專利名稱：生產(chǎn)線系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用熱泵的生產(chǎn)線系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
作為以往的生產(chǎn)線系統(tǒng)，眾所周知的有碳酸飲料制造工廠里的系統(tǒng)(專利文獻(xiàn)1 日本專利公報第3810036號)。在該系統(tǒng)中設(shè)置有冷卻工段，利用冷鹽水將產(chǎn)品原水冷卻； 以及加熱工段，在產(chǎn)品填充到容器中后進(jìn)行，利用高溫水將產(chǎn)品加熱至露點(diǎn)溫度。在加熱工段中，具有由將工廠的排熱作為熱源進(jìn)行驅(qū)動的熱泵循環(huán)構(gòu)成的加熱部，利用冷凝器一側(cè)的冷凝熱制造高溫水。此外，在冷卻工段中，具有由將加熱工段的排熱作為熱源進(jìn)行驅(qū)動的熱泵循環(huán)構(gòu)成的冷卻部，利用蒸發(fā)機(jī)一側(cè)的蒸發(fā)制冷通過冷鹽水進(jìn)行冷卻。在所述碳酸飲料制造工廠的生產(chǎn)線系統(tǒng)中具有多個熱泵循環(huán)，此外，由于也涉及隔著碳酸化工段和裝瓶工段的冷卻工段和加熱工段以及工廠排熱，所以通常從加熱工段和冷卻工段到熱泵循環(huán)的距離較長。因此對應(yīng)地會造成能量的浪費(fèi)，并且必須在大規(guī)模工廠的幾乎全體進(jìn)行熱泵循環(huán)(進(jìn)行加熱冷卻系統(tǒng)的循環(huán))，從而造成涉及工段放大或縮小的改建需消耗時間和勞力，在涉及規(guī)模的靈活性上處于劣勢。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于所述問題，技術(shù)方案1所述發(fā)明的目的在于提供一種能效高且富于靈活性的涉及機(jī)械加工機(jī)的生產(chǎn)線系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)所述目的，技術(shù)方案1所述的發(fā)明包括冷卻處理工段，對工件的機(jī)械加工機(jī)的冷卻液(々一，> 卜)進(jìn)行冷卻；以及加熱處理工段，對清洗液進(jìn)行加熱，在利用所述機(jī)械加工機(jī)進(jìn)行加工前或加工后，利用所述清洗液對所述工件進(jìn)行清洗，通過一個熱泵循環(huán)進(jìn)行加熱處理和冷卻處理。技術(shù)方案2所述的發(fā)明，在實(shí)現(xiàn)所述目的的基礎(chǔ)上，為了實(shí)現(xiàn)能進(jìn)行長時間連續(xù)的冷熱同時運(yùn)轉(zhuǎn)，從而能得到更好的能效的目的，在所述發(fā)明中，對于所述加熱處理工段和所述冷卻處理工段中的任意一方，通過根據(jù)周圍溫度來改變設(shè)定溫度，來調(diào)節(jié)所述加熱處理工段中的加熱與所述冷卻處理工段中的冷卻的熱平衡。技術(shù)方案3所述的發(fā)明，在實(shí)現(xiàn)所述目的的基礎(chǔ)上，為了實(shí)現(xiàn)能降低故障的可能性并能容易地設(shè)置的目的，在所述發(fā)明中，利用冷卻液用制冷劑冷卻所述冷卻液，并通過所述熱泵循環(huán)冷卻所述冷卻液用制冷劑。技術(shù)方案4所述的發(fā)明，在實(shí)現(xiàn)所述目的的基礎(chǔ)上，為了實(shí)現(xiàn)能保持良好的能效并提供加工精度高的生產(chǎn)線系統(tǒng)的目的，在所述發(fā)明中，設(shè)置有多個所述機(jī)械加工機(jī)，并在各個所述機(jī)械加工機(jī)上配置有控制所述冷卻液溫度的冷卻液溫度控制裝置。技術(shù)方案5、6所述的發(fā)明，在實(shí)現(xiàn)所述目的的基礎(chǔ)上，為了實(shí)現(xiàn)能更長時間地進(jìn)行連續(xù)冷熱同時運(yùn)轉(zhuǎn)并可更大幅度的節(jié)能化的目的，在所述發(fā)明中，對于所述加熱處理工段中的加熱與所述冷卻處理工段中的冷卻的熱平衡，又通過所述清洗液的設(shè)定溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，又通過所述冷卻液的設(shè)定溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。按照本發(fā)明，由于通過一個熱泵循環(huán)連接加熱處理工段和冷卻處理工段，因此能提供能效高且富于靈活性的涉及機(jī)械加工機(jī)的生產(chǎn)線系統(tǒng)。此外，由于在一連串的加工線中使用熱泵，所以在生產(chǎn)過程中總是同時需要冷卻和加熱，因此能進(jìn)行長時間的冷熱同時運(yùn)轉(zhuǎn)，使生產(chǎn)線具有很高的能效。


