上，也可以有效地利用近年来的cloud型数据库来收集有时是在严酷的条件、有时是在良好的条件等的各种使用条件下所暴露的冷却液的逐次信息，通过俯瞰使用条件和金属加工的质量、后面将要说明的腐败的发生之类的事象和收集数据，确信通过大数据的处理形式广泛地实施关联，可以有助于防止冷却液的更换时期的错误，并提高加工产品的产量。

作为具体示例1，上述温度测量装置对上述冷却液的储存容器内的温度或从金属加工装置向上述储存容器内排出上述冷却液的流路内的温度进行测量，或者，对从上述储存容器到用于向金属加工装置内供给上述冷却液的泵的输出侧为止的流路内的温度进行测量，上述冷却液的测量信息的变化还可以检测由上述温度测量装置测量的温度的经时变化。

温度测量装置，在对从冷却液的储存容器到用于向金属加工装置内供给所述冷却液的泵的输出侧的流路的温度进行测量的情况下、在对用于向加工装置供给冷却液的从泵输出之后的冷却液的温度进行测量的情况下，可以对实际提供到加工现场的冷却液的温度进行测量，此外，配合泵性能，与利用向溢流阀迂回冷却液的多余部分的流路的情况的兼容性良好。

此外，在上述温度测量装置对上述冷却液的储存容器内或从金属加工装置向该储存容器内排出上述冷却液的流路内的温度进行测量的情况下，由于冷却液的储存容器(所谓的冷却液罐等)是原本进行冷却液的添加等的地方，因而易于连接，此外，由于现有的外置冷却装置也吸引冷却液罐的储存液，因而外置冷却装置和本系统容易并用，

当将本系统添加到现有的加工装置时，变得特别容易导入，因而关联到市场扩大。以这种方式，如果对现有系统的导入取得进展，则变得更容易反馈更多数据，因此，可以期待与成为根据温度变化的冷却液的评估标准的大数据的收集关联，并这在这一点也是有利的。

作为具体示例2，上述温度测量装置对从把持加工工具的主轴侧向该加工工具供给冷却液的流路的冷却液的温度进行测量，上述冷却液的测量信息的变化可以检测由上述温度测量装置测量的温度的经时变化。

此外，从主轴侧向该加工工具供给冷却液的流路可以考虑，例如，从加工装置的主轴的下端向加工工具直接排放冷却液的流路、或者，与主轴内的流路连通的通过加工工具内的贯通孔或一半贯通孔使冷却液到达加工工具的顶端的流路。

作为具体示例3，上述冷却液测量装置对向喷射装置供给冷却液的流路的冷却液的温度进行测量，上述喷射装置从外部向加工工具喷射冷却液，上述冷却液的测量信息的变化还可以检测由上述温度测量装置测量的温度的经时变化。

在具体示例2、3中，通过直接测量成为冷却对象的流到金属加工装置的加工工具的冷却液，可以对直接影响加工精度等的加工点处的温度进行评估。

上述记载的温度测量装置中，还可以通过组合由多个温度测量装置测量的温度信息来检测其温度变化的差异。例如，如上述具体示例1所示，上述温度测量装置在对上述冷却液的储存容器内或从金属加工装置向该储存容器内排出上述冷却液的流路内的温度、以及从该储存容器到用于向金属加工装置内供给上述冷却液的泵的输出侧的流路内的温度进行测量的情况下，通过由上述温度测量装置测量的温度的差分或其经时变化来检测上述冷却液的测量信息的变化。

此外，如上述具体示例2所示，上述温度测量装置对从把持加工工具的主轴侧经由该加工工具的内部向加工工具该加工工具的顶端供给冷却液的流路的冷却液的温度、以及从该主轴侧向该加工工具的顶端排放冷却液的流路的冷却液的温度进行测量的情况下，

或者，如上述具体示例3所示，上述温度测量装置对从把持上述加工工具的主轴侧向该加工工具供给冷却液的流路的冷却液的温度或向喷射装置供给冷却液的流路的冷却液的温度、以及上述冷却液的储存容器内的温度或从金属加工装置向该储存容器内排出上述冷却液的流路的流路内的温度进行测量的情况下，上述喷射装置从外部向上述加工工具喷射冷却液，

可以通过由上述温度测量装置测量的温度的差分或其经时变化检测上述冷却液的测量信息的变化。

另外，通过组合多个位置处的温度信息，能够对每一位置的温度梯度的差分等进行检测，从而可以更精确地验证冷却液的劣化。

此外，如上所述，在温度测量装置测量的温度或温度的差分超过预先设定的阈值的情况下，可以将该情况检测为冷却液或加工装置的异常。

此外，上述浓度检测装置对下述一个以上的位置中的冷却液进行收集并测量其浓度，例如：上述冷却液的储存容器内、从金属加工装置向上述储存容器内排出冷却液的流路内、从上述储存容器到用于向金属加工装置内供给冷却液的泵的输出侧为止的流路内、从把持加工工具的主轴侧向该加工工具供给冷却液的流路内、或向喷射装置供给冷却液的流路内，上述喷射装置从外部向加工工具喷射冷却液。此时，在每个浓度测量装置测量的浓度或各测量位置处的浓度的经时变化超过预先设定的阈值的情况下，可以将其检测为异常。

另外，在其他的本冷却液质量检测系统中，具备杂质提取装置，在金属加工装置工作过程中或停止期间，上述杂质提取装置在冷却液的供给流路中在每一预定期间或所需时间对该冷却液中含有的杂质量进行检测，上述冷却液用于冷却加工工具，