圖1是本發(fā)明第一實(shí)施方式的生產(chǎn)線系統(tǒng)的說明圖。圖2是表示圖1的生產(chǎn)線系統(tǒng)在冷卻液溫度設(shè)定范圍寬的情況下動作的流程圖。圖3是表示圖1的生產(chǎn)線系統(tǒng)在冷卻液溫度設(shè)定范圍窄的情況下動作的流程圖。圖4是本發(fā)明第二實(shí)施方式的生產(chǎn)線系統(tǒng)的說明圖。圖5是表示圖4的生產(chǎn)線系統(tǒng)的加熱運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的圖。圖6是本發(fā)明第三實(shí)施方式的生產(chǎn)線系統(tǒng)的說明圖。附圖標(biāo)記說明1，101，201 生產(chǎn)線系統(tǒng)10，110:熱泵12 控制裝置102:切削液槽104 清洗液槽130 冷卻機(jī)(其他冷源)150 加熱器(其他熱源)210 三模式熱泵H 上限值L 下限值
具體實(shí)施例方式下面，參照合適的附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式的例子進(jìn)行說明。另外，所述實(shí)施方式不限于下述的例子。[第一實(shí)施方式]結(jié)構(gòu)等圖1是本發(fā)明第一實(shí)施方式的生產(chǎn)線系統(tǒng)1的說明圖。生產(chǎn)線系統(tǒng)1在這里被設(shè)定成具有兩個線路F1、F2，在各線路F1、F2中配置有多個作為機(jī)械加工機(jī)的車床Μ。在各線路F1、F2的起點(diǎn)配置有共同的工件投入裝置Tl，并且在終點(diǎn)設(shè)置有共同的清洗機(jī)R以及向下個工段輸送的工件輸送裝置T2。生產(chǎn)線系統(tǒng)1還具備熱泵10和控制裝置12。在熱泵10與各車床M之間具有冷卻液(切削液)往復(fù)的冷卻一側(cè)管路20，并且，在熱泵10與清洗機(jī)R之間具有清洗液往復(fù)的加熱一側(cè)管路22。熱泵10具備作為熱泵循環(huán)要素的未在圖中表示的蒸發(fā)器和冷凝器，通過與所述蒸發(fā)器的熱交換將從冷卻一側(cè)管路20導(dǎo)入的冷卻液冷卻(冷卻處理工段)，通過與所述冷凝器的熱交換將從加熱一側(cè)管路22導(dǎo)入的清洗液加熱(加熱處理工段)。即，冷卻處理工段和加熱處理工段通過一個熱泵循環(huán)連接。另一方面，控制裝置12與未在圖中表示的蒸發(fā)器一側(cè)熱量計及未在圖中表示的冷凝器一側(cè)熱量計連接，所述蒸發(fā)器一側(cè)熱量計檢測冷卻液在冷卻時施加給熱泵制冷劑的每單位時間的熱量Pc (千瓦，kff)，所述冷凝器一側(cè)熱量計檢測清洗液在加熱時從熱泵制冷劑奪取的每單位時間的熱量I^(kW)。另外，各種熱量計根據(jù)由制冷劑溫度傳感器檢測到的制冷劑的溫度和來自制冷劑流量計等的流量，通過計算來求出熱量。此外，控制裝置12也與未在圖中表示的冷卻液溫度傳感器及未在圖中表示的清洗液溫度傳感器連接，所述冷卻液溫度傳感器檢測冷卻液的溫度Tc，所述清洗液溫度傳感器檢測清洗液的溫度Ts。此外，控制裝置12與熱泵10電連接，并控制熱泵10使得可以進(jìn)行下面說明的動作。動作等圖2是在如在粗加工時要求冷卻液的溫度范圍寬，并且冷卻液的溫度設(shè)定范圍寬的情況下生產(chǎn)線系統(tǒng)1的動作的流程圖。圖3是在如高精度加工(精加工)時對冷卻液容許的溫度范圍窄，并且冷卻液的溫度設(shè)定范圍窄的情況下生產(chǎn)線系統(tǒng)1的動作的流程圖。在圖2的情況下，控制裝置12監(jiān)視熱泵10的熱平衡Pc-Ps，并判斷熱平衡Pc-Ps 是否在規(guī)定下限值-ΔΡ以下、在規(guī)定上限值ΔΡ以上或者在下限值-ΔΡ和上限值ΔΡ之間 (步驟S11)。下限值-ΔΡ和上限值ΔΡ是根據(jù)熱泵10的可連續(xù)工作的制冷劑熱量的容許值K設(shè)定的，如果熱平衡Pc-Ps在下限值-ΔΡ和上限值ΔP之間，則士 ΔΡ的絕對值小于容許值K，在熱泵10的可連續(xù)工作的熱量范圍內(nèi)。另外，控制裝置12對熱泵10進(jìn)行控制， 使得清洗液的溫度固定在規(guī)定溫度。當(dāng)熱平衡Pc-I^s在下限值-ΔΡ和上限值ΔΡ之間時，控制裝置12使運(yùn)轉(zhuǎn)保持在原狀態(tài)下持續(xù)進(jìn)行。另一方面，當(dāng)熱平衡Pc-I^s在下限值-ΔΡ以下時，在設(shè)加熱量多于冷卻熱量的情況下，控制裝置12判斷從冷卻液溫度傳感器得到的冷卻液的溫度Tc是否大于冷卻液設(shè)定溫度的下限值Tcmi (S12)。當(dāng)在S12中為“是”時，控制裝置12進(jìn)行控制使得冷卻液的溫度 Tc下降(S13，例如，從20°C降到19°C )，從而調(diào)節(jié)熱平衡Pc-Ps，當(dāng)在S12中為“否”時，控制裝置12執(zhí)行使熱泵10進(jìn)行加熱(冷氣放熱)的控制(S14)。另一方面，當(dāng)熱平衡Pc-I^s在上限值ΔΡ以上時，設(shè)為加熱量少于冷卻熱量的情況，控制裝置12判斷冷卻液溫度Tc是否小于冷卻液設(shè)定溫度的上限值Tcma(S15)。當(dāng)在 S15中為“是”時，控制裝置12進(jìn)行控制使得冷卻液的溫度Tc上升(S16，例如，從20°C上升到21°C )，從而調(diào)節(jié)熱平衡Pc-Ps，當(dāng)在S15中為“否”時，控制裝置12執(zhí)行使熱泵10進(jìn)行冷卻(熱氣放熱)的控制(S17)。如上所述，在加熱量比冷卻熱量(兩者的差超過可連續(xù)工作的制冷劑熱量的容許值K的狀態(tài)下)少的夏季等，在氣溫高而無需很多加熱量的狀態(tài)下，通過控制裝置12使冷卻液的溫度Tc上升(S16)，減少使用熱泵10的冷卻熱量，該冷卻熱量與少的加熱量相對應(yīng)， 從而使熱泵10或生產(chǎn)線系統(tǒng)1整體上更節(jié)能。此外，由于在上限值Tcma的限度下提高冷卻液的溫度Tc (S15)，因此既能實(shí)現(xiàn)節(jié)能又能確保冷卻液的冷卻性能。在圖3的情況下，與Sll相同，控制裝置12根據(jù)熱平衡Pc-Ps使處理分支(S21)。當(dāng)熱平衡Pc-I3S在下限值-ΔΡ與上限值Δ P之間時，對于熱泵10，在效率良好的(效率在規(guī)定值以上)可連續(xù)工作的熱量范圍內(nèi)，控制裝置12使其以原狀態(tài)持續(xù)工作。另外，對于熱泵10，控制裝置12進(jìn)行控制使冷卻液溫度固定在規(guī)定溫度。另一方面，當(dāng)熱平衡Pc-Ps在下限值-ΔΡ以下時，設(shè)為冷卻熱量少于加熱量的情況，控制裝置12判斷由清洗液溫度傳感器得到的清洗液的溫度Ts是否大于清洗液設(shè)定溫度的下限值Tsmi (S22)。在S22中為“是”時，控制裝置12進(jìn)行控制使得清洗液的溫度Ts 下降(S23，例如從60°C降到59°C )，從而調(diào)節(jié)熱平衡Pc_Ps，在S22中為“否”時，控制裝置 12執(zhí)行使熱泵10進(jìn)行加熱(冷氣放熱)的控制(S24)。如上所述，在冷卻熱量比加熱量(在兩者的差超過可連續(xù)工作的制冷劑熱量的容許值K的狀態(tài)下)少的冬季等，在氣溫低且無需很多冷卻熱量的狀態(tài)下，通過控制裝置12 降低清洗液的溫度Ts (S23)，減少熱泵10的加熱量，該加熱量與少的冷卻熱量相對應(yīng)，從而使熱泵10或生產(chǎn)線系統(tǒng)1整體上更加節(jié)能。此外，由于在上限值Tsmi的限度下降低清洗液的溫度Ts (S22)，因此既能實(shí)現(xiàn)節(jié)能又能確保清洗液的清洗性能。另一方面，當(dāng)熱平衡Pc-I^s在上限值ΔΡ以上時，設(shè)為冷卻熱量多于加熱量的情況，控制裝置12判斷清洗液的溫度Ts是否小于清洗液設(shè)定溫度的上限值Tsma(S25)。在 S25中為“是”時，控制裝置12進(jìn)行控制使得清洗液的溫度Ts上升(S26，例如從60°C升到 61°C )，從而調(diào)節(jié)熱平衡Pc-Ps，在S25中為“否”時，控制裝置12執(zhí)行使熱泵10進(jìn)行冷卻 (熱氣放熱)的控制(S27)。效果等上面的生產(chǎn)線系統(tǒng)1包括冷卻處理工段，對工件的機(jī)械加工機(jī)(車床M)的冷卻液進(jìn)行冷卻；以及加熱處理工段，對清洗機(jī)R的清洗液進(jìn)行加熱，在利用車床M進(jìn)行的加工前或加工后，所述清洗機(jī)R利用清洗液進(jìn)行工件的清洗，由于通過熱泵10利用一個熱泵循環(huán)進(jìn)行所述加熱處理工段和所述冷卻處理工段，因此能將雙方從對方奪取的或被對方奪取的熱量作為熱源進(jìn)行加熱和冷卻，從而能得到極高的能效。此外，清洗液的加熱處理工段鄰接于加工機(jī)的冷卻處理工段之前或之后，從而可以使冷卻處理工段和加熱處理工段成為一連串的工段，使熱泵10到冷卻處理工段或加熱處理工段的距離變短，使管路等縮短，從而可以降低成本，并能減少傳遞損失等，從而更加節(jié)能。另外，在工廠內(nèi)每個一連串的加工線都能使加熱冷卻系統(tǒng)完結(jié)，從而能得到極佳的靈活性。此外，由于在一連串的加工線中使用熱泵，所以生產(chǎn)中總是同時需要冷卻和加熱，因此能實(shí)現(xiàn)長時間冷熱同時工作，并可得到能效高的生產(chǎn)線。此外，對于涉及加熱處理工段中的加熱與冷卻處理工段中的冷卻的熱平衡，通過清洗液的設(shè)定溫度來進(jìn)行調(diào)節(jié)(參照圖幻，因此通過下文表述的事項使得長時間連續(xù)的冷熱同時工作成為可能，并可實(shí)現(xiàn)大幅度節(jié)能。即，在要求高精度的機(jī)械加工機(jī)的情況下，為了降低因溫度變化導(dǎo)致的工件和各種裝置的熱膨脹所造成的影響，需將冷卻液的溫度管理幅度設(shè)置得非常窄(例如，正負(fù)rc )。此外，冷卻液的冷卻所需的熱量會因每個季節(jié)的氣溫變化產(chǎn)生很大差異。另一方面，為了發(fā)揮清洗性能，此外為了清洗后的良好干燥，要求清洗液的加熱溫度在規(guī)定溫度以上，然而只要是該規(guī)定溫度以上的溫度，任意的溫度(即使是較高的溫度)都能被容許，因此設(shè)定溫度的幅度比高精度切削時的冷卻液的溫度管理幅度寬。因此，能夠以與按照因季節(jié)變化導(dǎo)致的周圍溫度變化而變化的冷卻液的冷卻所需熱量相一致的方式，來對清洗液的溫度進(jìn)行設(shè)定，即，在冬季等可以將清洗液的溫度設(shè)定成較低，在夏季等可以將清洗液的溫度設(shè)定得較高，從而可以確保熱平衡而無需輔助加熱和輔助冷卻。