上述杂质提取装置至少检测上述冷却液的储存容器内的杂质量、从金属加工装置向该储存容器内排出冷却液的流路内的杂质量、或从该储存容器到用于向金属加工装置内供给冷却液的泵的输出侧为止的流路内的杂质量。

伴随加工装置的加工，在冷却液中继时性地混入研磨残渣等的杂质，使之腐败，这也成为冷却液劣化的一个原因。因此，在本系统中能够通过检测该杂质量直接性地感知冷却液的劣化。通过采用检测杂质量的系统，不仅可以防止冷却液的劣化导致的加工精度或效率的降低，而且可以减轻包括休息日在内进行确认工作以防止冷却液的劣化或进行加工装置的短时间工作的现场管理者的负担。

杂质量的测量至少需要分析冷却液的储存容器(罐)或储存容器附近的流路的冷却液。由于易于从外部进入储存容器内或附近流路，因而杂质容易混入或腐败，并且，以往现场管理者通过视认储存容器内的冷却液来确认其劣化情况，因此，很容易转换到本系统。

另外，上述杂质检测装置具有这种示例：从上述冷却液的储存容器中分析过滤器中积存的每单位面积的杂质量，上述过滤器设置在上述金属加工装置所具备的上述流路中的过滤装置中。

在该示例中，有效地利用了金属加工装置原来所具备或应设置在外置冷却装置的过滤器，测量了该过滤器中的所谓的沉淀物浓度，并且，当每次定期更换过滤器时，均测量了杂质量，因而可以有效地利用于冷却液的质量判断。

此外，上述杂质检测装置具有测量上述供给流路中的冷却液的ph的示例。

冷却液具有冷却液制造商推荐的ph值范围，可以根据是否在该数值范围内来评估冷却液的劣化程度，因而在本系统中，通过测量该ph值，可以将其用作冷却液的劣化的指标。即，由于冷却液的ph很大程度上也依赖于浓度(例如，在水溶性冷却液的情况下，相对于原液的水稀释的比例)，因而定期地与冷却液制造商推荐的ph进行比较，例如，若设定阈值则可以检测劣化状况，并判断更换时期。

此外，ph测量的意义在于具有如下效用。通常，当在夏季的高温下使用冷却液时，会发生ph下降的情况。此时，通常会发生冷却液的腐败。与此同时，保持冷却液中含有的清洁剂、防锈剂、ph调节剂等的作为冷却液的性能，并经常发生必要成分(添加物)的生物降解。另外，由于ph的下降也会因其化学性的作用而成为引起金属腐蚀的原因，因而通常将其视为冷却液的劣化的同义词。此外，由于上述的腐败的冷却液伴随相当令人不愉快的臭气，因此，如果通过ph值来进行管理，当感知到腐败的迹象时，还可以容易地实施冷却液的更换或添加防腐剂、投入冷却液原液等的防腐措施，因而认为是非常有用的测量。

此外，上述杂质检测装置还可以对泵的排出压力，上述泵将上述冷却液从其储存容器供给到金属加工装置的上述供给流路内。

已知晓，如果上述沉淀物累积，则冷却液的泵压力下降。因此，可以将原本检测的泵压力的数据有效地利用于杂质量的评估，并用于劣化状况的评估、更换时期的判断等。

此外，在本冷却液质量检测系统中，也可以具备压力测量装置，上述压力测量装置在每一预定时间或预定期间对金属加工装置内的上述供给流路中的一个以上的位置处的上述冷却液的压力进行检测，对由上述压力测量装置测量的压力信息的变化进行检测。

例如，也可以考虑对来自冷却液的储存容器(冷却液罐)的泵输出压力、或在其他流路中的冷却液的流路内配设压力测量装置(压力传感器等)来进行测量，并检测其压力信息的变化。此外，可以检测从压力测量装置获得的压力信息的变化，并且，在检测到的压力或各检测位置中的压力的差分超过预先设定的阈值的情况下，将其检测为异常。

此外，在本冷却液质量检测系统中，对于来自上述温度测量装置的温度信息和/或各温度信息的差分，可以通过对来自上述浓度测量装置、或上述杂质检测装置、上述压力测量装置的信息进行组合来实施监测。

另外，还可以对金属加工装置的加工过程中的设置在加工工具内部的温度测量装置测量的温度信息进行组合，并根据每个信息来对加工工具的加工点附近的温度进行推测。具体地，金属加工装置的加工过程中的设置在加工工具内部的温度测量装置是指加工工具测量装置，其具有被设置在金属加工装置的加工工具的内部并对加工工具的温度、振动、和/或应变的加工状态进行实时测量的实时测量部，并通过电子基板接收上述实时测量部的测量结果并将其发送到外部，上述电子基板设置在加工工具或把持加工工具的工具架的内部。

此外，在本冷却液质量检测系统中，除了温度、浓度、杂质、压力、ph的检测之外，作为导致冷却液的性能下降的原因的主要因素还可列举冷却液的运动黏度、色调、透明度、浑浊度、导电率等。目前，任何主要因素都未按照每个金属加工装置、每个加工条件来进行评估，而依赖于由冷却液制造商提供的标准的信息或现场工作员的经验法则。这种其他主要因素的测量也可以与本冷却液质量检测系统进行组合，通过无线发送到外部，并进行集中的监测。