另外，對于涉及加熱處理工段中的加熱與冷卻處理工段中的冷卻的熱平衡，通過冷卻液的設(shè)定溫度來進(jìn)行調(diào)節(jié)(參照圖2)，因此在利用無需高精度的例如粗切削加工機(jī)的加工工段中，對于冷卻液的溫度設(shè)定幅度有自由度的情況下，能按照清洗液的加熱所需熱量，調(diào)節(jié)冷卻液的溫度設(shè)定來保持熱平衡。因此，無需輔助加熱和輔助冷卻，就能實(shí)現(xiàn)長時間連續(xù)的冷熱同時工作，從而可以實(shí)現(xiàn)大幅度節(jié)能化。變形例等另外，舉例說明主要對第一實(shí)施方式進(jìn)行變形而形成的本發(fā)明的其他實(shí)施方式。 對于加熱處理工段和冷卻處理工段的任意一方，通過根據(jù)其周圍溫度來改變設(shè)定溫度從而調(diào)節(jié)熱平衡。作為加熱處理工段的周圍溫度，可以列舉清洗機(jī)的溫度(清洗機(jī)周圍的氣溫)，將與控制裝置連接的測量清洗機(jī)的溫度的清洗機(jī)溫度傳感器設(shè)置在清洗機(jī)中，如果該清洗機(jī)的溫度在規(guī)定的溫度以上，則轉(zhuǎn)移至S15或S25。或者，作為冷卻處理工段的周圍溫度，可以列舉加工機(jī)溫度(加工機(jī)周圍的氣溫)，將與控制裝置連接的測量加工機(jī)的溫度的加工機(jī)溫度傳感器設(shè)置在加工機(jī)中，如果該加工機(jī)的溫度在規(guī)定的溫度以下，則執(zhí)行S12 或S22。在這種情況下，能根據(jù)周圍溫度改變單側(cè)處理工段的溫度設(shè)定，從而使熱平衡穩(wěn)定， 能夠?qū)崿F(xiàn)長時間連續(xù)冷熱同時工作，從而使能效更好。另外，可以在冷卻一側(cè)管路中灌通對冷卻液進(jìn)行冷卻的冷卻液用制冷劑，使熱泵冷卻該冷卻液用制冷劑，在該情況下，無需將可能含有加工屑的冷卻液導(dǎo)入熱泵，從而能降低產(chǎn)生故障的可能性，此外還能使管路等的設(shè)置變得容易。同樣，也可以在加熱一側(cè)管路中灌通對清洗液進(jìn)行加熱的清洗液用制冷劑，使熱泵加熱該清洗液用制冷劑。此外，在各加工機(jī)中配置冷卻液溫度控制裝置，該冷卻液溫度控制裝置控制冷卻液的溫度。各冷卻液溫度控制裝置利用傳感器檢測加工機(jī)的發(fā)熱量，根據(jù)該發(fā)熱量(從該發(fā)熱量計算出的需要的冷卻量)，將從熱泵接受的(被冷卻的)冷卻液或冷卻液用制冷劑進(jìn)一步冷卻或加熱，進(jìn)而調(diào)節(jié)冷卻液溫度。因此，能獨(dú)立控制供應(yīng)給各加工機(jī)的冷卻液的溫度，能使各加工機(jī)的溫度穩(wěn)定，既能使能效良好，又能提供加工精度高的生產(chǎn)線系統(tǒng)。另外， 可以根據(jù)冷卻液或冷卻液用制冷劑的返回的溫度計算加工機(jī)的發(fā)熱量或需要的冷卻量，在該情況下，配置用于檢測所述返回溫度的傳感器。或者，對于流水線中加工機(jī)的數(shù)量、線路數(shù)、或每條線路上的加工機(jī)數(shù)量、工件的投入機(jī)和輸送機(jī)的數(shù)量、清洗機(jī)數(shù)量或所述內(nèi)容和配置，將清洗機(jī)配置在生產(chǎn)線中加工機(jī)的上游，在加工前進(jìn)行清洗，或者采用車床以外的加工機(jī)，或者混合多個種類的加工機(jī)等， 可以設(shè)置成所述實(shí)施方式以外的各種方式。對于熱平衡的下限值和上限值，可以將它們設(shè)置成絕對值不同的數(shù)值。可以將控制裝置設(shè)置在加工機(jī)等上(與加工機(jī)等的控制裝置為共同的控制裝置)，或者可以將控制裝置多個分散設(shè)置，通過通信進(jìn)行協(xié)調(diào)處理。[第二實(shí)施方式]結(jié)構(gòu)等圖4的(a)是本發(fā)明第二實(shí)施方式的生產(chǎn)線系統(tǒng)101的說明圖。生產(chǎn)線系統(tǒng)101 用于進(jìn)行機(jī)械加工部件制造的切削工段中的切削液的冷卻和之后的清洗工段中的清洗液的加熱，該生產(chǎn)線系統(tǒng)101具備多個切削液槽102，該多個切削液槽102用于儲存切削液； 清洗液槽104，儲存清洗液；以及熱泵110，冷卻切削液并加熱清洗液。熱泵110具備蒸發(fā)器112，通過熱交換將冷水冷卻；以及冷凝器114，通過熱交換將清洗液加熱。蒸發(fā)器112和冷凝器114安裝在熱泵循環(huán)中。在蒸發(fā)器112上連接有接受冷水的冷水回流管路120以及排出冷水的冷水供應(yīng)管路122，在冷水供應(yīng)管路122上安裝有輸送冷水的冷水泵124。此外，冷水供應(yīng)管路122與配置在每個切削液槽102中的浸沒式換熱器1 連接，并且在向各換熱器1 分支的冷水供應(yīng)管路122上設(shè)置有比例閥128。通過將換熱器1 浸入到切削液槽102中，并使由蒸發(fā)器112冷卻過的冷水流過，來利用熱交換冷卻切削液。另外，對于各切削液槽102，配置有作為其他冷源的冷卻機(jī)130，各冷卻機(jī)130與配置在切削液槽102內(nèi)的冷卻機(jī)用換熱器132連接。冷卻機(jī)130將從冷卻機(jī)用換熱器132返回的制冷劑冷卻并向冷卻機(jī)用換熱器132輸送，通過冷卻機(jī)用換熱器132利用與制冷劑的熱交換進(jìn)行對切削液的冷卻。