在这种情况下，通过对以往的申请人提供的加工工具本身的加工过程中的每一预定时间的温度变化的测量数据、以及本系统的冷却液的温度/浓度等的变化的数据之间的相互关系进行分析，可以综合分析影响加工工具的加工精度的信息，从而能够实现加工效率的提高。

另外，冷却液质量检测系统可以具备加工工具测量装置(信息终端)，其具有被设置在金属加工装置的加工工具内部并对加工工具的温度、振动、和/或应变的加工状态进行实时测量的实时测量部，并通过电子基板接收上述实时测量部的测量结果并将其发送到外部，所述电子基板被设置在加工工具或把持加工工具的工具架的内部。

将上述本冷却液质量检测系统和直接测量金属加工装置的工作过程中的加工工具的温度并不间断地进行监测的装置进行组合会更有效。可以实时地分析/管理加工过程中的加工工具的温度变化、以及对其进行冷却的冷却液的性能之间的关系，有助于提高加工精度、加工工具的破损的事先防止等。

此外，本冷却液质量检测系统还可以具备：测量装置，在金属加工装置的工作过程中能够收集冷却液供给流路内的冷却液并测量该冷却液的运动黏度、色调、透明度、浑浊度、导电率，上述冷却液用于冷却加工工具；以及测量信息发送装置，将来自该测量装置的信息、来自上述温度测量装置、上述浓度测量装置、和/或上述杂质量检测装置、和/或上述压力测量装置的测量信息一起从信息终端发送到外部服务器。

作为使用该冷却液质量检测系统的冷却液管理系统提供了具备以下装置的示例：终端发送装置，接收来自测量信息发送装置测量信息，并将其发送到各金属加工装置预先设定的一个以上的信息终端；判断装置，判断从上述测量信息发送装置接收的测量信息中的任何一条或多条测量信息是否超过预先设定的阈值或数值范围；以及警告发送装置，当上述判断装置判断为已超过阈值或数值范围时，将从外部服务器向上述信息终端发送警告信息。

作为一个示例具有以下情况：当从上述测量信息发送装置接收的测量信息中的任何一条或多条测量信息被所述判断装置判断为超过阈值或处于数值范围外时，自动向上述储存容器内供给溶剂、当被上述判断装置判断为未超过阈值或在数值范围内时，自动地停止溶剂的供给。

作为其他示例，还可以在使用者观察显示的测量信息的同时，当由上述信息终端接收到供给指令信息时，由上述测量信息发送装置接收的测量信息中的任何一条或多条的测量信息使得向上述储存容器内供给溶剂。

如上所述，冷却液管理系统用于延长冷却液(水溶性切削油)的液体寿命，并保持适宜的状态。上述冷却液质量检测系统中除了测量冷却液的浓度、ph、温度履历、循环系统内的循环泵中的排出压力的变化、杂质量以外，还可以不间断地对运动黏度、色调、透明度、浑浊度、导电率进行测量。在使用该冷却液质量检测系统的冷却液管理系统中，可以具备软件，其不间断地将测量结果发送到管理者所持或签订使用合约(出租)的信息终端(cloud型服务器)，同时，在测量结果中至少一条超出预定的范围(阈值)的情况下发出警告，并且，向储存容器(冷却液的储蓄罐)自动地供给用于调整冷却液的稳定状态的溶剂(也包括药剂的情况)，根据测量结果，可以通过外部服务器的集中管理并远程控制自动供给工作，使得冷却液的各种测量值落在预定范围内。另外，还可以考虑添加这样的系统：其在追踪ph的变化时，对冷却液使用环境的测量值、外部空气温度信息进行测量/外部发送。

发明效果

如上所述，根据本发明的冷却液质量检测系统，可以对每个金属加工装置的加工工具的冷却液的供给流路的冷却液的温度、浓度、杂质量等进行测量，并将其无线发送到外部，进行监测，即使对多个金属加工装置均进行测量，也可以在外部进行集中的监测。

附图说明

图1示出了作为使用本发明的冷却液质量检测系统的金属加工装置的一例的切削装置的立体图。

图2是示出针对切削装置的加工工具的冷却液的供给路径的流路图。

图3示例说明所测量的温度、浓度、杂质量被发送到外部单元16为止的电信号的流程。

图4示出了通过对图1至图3的切削装置中的冷却液的温度和浓度进行测量来检测异常的流程图的示例。

图5与图4一样，示出了通过对切削装置中的冷却液的温度、浓度、ph进行测量来检测异常的流程图的示例。

图6示出了实际上在加工过程中在每一预定时间进行温度测量、浓度测量，并在储存/运算装置19的显示器(输出装置)上显示由无线发送装置发送的温度/浓度数据的曲线图的示例。

图7示出了针对多个加工装置(参照左端列中的ip地址机器号、以及机器名)的温度阈值(℃)的输入表格。

图8示出了与本冷却液质量检测系统进行组合的加工工具测量装置中的工具架单元的纵向剖视图。

图9示出了经由外部服务器(包括cloud型服务器)集中管理不同的多个工厂内的切削装置的冷却液质量管理系统的结构图的示例。

具体实施方式

“切削装置示例的概述”

图1示出了作为使用本发明的冷却液质量检测系统的金属加工装置的一例的切削装置100的立体图。切削装置100大致具备工具架把持部105、被加工部件设置面102a、工作台102、头部支撑台108、头部107、以及操作盘106。此外，在图1中没有示出的附图标记的部件参照后述的图2等。

首先，在工具架把持部105安装把持钻头等的加工工具110(参照图2)的工具架104，上述加工工具110与成为加工对象的被加工部件109(参照图2)旋转接触(接触方向＝箭头z的方向、旋转方向＝绕箭头z的轴线的方向)。因此，工具架把持部105、工具架104、加工工具110一体旋转。此外，被加工部件109载置于在基座103上沿x方向移动的工作台102的上面的被加工部件设置面102a，并使用固定用夹具(未图示)或固定用螺栓(未图示)等进行固定。

操作人员对操作盘106进行操作，使工作台102沿x方向移动，并且，停止/定位在被加工部件所期望的加工工具110位于接合位置正上方的位置处。接下来，在停止/定位在被加工部件上的状态下操作工作板106，进而下降工具110以接触被加工部件，在接触切削部的同时进行旋转，并反复移动到加工方向。操作人员在操作盘106预先输入施加到加工工具110的负荷、加工工具110的加工速度、每次的切削距离、加工工具110的旋转速度等的各参数，并设定切削条件。

当操作盘106中的设定完成时，根据通过在被加工部件上旋转加工工具110而设定的各参数沿z方向向下移动头部107，在被加工部件109的切削开始点处接触加工工具110。此外，在图1的示例中，y方向的移动通过以设定的移动速度沿y方向移动头部支撑台108进行。此外，在图1的示例中，示出了x方向的移动由工作台执行、y方向的移动由头部支撑台108执行、z方向的移动由主轴101执行的切削装置100，但是也具有由工作台102进行x方向的移动和y方向的移动的装置的情况。在完成所需的切削之后，保持加工工具110的旋转的同时将头部107移动到z方向上方，并且，在从切削终点拔出加工工具110之后使其停止旋转。通过该步骤结束切削加工。

“关于加工装置的冷却液的流路示例”

接下来，将参照图2对针对图1的切削装置100的加工工具110的冷却液的供给路径进行说明。另外，这里的冷却液是指针对切削部分具有润滑功能、冷却功能等的切削液(水溶性切削油)。如图2所示，切削装置100具有储存冷却液的罐112和设置在罐112内的泵114。此外，切削装置100具有由多个电磁阀116、118、120等构成的阀单元(冷却液供给部)122。阀单元122具有连接到泵114的排出端口(输出端口)的输入流路124。输入流路112在泵114的排出端口之后的排出流路124a上连接有安全阀126，并且，通过连接安全阀126与用于将输入到阀单元122的剩余流量(这等于从泵114的流量减去阀单元122所需的流量)送回罐112内的排放流路129，对输入到阀单元122的流量进行控制。

另外，在已通过安全阀126的输入流路112上连接有第一供给路径130、第二供给路径132、以及第三供给路径134。每个供给路径130、132、134由止回阀136、138、140，电磁切换阀116、118、120和节流阀142、144、146构成。连接到第一供给路径130的输出流路148与用于喷射冷却液的喷嘴(喷射装置)154相连。同样地，连接到第二供给路径132的输出流路150经由头部107(或头部支撑台108)、工具架把持部105、形成在工具架104内的连接流路150连接到旋转工具等的加工工具110。加工工具110从上端到下端设置有贯通孔(油孔：未图示)，并与连接流路150连通。另外，连接到第三供给路径134的输出流路152同样地经由形成在头部107等以及工具架把持部105内(或工具架104内)的连接流路152连接到工具架把持部105(或工具架104)的下端的端口(未图示)为止。

为了控制阀单元122的电磁阀116、118、120的工作状态，切削装置100中设置有由cpu、储存器、驱动回路等构成的控制单元160。控制单元160根据预定的控制程序控制电磁阀116、118、120为连通状态或切断状态。当第二供给路径132、第三供给路径134的电磁阀118、120切换到连通状态时，从泵114排出的冷却液从第二供给路径132、第三供给路径134经由连接流路150、152，从加工工具110的内部或外部供给到加工工具110。另一方面，当第二供给路径132、第三供给路径134的电磁阀118、120切换到切断状态时，在第二供给路径132、第三供给路径134中冷却液被切断。

因此，当阀单元122被控制为使第二供给路径132成为连通的状态(第一状态)时，冷却液通过加工工具110内，从下端的冷却液孔排放。此外，当阀单元122被控制为使第三供给路径134成为连通的状态(第二状态)时，冷却液经由工具架把持部105内(或工具架104内)，从下端的冷却液孔喷射到加工工具110。另一方面，当阀单元122被控制为使第二供给路径132、第三供给路径134成为切断状态时，停止从上述每个冷却液孔的冷却液的排出/喷射。

此外，当第一供给路径130的电磁阀116切换到连通状态时，从泵114排出的冷却液经由第一供给路径130以及输出流路148供给到喷嘴154。另外，供给到喷嘴154的冷却液从外部喷射到加工部件109或加工工具110。

“多个位置处的冷却液的温度、浓度、杂质检测方法”

接下来，将参照图2的切削装置100的流路图对金属加工装置内的冷却液的温度、浓度、杂质量的测量方法进行说明。在图2中，用箭头指向流路的圆圈a、b、e、f例示了各测量位置(包括附近的位置)。实际上，通过分流(收集冷却液)流路中或流路来进行测量，但在这里用简化来表示。圆圈a、b、e、f的位置分别表示冷却液在切削装置100(金属加工装置)内循环后排放到罐112之前的流路的位置、罐112内的位置、输入到泵114之后的流路124a的位置、输入到泵114之后经由安全阀126排放到罐112的排放流路128的位置(以下，用圆圈a的位置处的测量对罐112内的冷却液测量进行说明)。该罐112有效地利用现有的冷却液罐。通常使用热电偶来进行温度测量，对从热电偶输出的温度信号进行数字化，并将其发送到外部。此外，浓度测量具有超声波型、过滤器型、光谱型、导电率型等，并且，将输出信号发送到外部。