另外，如圖4的(b)所示，可以省略冷卻機(jī)130和冷卻機(jī)用換熱器132。另一方面，接受清洗液的清洗液回流管路140及送出清洗液的清洗液供應(yīng)管路 142與冷凝器114連接，在清洗液供應(yīng)管路142上安裝有輸送清洗液的清洗液泵144。冷凝器114通過熱交換加熱從清洗液回流管路140導(dǎo)入的清洗液，然后向清洗液供應(yīng)管路142 導(dǎo)出，從而加熱來自清洗液槽104的清洗液，然后供應(yīng)給清洗液槽104。此外，在清洗液槽104中配置有作為其他熱源的加熱器用換熱器152，由加熱器 150(電加熱器或蒸汽盤管等)加熱的介質(zhì)通過加熱器用換熱器152的內(nèi)部。加熱器150將從加熱器用換熱器152返回的介質(zhì)加熱，然后輸送給加熱器用換熱器152，通過加熱器用換熱器152利用與介質(zhì)的熱交換對清洗液進(jìn)行加熱。另外，如圖4的(b)所示，可以省略加熱器150和加熱器用換熱器152。另一方面，熱泵110、冷卻機(jī)130以及加熱器150分別與未在圖中表示的控制裝置連接。此外，未在圖中表示的冷水溫度傳感器與未在圖中表示的清洗液溫度傳感器與控制裝置連接，所述冷水溫度傳感器檢測冷水回流管路120內(nèi)的冷水溫度并將其發(fā)送出去，所述清洗液溫度傳感器檢測清洗液回流管路140內(nèi)的清洗液的溫度并將其發(fā)送出去。另外， 各比例閥1 與控制裝置連接，各比例閥1 根據(jù)控制裝置發(fā)出的開度指令可以調(diào)節(jié)開度。 此外，未在圖中表示的切削液槽溫度傳感器分別與控制裝置連接，所述切削液槽溫度傳感器檢測各切削液槽102內(nèi)的切削液溫度并將其發(fā)送出去。圖5是表示隨時間變化的清洗液槽104內(nèi)清洗液的溫度的變化的例子的圖。對于熱泵110的加熱一側(cè)，控制裝置在使工作條件具有溫度幅度W的狀態(tài)下使熱泵110工作。 即，在加熱工作條件中設(shè)置清洗液溫度的下限值L (例如50°C )和上限值H(例如60°C )，如果清洗液溫度超過上限值H，則控制裝置使在清洗液溫度即將超過上限值H之前的加熱量減少，如果清洗液溫度低于下限值L，則控制裝置使在清洗液溫度即將低于下限值L之前的加熱量增加。優(yōu)選溫度幅度W(上限值L和下限值H的差)在2°C 10°C的范圍內(nèi)。此外，對于熱泵110的冷卻一側(cè)，控制裝置也可以在使工作條件具有溫度幅度的狀態(tài)下使熱泵110工作。即，在冷卻工作條件中設(shè)置冷水溫度的冷卻下限值(例如15°C ) 和冷卻上限值(例如25°C )，如果冷水溫度低于冷卻下限值，則控制裝置使在冷水溫度即將低于冷卻下限值之前的冷卻量減少，如果冷水溫度超過冷卻上限值，則控制裝置使在冷水溫度即將超過冷卻上限值之前的冷卻量增加。控制裝置在切削工段中的粗加工工段實(shí)施時進(jìn)行在熱泵110中保持溫度幅度的冷卻運(yùn)轉(zhuǎn)，可以通過是否按下按鈕、是否打開或關(guān)閉開關(guān)、或者有無導(dǎo)入至粗加工機(jī)的工件(工件傳感器是否檢測到工件)中的至少任一項來掌握是否是在粗加工工段實(shí)施中。另外，優(yōu)選溫度幅度(冷卻上限值和冷卻下限值的差)在 2°C 10°C的范圍內(nèi)。動作等通過控制裝置使冷水泵IM起動從而導(dǎo)入通過冷水回流管路120的冷水，并且使清洗液泵144起動從而導(dǎo)入通過清洗液回流管路140的清洗液，接著使熱泵110起動。熱泵110根據(jù)控制裝置的指令，通過蒸發(fā)器112將導(dǎo)入的冷水冷卻，并使冷卻后的冷水通過冷水供應(yīng)管路122供應(yīng)給換熱器126，并且通過冷凝器114將導(dǎo)入的清洗液加熱， 并使加熱后的清洗液通過清洗液供應(yīng)管路142供應(yīng)給清洗液槽104。在此，關(guān)于加熱清洗液(圖5等)，雖然為了使清洗液發(fā)揮清洗性能需要使清洗液的溫度在規(guī)定的溫度下限值以上，但對于上限值則限制很少。因此，即使由清洗液溫度傳感器檢測到的清洗液溫度超過根據(jù)所述溫度下限值設(shè)定的下限值L，控制裝置可以不改變熱泵110的加熱工作狀態(tài)繼續(xù)加熱清洗液。此外，當(dāng)清洗液溫度傳感器檢測到清洗液溫度超過上限值H時，控制裝置會減少熱泵110的加熱量，容許清洗液溫度下降(箭頭B1，B》。另外，箭頭B2之前表示在休息時間(休憩時間)中的升溫。另一方面，當(dāng)清洗液溫度低于下限值L時，控制裝置會增加熱泵110的加熱量，使清洗液的溫度上升(箭頭Cl，C2)。在此，控制裝置也使加熱器150進(jìn)行合適的運(yùn)轉(zhuǎn)，來輔助熱泵110的加熱。此時，對于加熱器150，控制裝置使其以能將清洗液溫度提高至比下限值L高的最小限度的發(fā)熱量進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，并盡可能利用熱泵110進(jìn)行加熱。另外，部件清洗數(shù)量(清洗量)的急劇增加和注入清洗水的補(bǔ)給水等情況下會產(chǎn)生清洗液溫度下降。