此外，通过(1)ph测量、(2)沉淀物密度测量、(3)泵压测量等进行杂质量的测量。

(1)ph测量通过测量冷却液的ph值的变化量来推定杂质的混入量或冷却液的分解量、氧化等引起的劣化，将与制造商推荐的ph值之间的差作为阈值来进行质量判断。ph测量方法大致分为指示剂法、金属电极法、玻璃电极法、半导体传感器，在指示剂法的情况下，作为一例具有浸渍ph试验溶液的方法，这是一种将劣化限度的假定缓冲液的颜色作为标准颜色与实际的浸渍在冷却液时的颜色相比较的视认性的简易方法。在金属电极法的情况下，例如，在锑电极法中是抛光锑棒的顶端并与比较电极一起浸渍在样品的冷却液中，从双方之间的电位差获得ph的方法。玻璃电极法是指使用玻璃电极和比较电极的两条电极，通过知晓在两个电极之间产生的电压(电势差)来测量冷却液的ph的方法。此外，在半导体传感器的情况下，通过半导体芯片来实现玻璃电极的功能。在本系统中，在初期假定杂质的检测频度为每一定期间的杂质的检测，因而也能够使用指示剂法，但为了便于进行与温度数据等相结合的冷却液的质量判断，考虑到数据收集的容易性，适宜采用其他的方法，特别是半体传感器。

(2)沉淀物密度测量是使冷却液通过过滤器，在每一预定时间测量每单位面积的积存在过滤器中的切削残渣等的沉淀物量的方法。该方法是检测实际的杂质量的简便的方法，原本，可以有效地利用于以过为滤目的的过滤器119(未图示)，因而适合在圆圈a的罐112之前的位置处进行检测。

(3)在泵压测量的圆圈a位置处的测量中，由于当冷却液内的杂质量增加时，冷却液中的沉淀物成分增加并比重增加，因而降低冷却液的抽吸和液体输送的效率，发现泵压力降低的现象，因此，有效地利用该变化预先设定预定的阈值的泵压力，从测量的泵压力来检测冷却液的质量。在这种意义上，圆圈a的位置处的测量最适合泵压力的测量。

圆圈b、c、d、g、h的位置处的测量在温度、浓度、杂质量的测量中，特别是可以选择作为温度测量位置的位置(如上所述，圆圈a、b、e、f的位置的任何一个作为罐112周围的测量位置都是必不可少的)，这里主要以温度测量为中心进行说明。如上所述，圆圈f的位置是泵114的输出之后的流路124(124a)，圆圈b的位置是通过安全阀126将切削装置100内所需的冷却液的剩余流量排放到罐112内的流路128。另外，在采用检测泵压力的减压量(压差)的方法来测量杂质量的情况下，与b位置处的测量的兼容性良好。

此外，如上所述，圆圈c的位置是到喷嘴154的之前流路148，上述喷嘴154用于向加工工具110或被加工物109的附近喷射冷却液。该位置处的温度是对实际喷射到加工工具110等的冷却液的温度进行测量的温度，因而当与后述的加工工具测量装置(参见图8)中的加工工具110内的温度测量技术进行组合并作为加工精度担保的评估来有效利用时，兼容性良好。另外，圆圈h的位置是冷却液从流路148、150、152排出/喷射到加工工具110进行冷却之后，将冷却液回收到罐112的流路153的中途位置。即，位置c处的测量温度是对加工工具110等进行冷却之前的温度，位置h处的温度是冷却处理之后的温度，因而可以说，两个位置c、h的温度差的变动表示冷却液的冷却性能。因此，只要在位置c和位置h的两个位置进行测量，则该差能够有效地利用于冷却液的质量判断(后面在图5的流程图中进行说明)。

圆圈d、g设置在从切削装置100的主轴侧向加工工具110供给冷却液的流路中，具体地，如上所述，圆圈d的位置是与加工工具110内部的贯通孔连通，并且，直接向加工工具110内部供给冷却液的流路150的中途位置，圆圈g的位置是到工具架把持部105(或工具架104)的下端的端口(未图示)为止的流路152的中途位置。在从主轴侧向加工工具110供给冷却液的装置的情况下，该流路也与在位置c处的测量一样，有利于与后述的加工工具测量装置(参照图8)中的加工工具110内的温度测量技术相结合、或能够将位置d、g与位置h的温度差有效地利用于冷却液的质量判断。

“关于与来自加工工具测量装置的测量信息的组合”

这里，还可以与上述加工工具测量装置(参照图8)中的加工工具110内的温度测量技术相结合。图8(a)示出了作为测量加工工具110的温度、振动、变形等的加工工具测量装置的工具架单元104的纵向剖视图。在图8中，纸面的上方为金属加工装置(切削装置)100的主轴101侧、下方为加工工具(切削工具)110侧。工具架单元104以嵌套状插入/把持在凸缘部104h上方的主轴101上并协同旋转。此外，工具架单元104的内部为中空，并且，如图8(b)所示，用于把持切削工具110的卡盘104c固定在下部。