另一方面，對于切削液的冷卻，粗加工工段與精密切削工段(精加工工段)相比不要求嚴(yán)密的精度，切削液也不要求嚴(yán)密的溫度精度，雖然需要使切削液的溫度低于規(guī)定溫度上限值，但對于下限值則限制很少。因此，當(dāng)控制裝置在獲知是粗加工工段時，即使由冷水溫度傳感器檢測到的冷水溫度(與切削液溫度對應(yīng))低于根據(jù)所述溫度上限值設(shè)定的上限值，也可以不改變熱泵110的冷卻運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)繼續(xù)冷卻切削液。此外，如果控制裝置通過冷水溫度傳感器獲知冷水溫度低于下限值，則減少熱泵110的冷卻量，并容許切削液溫度上升。此外，由于在精密切削工段中要求嚴(yán)密的溫度管理(例如，將特定溫度(車床床身溫度)設(shè)定在正負(fù)rc以內(nèi))，當(dāng)未獲知是粗加工工段時，控制裝置不進(jìn)行粗加工工段時的控制，而是冷卻冷水使切削液溫度停留在要求的范圍內(nèi)。另外，控制裝置也使冷卻機(jī)130進(jìn)行適當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)，來輔助熱泵110對切削液進(jìn)行冷卻。此時，對于冷卻機(jī)130，控制裝置使冷卻機(jī)130以能使冷水溫度(切削液溫度)低至比上限值低的最小限度的冷卻量的方式進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，并盡可能利用熱泵110進(jìn)行冷卻。另外，控制裝置根據(jù)由切削液槽溫度傳感器得到的個別切削液槽102內(nèi)的切削液溫度以及另外得到的冷水溫度，分別調(diào)節(jié)對應(yīng)的比例閥128的開度。效果等
上面的生產(chǎn)線系統(tǒng)101具備將切削液冷卻并將清洗液加熱的熱泵110，如果清洗液的溫度高于規(guī)定上限值H，熱泵110會減少加熱量，如果清洗液的溫度低于規(guī)定下限值L， 熱泵110會增加加熱量。因此，與通過熱泵使切削液溫度和清洗液溫度分別維持在各自特定溫度的以往的情況相比，通過共同的熱泵110能高效地進(jìn)行冷卻和加熱，此外，通過減少加熱運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的切換次數(shù)能更多地顧及到效率，所以能使切削液的冷卻或清洗液的加熱在節(jié)能狀態(tài)下進(jìn)行。此外，在粗加工工段中將切削液冷卻時，如果切削液的溫度低于規(guī)定的冷卻下限值，則熱泵110會減少冷卻量，如果高于規(guī)定的冷卻上限值，則熱泵110會增加冷卻量。因此，在冷卻運(yùn)轉(zhuǎn)中也能達(dá)到運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的切換次數(shù)少且效率極佳的運(yùn)轉(zhuǎn)，并能使切削液的冷卻或清洗液的加熱在更節(jié)能的狀態(tài)下進(jìn)行。另外，關(guān)于清洗液的加熱，由于上限值H與下限值L的差(溫度幅度W)是2°C至 10°C，因此作為清洗液的溫度既能滿足所期望的條件，又能使熱泵110的高效運(yùn)轉(zhuǎn)的持續(xù)程度不至于過短，或者能使運(yùn)轉(zhuǎn)的切換次數(shù)不頻繁。因此，能很好地保持加熱性能和效率的平衡，從而可以兼顧具有良好的加熱性能及保持高效。同樣，由于冷卻上限值與冷卻下限值的差是2°C至10°C，所以作為粗加工工段時的切削液溫度既能滿足所期望的條件，又能兼顧具有良好的冷卻性能及保持高效。此外，由于另外具備加熱清洗液的加熱器150，因此能防止清洗液溫度低于下限值 L而使清洗性能下降的期間長期化，此外，還能保證清洗液溫度急劇下降及熱泵110運(yùn)轉(zhuǎn)不正常時的備份，從而可以提高可靠性。另外，由于具備使切削液冷卻的其他冷源，因此能防止切削液溫度超過冷卻上限值從而可能對切削精度產(chǎn)生影響的期間長期化，此外，還能保證切削液溫度急劇上升及熱泵110運(yùn)轉(zhuǎn)不正常時的備份，從而可以提高可靠性。另外，在每個切削液槽102中設(shè)置能檢測切削液溫度的切削液槽溫度傳感器，根據(jù)切削液槽102內(nèi)的切削液溫度(或冷水溫度)調(diào)節(jié)與其對應(yīng)的比例閥128的開度，因此能按照各切削液槽102的負(fù)荷狀態(tài)適宜冷卻切削液。[第三實(shí)施方式]結(jié)構(gòu)等圖6的(a)表示第三實(shí)施方式的生產(chǎn)線系統(tǒng)201，除了使熱泵為三模式熱泵210以外，與第二實(shí)施方式具備相同的結(jié)構(gòu)。三模式熱泵210具備風(fēng)扇211，除具有冷卻·加熱同時運(yùn)轉(zhuǎn)的功能外，還具有冷卻單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)功能或加熱單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)功能。另外，如圖6的(b)所示， 可以省略冷卻機(jī)130和冷機(jī)用換熱器132，和/或加熱器150和加熱器用換熱器152。動作等在涉及切削液槽102的冷水的冷卻負(fù)荷和涉及清洗液槽104的清洗液的加熱負(fù)荷同時存在的情況下，控制裝置使三模式熱泵210進(jìn)行冷卻 加熱同時運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，在存在冷卻負(fù)荷而不存在加熱負(fù)荷、無須加熱的情況下，控制裝置使三模式熱泵210進(jìn)行冷卻單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)。另外，在存在加熱負(fù)荷而不存在冷卻負(fù)荷、無須冷卻的情況下，控制裝置使三模式熱泵210進(jìn)行加熱單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)。三模式熱泵210對于冷卻 加熱同時運(yùn)轉(zhuǎn)和加熱單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)中的加熱一側(cè)，與第二實(shí)施方式形同，以具有溫度幅度的狀態(tài)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，對于粗加工工段中的冷卻·加熱同時運(yùn)轉(zhuǎn)和冷卻單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)中的冷卻一側(cè)；以及冷卻·加熱同時運(yùn)轉(zhuǎn)和加熱單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)中的加熱一側(cè)，與第二實(shí)施方式相同，以具有溫度幅度的狀態(tài)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。
效果等在生產(chǎn)線系統(tǒng)201中，由于使用可執(zhí)行冷卻 加熱同時運(yùn)轉(zhuǎn)、冷卻單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)或加熱單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)的三模式熱泵210作為熱泵，因此不管冷卻負(fù)荷和加熱負(fù)荷怎樣出現(xiàn)或變化，都能通過切換運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而靈活應(yīng)對并進(jìn)行合適的處理。此外，在三模式熱泵210中，如果清洗液的溫度超過規(guī)定上限值則減少加熱量，如果清洗液的溫度低于規(guī)定下限值則增加加熱量，或者，對于在粗加工工段中的切削液的冷卻也進(jìn)行同樣的處理，因此能保持極佳的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。另外，由于在生產(chǎn)線系統(tǒng)201中配置加熱器150和冷卻機(jī)130，因此能實(shí)現(xiàn)維持各液體的性能并保證備份。發(fā)明等在此，主要表述第二實(shí)施方式或第三實(shí)施方式的發(fā)明。(1) 一種生產(chǎn)線系統(tǒng)，其特征在于，具備使切削液冷卻并對清洗液進(jìn)行加熱的熱泵，當(dāng)所述清洗液的溫度高于規(guī)定的上限值時，所述熱泵會減少加熱量或停止加熱，當(dāng)所述清洗液的溫度低于規(guī)定的下限值時，所述熱泵會增加加熱量或恢復(fù)加熱。該發(fā)明的目的在于提供一種能抑制初期費(fèi)用和經(jīng)營費(fèi)用，并能通過高效運(yùn)用熱泵實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步節(jié)能化的生產(chǎn)線系統(tǒng)(冷卻加熱系統(tǒng))。(2)根據(jù)(1)所述的生產(chǎn)線系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)在粗加工工段中冷卻所述切削液時，當(dāng)所述切削液的溫度低于規(guī)定的冷卻下限值時，所述熱泵減少冷卻量或停止冷卻，當(dāng)所述切削液的溫度高于規(guī)定的冷卻上限值時，所述熱泵增加冷卻量或恢復(fù)冷卻。除了所述目的以外，該發(fā)明的目的還在于提供一種能實(shí)現(xiàn)熱泵更加高效的運(yùn)用并能使裝置節(jié)能化的生產(chǎn)線系統(tǒng)。(3)根據(jù)⑴或⑵所述的生產(chǎn)線系統(tǒng)，其特征在于，所述上限值與所述下限值的差為2°C至10°C，和/或所述冷卻上限值與所述冷卻下限值的差為2°C至10°C。除了所述目的以外，該發(fā)明的目的還在于可以兼顧具有良好的冷卻加熱性能及保