在卡盘104c的上方设置有用于配置部件的空隙104i，且电池104b配设在该空隙104i中。该电池104b也可以是充电式。来自测量温度的电热偶或电热调节器、测量振动的加速度传感器、测量变形的应变仪等的各种传感器的数据由配设在空隙104i的控制基板104g进行a/d转换，从经由贯通孔连接的工具架主体104a的外周围的无线发送装置104e发送。另外，来自各种传感器的数据也可以通过工具架主体104a的外周部的控制基板来进行a/d转换。

切削工具110在图8(b)中的o-o线处固定于卡盘104c的下端(图8(a)中的o-o线)。切削工具110沿旋转轴线的方向从上端到下端执行钻孔加工，以形成半通孔110a。该半通孔110a是与空隙104i连通的同轴状的孔。例如，热电偶111作为温度传感器安装在半通孔110a的下端，且连接在热电偶111的导电线113连接到空隙110i，并连接到控制基板104g。另外，切削工具110的振动检测，例如，使用设置在空隙110i的加速度传感器来测量。

“关于外部发送”

接下来，对在图2中的圆圈位置a至h的任何一个或在多个位置处测量的温度信息、浓度信息、杂质量信息的向加工装置100外部的发送进行说明。在图3中，示例说明测量的温度、浓度、杂质量被发送到外部单元16的电信号的流程。在该示例中，大致示出了来自温度测量装置10、浓度测量装置11、杂质量测量装置12的电信号的流程。此外，示出了来自温度测量装置10、浓度测量装置11、杂质量测量装置12的信号通过转换成数字信号来输出的示例。例如，在通过上述沉淀物密度来测量冷却液内的杂质量的情况下、或如通过指示剂法测量浓度的情况下那样进行视认性的检测、如通过附属的冷却装置提取数据的情况下或如将冷却液从罐112另行抽取并由操作人员输入数据的情况下，有时，图3的框图中的浓度测量装置11、杂质量测量装置12被会删除，用其他途径将数据输入到外部单元16。

另外，图3中的温度测量装置10通常是温度接收部，其使用热电偶经由电位差放大器或a/d转换器由装置内的控制回路来输出数字信号。此外，由设置在切削装置100或有线连接的发送部13的控制器14接收来自温度测量装置10、浓度测量装置11、杂质量测量装置12的输出信号，并通过无线发送装置15无线发送到外部。

此外，由外部单元16的无线接收装置17接收无线发送的温度信息、浓度信息、杂质量信息的输出信号。图3中以虚线表示的无线发送装置15/无线接收装置17之间的无线通信标准可以使用wi-fi(无线保真技术)、bluetooth(蓝牙)、无线局域网(局域网)、zigbee(紫蜂)等。虽然外部单元16可以考虑包括无线接收装置17的笔记本计算机等的储存/运算装置19的示例，但在图3的示例中，设置另行专用的无线接收装置17，通过usb端口与其有线连接，并由储存/运算装置19接收信号。而且，通过显示器或打印机等的输出装置20进行图像显示、印刷等。

此外，尽管未图示，当组合上述图8的加工工具测量装置时，通过图3的外部单元16的无线接收装置17接收从工具架主体104a的外周围的无线发送装置104e发送的加工工具(切削工具)110的温度、振动、变形的测量数据的输出信号，并发送到储存/运算装置19，这些数据还可以由输出装置19同时进行图像显示等。

如图3所示，当使用无线通信机器发送测量数据时，也容易通过一个外部单元16来集中管理/分析多个切削装置100的冷却液信息。另外，在图3中，虽然示出了将多个切削装置100的冷却液信息通过wi-fi等方式直接发送到外部单元16的示例，但是，在图9中示出了经由外部服务器(包括cloud型服务器)集中管理不同环多个工厂内的切削装置100的示例。在后面进行详细的说明。

“根据温度/浓度的异常检测流程”

图4示出了通过图1至图3的切削装置100中的冷却液的温度和浓度来检测异常的流程图的示例。异常检测由图3的储存/运算装置19进行。首先，当开始本系统中的检测时(步骤10)，设定各切削装置100中被判断为冷却液的冷却性能下降的极限点的最高温度(阈值)tmax(上止点)(步骤11)。最高温度tmax(上止点)也可以是根据各测量位置a至h或制造商推荐的温度、加工条件而设定的固定的温度，也可以将初始温度t0加上极限上升温度t而获得的温度(＝t0+t)设定为阈值tmax。

接下来，设定冷却液的浓度阈值cmin(下止点)、cmax(上止点)(步骤12)。然后，在每一预定时间测量加工过程中的冷却液温度t(步骤13)。此外，还测量浓度c(步骤14)。步骤14的浓度测量也可以是较之于温度测量间隔更长的时间的测量(这一点将在图5的流程图中进行说明)。

接下来，进行在步骤13中测量的温度t是否高于阈值温度tmax的判断(步骤15)。结果，在更高的情况下，认为冷却液冷却性能已经降低而进行异常检测的警告等(步骤16)。通过温度阈值未检测到异常的情况下，进行在步骤14测量的浓度c是否在cmin至cmax的范围内的判断(步骤17)。在范围外的情况下，进行异常检测的警告等(步骤16)。并且，在未检测到异常的情况下，再次返回到步骤13，在加工过程中持续地重复进行步骤13至步骤17。尽管未在图4中示出，在检测到异常的情况下，自动地将溶剂供给到罐112并继续步骤13至步骤17，直到供给溶剂到无法检测出异常为止，在变得无法检测到异常的情况下，还可以添加停止溶剂供给的控制。另外，如果分别在位置a至h的多个位置处执行图4的示例，则可以进行更高精度的冷却液评估。在这种情况下，除了进行位置a至h的每个温度是否超过预定阈值的异常检测之外，还可以考虑检测每个位置的温度随着切削装置100的运作时间的经过而以在每一预定时间变化的温度(同一位置中的经时的温度差分)，并根据该变化量进行异常检测。对长时间工作切削装置100时的冷却液的冷却性能随着工作的进行而降低的情况进行检测，可以事先避免切削工具110在长时间连续运作中被损坏等的风险。