持高效。(4)根據(jù)⑴至(3)中任一個所述的生產(chǎn)線系統(tǒng)，其特征在于，所述熱泵是能進(jìn)行冷卻·加熱同時運(yùn)轉(zhuǎn)、冷卻單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)或加熱單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)的三模式熱泵。除了所述目的以外，該發(fā)明的目的還在于即使冷卻負(fù)荷和加熱負(fù)荷的雙方的大小及出現(xiàn)時機(jī)各種各樣，也能進(jìn)行合適的處理。(5)根據(jù)(1)至中任一個所述的生產(chǎn)線系統(tǒng)，其特征在于，具備對所述清洗液進(jìn)行加熱的其他熱源，和/或具備對所述切削液進(jìn)行冷卻的其他冷源。除了所述目的以外，該發(fā)明的目的還在于能防止清洗液的溫度低于下限值的期間和切削液溫度高于上限值的期間長期化，并能保證備份及提高可靠性。變形例等另外，舉例說明主要對第二實(shí)施方式或第三實(shí)施方式進(jìn)行變形而形成的本發(fā)明的其他實(shí)施方式?？梢詫⒖刂蒲b置設(shè)置在熱泵、加熱器以及冷卻機(jī)等上(設(shè)置與熱泵等共同的控制裝置)，或者使控制裝置多個分散設(shè)置，通過通信進(jìn)行協(xié)調(diào)處理。對于清洗液的溫度， 為得到清洗液槽內(nèi)和清洗液供應(yīng)管路內(nèi)的清洗液的溫度，清洗液溫度傳感器的設(shè)置位置也按照檢測位置的改變而改變，或者對于冷水溫度(切削液溫度)也采取同樣的方式進(jìn)行改變。對于熱泵的運(yùn)轉(zhuǎn)，如果清洗液的溫度超過上限值則停止加熱，或者如果清洗液的溫度低于下限值則恢復(fù)加熱，對于粗加工工段時的切削液溫度也采取同樣的方式進(jìn)行改變。對于切削液，可以不設(shè)置浸沒式換熱器，而直接導(dǎo)入熱泵進(jìn)行冷卻并使其返回，對于清洗液，可以設(shè)置溫水回路和換熱器，對溫水加熱并輸送至換熱器，通過換熱器加熱清洗液?？梢栽O(shè)置開關(guān)閥來代替比例閥。在粗加工工段中為了進(jìn)行輔助冷卻，也可以使冷卻機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)線系統(tǒng)，其特征在于包括冷卻處理工段，對工件的機(jī)械加工機(jī)的冷卻液進(jìn)行冷卻；以及加熱處理工段，對清洗液進(jìn)行加熱，在利用所述機(jī)械加工機(jī)進(jìn)行加工前或加工后，利用所述清洗液對所述工件進(jìn)行清洗，通過一個熱泵循環(huán)進(jìn)行加熱處理和冷卻處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)線系統(tǒng)，其特征在于，對于所述加熱處理工段和所述冷卻處理工段中的任意一方，通過根據(jù)周圍溫度來改變設(shè)定溫度，來調(diào)節(jié)所述加熱處理工段中的加熱與所述冷卻處理工段中的冷卻的熱平衡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生產(chǎn)線系統(tǒng)，其特征在于，利用冷卻液用制冷劑冷卻所述冷卻液，并通過所述熱泵循環(huán)冷卻所述冷卻液用制冷劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的生產(chǎn)線系統(tǒng)，其特征在于，設(shè)置有多個所述機(jī)械加工機(jī)，并在各個所述機(jī)械加工機(jī)上配置有控制所述冷卻液溫度的冷卻液溫度控制裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的生產(chǎn)線系統(tǒng)，其特征在于，通過所述清洗液的設(shè)定溫度來調(diào)節(jié)所述加熱處理工段中的加熱與所述冷卻處理工段中的冷卻的熱平衡。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的生產(chǎn)線系統(tǒng)，其特征在于，通過所述冷卻液的設(shè)定溫度來調(diào)節(jié)所述加熱處理工段中的加熱與所述冷卻處理工段中的冷卻的熱平衡。
全文摘要
本發(fā)明提供一種涉及機(jī)械加工機(jī)的生產(chǎn)線系統(tǒng)，其能效高且富于靈活性。生產(chǎn)線系統(tǒng)(1)包括冷卻處理工段，對工件的機(jī)械加工機(jī)(車床(M))的冷卻液進(jìn)行冷卻；以及加熱處理工段，對清洗機(jī)(R)的清洗液進(jìn)行加熱，在利用車床(M)進(jìn)行加工后，清洗機(jī)(R)利用清洗液對工件進(jìn)行清洗，通過利用熱泵(10)的一個熱泵循環(huán)進(jìn)行所述加熱處理工段和所述冷卻處理工段。此外，通過所述清洗液的設(shè)定溫度和所述冷卻液的設(shè)定溫度來調(diào)節(jié)所述加熱處理工段中的加熱與所述冷卻處理工段中的冷卻的熱平衡。
文檔編號B23Q11/00GK102161166SQ20111004471
公開日2011年8月24日 申請日期2011年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月24日
發(fā)明者三浦隆幸, 中山浩, 柏本學(xué), 柴芳郎, 柴茂光, 櫻場一郎 申請人:愛信艾達(dá)株式會社, 通用熱泵工業(yè)株式會社