“在多个测量位置处的根据温度/浓度/杂质量的差分的异常检测流程”

图5与图4一样，示出了根据对切削装置100中的冷却液的温度、浓度、杂质量进行检测来检测异常的流程图的示例。该图的示例与图4不同，包括基于两个测量位置(例如，图2的位置a、c)处的温度信息的判断和来自杂质量的测量的判断。首先，当开始本系统中的检测时(步骤20)，设定从喷嘴154喷射的位置(位置c)的冷却液的温度tc和向罐112的排出口附近的位置a(或者回收流路153的位置h(在图5中用位置a进行说明))的冷却液的温度ta和温度差δt的极限点δtmin(下止点)、δtmax(上止点)(步骤21)。温度差δt是表示由于从喷嘴154喷射到加工工具110附近，且加工工具110或被加工物109被冷却而导致冷却液液温上升的值(温度差)，如果该值在预定范围内，则可以说是具有高冷却性能的冷却液(通过温度差可知加工工具等的热膨胀程度，并能够检测连续加工精度)，因此，可以将冷却液的性能下降的极限点预先设定为极限温度差值δtmin至δtmax。

接下来，设定冷却液的浓度阈值cmin(下止点)、cmax(上止点)(步骤22)，作为杂质量的检测，设定ph值的阈值αmin(下止点)、αmax(上止点)(步骤23)。此后，在每一预定时间测量加工过程中的位置a和位置c处的冷却液温度ta、tc(步骤23)。此外，还测量浓度c、ph值α(步骤24)。如上所述，步骤23、步骤24中的浓度测量、ph值的测量较之于温度测量可以间隔更长的时间来进行测量，由于只要进行定期性的测量即可，因而在预定的更新时间到来之前不必重新进行测量(步骤25)，当更新时期到来时，重新进行测量并更新(步骤26、步骤27)。

此后，进行在步骤24中测量的温度差δt是否在阈值温度δtmin至δtmax的范围内的判断(步骤28)。结果，如果在范围外，则认为冷却液的冷却性能已经降低而进行异常检测的警告等(步骤31)。当通过温度阈值未检测到异常时，进行在步骤26测量/更新的浓度c是否在cmin至cmax的范围内(步骤29)的判断、或者在步骤27测量/更新的ph值α是否在αmin至αmax的范围内(步骤30)的判断。如果在范围外，则进行异常检测的警告等(步骤31)。然后，如果未检测到异常，则再次返回到步骤24，在加工过程中重复进行步骤24至步骤30。

另外，在图5的示例中，根据图2的位置a(或h)、c的温度以及浓度测量数据的差分来检测冷却液的异常，但是也可以与来自其他位置处的差分的异常检测相结合(位置性的差分)。例如，还可以通过(1)作为到罐112的输入侧的位置a(到罐112的排出口附近)或位置e(罐112内)或位置h(回收流路152)，和作为从罐112的输出侧的位置b(始于泵114的输出之后的流路124a)或位置f(始于安全阀的排放侧的流路128)之间的温度差的变化、(2)位置d(从主轴到切削工具110内的流路150)和位置g(从主轴到切削工具110的外部的流路152)之间的差分等来执行异常检测。

另外，在上述图4至图5中示出了根据温度、浓度数据、ph值的异常检测流程的示例，此外，除了测量各位置a至h中的循环系统内的循环泵中的排出压力数据、杂质量数据之外，还可以考虑根据冷却液的运动黏度、色调、透明度、浑浊度、导电率等来检测异常。

此外，在图9中示出了经由外部服务器(包括cloud型服务器)对不同环多个工厂内的切削装置100进行集中管理的冷却液质量管理系统的结构图的示例。图9中的切削装置100的无线发送装置15和图3中的无线发送装置15相同。该冷却液质量管理系统大致由切削装置100、管理装置1(外部服务器)、使用者拥有的信息通信终端5(包括移动型)等的三个部分构成。管理装置1和切削装置100从无线发送装置15中继基站6，经由因特网2来连接。管理装置1和信息通信终端5中继基站7，还经由因特网或移动电话通信网4来实现信息通信。然而，管理装置1和切削装置100以及信息通信终端5的信息通信是，例如，假定日本的移动电话的通信方式的3g或4g方式的连接，基站6、7可以用所谓的接入点或无线路由器代替以建立无线连接，在信息通信终端5是个人计算机等的情况下，也可以通过有线或无线的局域网等进行连接。

管理装置1由应用程序软件部、数据库部、通信部14构成，其中，应用程序软件部用于对冷却液的温度信息等、各种测量数据进行管理或计算、以及分析，数据库部进行各种测量数据的保管。应用程序软件部具备切削装置管理应用程序软件1a、异常分析应用程序软件1b、分发应用程序软件1c、溶剂供给应用程序软件1h，数据库部具备切削装置数据库1d、使用者数据库1e(未图示)、阈值数据库1f、位置数据库1g、溶剂数据库1i。然而，构成不一定限定于物理上独立的机器构成，也可以是一个机器具备上述的多个功能的物品。

从切削装置100发送的测量数据从管理装置1的通信部1j发送到管理应用程序1a。在管理应用程序软件1a中，从切削装置数据库1d读取对应于测量数据的切削装置1d，通过分发程序应用软件1c经由通信部1j将相应的切削装置数据和测量数据发送到因特网等4。另外，管理应用程序软件1a不间断地将测量信息发送到异常分析应用程序软件1b，异常分析应用程序软件1b从阈值数据库1f读取对应于切削装置的阈值或数值范围来分析测量数据是否是异常值，在检测到异常的情况下，通过分发应用程序软件1c将异常检测信号从通信部1j发送到因特网等4。

在检测到异常情况下，异常分析应用程序软件1b经由管理应用程序软件1a启动溶剂应用程序软件1h，溶剂应用程序软件1h从溶剂数据库读取对应于切削装置的溶剂(量或浓度)，经由管理应用程序软件1a、通信部1j将溶剂排放信号发送到因特网2。当溶剂排放信号发送到因特网2时，中继基站6发送到各切削装置100的无线接收装置100a，将必要量的溶剂供给到各切削装置100的罐112。此时，溶剂供给应用程序软件1h同时通过分发应用程序1c、通信部1j将溶剂供给信号发送到因特网等4，还将信息发送到移动通信终端5。

另外，溶剂的供给可以考虑由溶剂供给应用程序软件1h对应的决定本切削装置100所需的溶剂量的情况、或通过异常分析应用程序软件1b到异常检测结束为止供给溶剂的实时控制的情况。在异常检测结束的情况下，经由溶剂供给应用程序软件1h、管理应用程序软件1a将溶剂供给停止信号发送到因特网2，并停止切削装置100的溶剂供给。与此同时，溶剂供给应用程序软件1h经由分发应用程序1e、通信部1j将溶剂供给停止信号发送到因特网4等，还将信息发送到移动通信终端5。

假定信息通信终端5是多功能移动终端(包括多功能移动电话(智能电话))，具备通信部5a、控制部5b、储存部5e、显示器5d。从管理装置1发送的信号(测量数据信号、异常检测信号、溶剂供给信号等)由通信部5a接收。此外，储存部5e储存工作系统(以下也称为“os”)5f，通过用作处理器的控制部5b控制信息通信终端5。

除了os5f之外，储存部5e还可以储存应用软件5h、图像数据集5g，上述应用程序软件5h进行与管理装置1的信息通信管理或测量数据的图像显示。然而，储存部5e不限于一般的闪存等，也可以将os5f储存在安装在控制部5b的储存器。图像数据集5g由多个图表图像数据或异常检测显示数据、溶剂供给图像等构成，控制部5b根据从管理装置1发送的信号激活储存部5e的应用程序软件5h，合成从图像数据集5g读取的数据，并在显示器5d上显示测量数据。

另外，用于进行与管理装置1的信息通信管理或测量数据的图像显示的应用程序软件5h以使用者将其预先安装在信息通信终端5为前提。另外，在上述管理装置1中示出了当检测到冷却液的异常时自动地将溶剂供给到罐112的示例。然而，也可以考虑当使用者在确认测量数据的同时通过指示移动通信终端来执行溶剂供给的示例。

当采用这种冷却液管理系统时，如图3所示，较之于通过wi-fi等将多个切削装置100的冷却液信息直接发送到外部单元16的示例更加发展，并且，可以经由外部服务器(包括cloud型服务器)集中管理/分析不同的远程地区等的多个工厂内的切削装置100。

<<实施例>>

在图6、图7中示出了在每一预定时间进行温度测量、浓度测量，用储存/运算装置19的显示器(输出装置)20显示由无线发送装置15发送的温度/浓度数据的曲线图的示例。在图6的上段中，以纵轴表示冷却液的浓度测量值(重量％)、以横轴表示测量时间。此外，在图6的下段中，以纵轴表示冷却液的温度测量值(℃)、以横轴表示测量时间。上下段都表示罐112内(图2的位置a)的测量结果。另外，图6的曲线图表示在每一预定时间对多个加工装置的一个处理装置进行测量的数据(这里，示出了参照分配给每个加工装置的无线装置15的ip地址192.168.11.136的状态)。

另外，图7示出了针对多个加工装置(参照左端列的ip地址机器号、机器名)的温度阈值(℃)的输入表格。可以理解，在该表中顺序更新着每个加工装置的温度测量信息。因此，可知多个加工装置的冷却液质量的温度信息由一个储存/运算装置19来集中管理(在浓度表中也相同，但在此省略图示)。

附图标记说明

10温度测量装置

11浓度测量装置

12杂质量测量装置

13发送部

14控制器

15无线发送装置

16外部单元

17无线接收装置

18串行usb转换器

19记录/运算装置

20输出装置

100切削装置

101主轴

102工作台

102a被加工部件接地面

103基座

104工具架

105工具架把持部

106操作盘

107头部

108头部支撑台

109被加工部件(工件)

110加工工具

112储存容器(罐)

114泵

116,118,120电磁阀

122阀单元(冷却液供给部)

124输入流路

124排出流路

126安全阀

128排放流路

129过滤器(过滤装置)

130第一供给路径

132第二供给路径

134第三供给路径

136,138,140止回阀

142,144,144节流阀

148,150,152输出流路(连接流路)

154喷嘴(喷射装置)

160控制单元