綜合加工機的熱補償裝置的製作方法

2023-05-31 04:27:01

專利名稱：綜合加工機的熱補償裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型系有關一種綜合加工機的熱補償裝置，特別指一種實時監控綜合加工機主軸或伺服軸熱變位量，並進行補償動作以確保精密度的熱補償裝置。
背景技術：
公知的綜合加工機發展趨勢，是朝向主軸高轉速、高速進給及CNC控制等研發方向，期有助於加工成本降低，並提升加工品質及產能。然而，綜合加工機高轉速主軸的馬達、軸承等，高速進給系統的滾珠導螺杆或其它組件、裝置運轉時，均會產生一定的熱量，造成綜合加工機的主軸或進給系統結構溫升，並產生熱變位影響到實際上的加工精度，尤其是主軸或滾珠導螺杆的轉速愈高時，其溫升愈大熱變位也愈大，因此，業界提出一種熱變位補正的概念，利用補正技術可將綜合加工機的誤差降低，期以得到較佳的加工精度。
公知的熱變位補正技術，是使用主軸油冷裝置來冷卻主軸運轉時的發熱量，其通常包括有一熱交換機可排除綜合加工機的熱，一冷卻油的輸送管道連接於熱交換機及主軸箱內，即能由冷卻油攜出主軸的熱量，並在熱交換機散熱後進行循環冷卻，由此減少主軸些許的熱伸長量。但是，通過油冷裝置冷卻綜合加工機的主軸，仍無法控制主軸加工中心點達到一定精確度，因為綜合加工機的結構仍會因溫度變化造成結構變形，所以，單一使用主軸油冷機的補正技術，難以確保主軸加工中心點可以達到一定的精確度範圍。
實用新型內容本實用新型主要目的，是提供一種綜合加工機的熱補償裝置，是一種實時監控綜合加工機主軸或伺服軸熱變位量，並進行補償動作以確保精密度的熱補償裝置，由此達成綜合加工機切削加工精密化的功效。
依上述目的，本實用新型的實施內容是包括若干溫度傳感器、一溫度卡及一控制器所組成，其中該溫度傳感器可為熱電偶式、電阻式、熱敏電組式或其它形式的溫度感測組件，乃裝置於綜合加工機的熱量產生位置或熱集中位置，例如主軸或伺服軸，將所測得的溫度信號回饋給下述的溫度卡；該溫度卡是一種用以擷取溫度傳感器所測溫度信號的裝置，與上述的溫度傳感器構成連接；該控制器是用以作系統監控、運算數據及控制補償系統，控制器包含有運算模塊及可編程邏輯控制模塊；由上述溫度傳感器、溫度卡及控制器對綜合加工機的主軸或進給系統運轉所造成的熱量進行監控，並通過控制器系統運算來補償主軸或伺服軸的熱變位，以達成綜合加工機加工精度的準確性。


圖1為本實用新型綜合加工機的正面示意圖。
圖2為本實用新型綜合加工機的側面示意圖。
圖3為本實用新型熱補償裝置的結構示意圖。
圖4為本實用新型執行熱補償動作的方塊示意圖。
具體實施方式
參閱圖1～4所示，本實用新型「綜合加工機的熱補償裝置」，是一種可以實時監控綜合加工機100熱變位量而進行補償的主軸或伺服軸熱補償裝置，其包括若干溫度傳感器1、一溫度卡2及一控制器3所組成，且該控制器3包含有一運算模塊4及一可編程邏輯控制模塊5，其中溫度傳感器1，參閱圖3所示，是一種可感測溫度的電子組件，可為熱電偶式、電阻式、熱敏電組式或其它形式的溫度感測組件，其裝設於綜合加工機100結構中熱量發生位置或最聚集位置，包含裝置於綜合加工機100的主軸200選定處、伺服軸300及其它部位選定處(參閱圖1及圖2所示)，用以量測綜合加工機100的機體溫度，並能將所測得的溫度信號回饋給下述的溫度卡2讀取；溫度卡2，參閱圖3所示，是一種用以擷取溫度傳感器1所測溫度信號的電子裝置，與上述的溫度傳感器1構成電性連接，其包含有單晶片的處理運算，用來過濾其它噪聲，以獲得正確的溫度數據，且溫度卡2是與下述的控制器3連接；控制器3，參閱圖3所示，是用以作系統監控、運算數據及控制補償系統，控制器3包含有下述的運算模塊4及可編程邏輯控制模塊5，通過控制器3可對綜合加工機100的主軸200或伺服軸300運轉所造成熱量經過溫度傳感器1及溫度卡2進行監控，並通過控制器3運算主軸200或伺服軸300的熱變位量；運算模塊4，參閱圖3所示，可計算出主軸200或伺服軸300的三維空間(X、Y、Z)熱變位量，並使處理運算後的熱補償量傳送至下述的可編程邏輯控制模塊5，以進行實際的熱變位補正；可編程邏輯控制模塊5，參閱圖3所示，可執行上述運算模塊4所運算的熱變位量，對主軸200或伺服軸300實行熱補償量，補正其結構變形或位移，以確保主軸200或伺服軸300實際運轉時，能保持一定精確度；上述溫度傳感器1、溫度卡2、控制器3、運算模塊4及可編程邏輯控制模塊5組成本實用新型的綜合加工機的熱補償裝置。
本實用新型執行主軸或伺服軸熱補償的方式，參閱圖4所示，是由溫度傳感器1監測綜合加工機的溫度，再將所測得的溫度信號回饋給溫度卡2，並由溫度卡2過濾其它噪聲，以獲得正確的溫度數據。該溫度數據並會被傳送給所述的控制器3，由控制器3的運算模塊4運算處理溫度數據，計算出主軸200或伺服軸300的三維空間(X、Y、Z)熱變位量，並將熱變位量交由可編程邏輯控制模塊5執行補償動作，由此使主軸200或伺服軸300實際進行補正動作，以達成加工尺度精密功能。
上述具體實施方式
僅用以說明本實用新型，而非限定本實用新型。
權利要求1.一種綜合加工機的熱補償裝置，其特徵在於，包括一溫度傳感器，為可感測溫度的電子組件，裝設於綜合加工機結構中；一溫度卡，是擷取溫度傳感器所測溫度信號的電子裝置，與所述的溫度傳感器構成電性連接，其包含有單晶片，以處理運算過濾其它雜訊並獲得溫度數據；一控制器，與溫度卡連接，該控制器包含有一運算模塊及一可編程邏輯控制模塊，所述的運算模塊，可計算出三維空間的熱變位量，並使處理運算後的熱補償量傳送至所述的可編程邏輯控制模塊；所述的可編程邏輯控制模塊，可執行熱變位量，並控制執行熱補償量，補正綜合加工機的結構變形或位移。
2.如權利要求1所述的綜合加工機的熱補償裝置，其特徵在於，所述溫度傳感器是設置於綜合加工機的主軸或伺服軸。
專利摘要本實用新型綜合加工機的熱補償裝置，是一種實時監控綜合加工機熱變位量而進行補償的主軸或伺服軸熱補償裝置，其包括若干溫度傳感器設置於綜合加工機的熱量產生位置或熱集中位置、一溫度卡用以擷取溫度傳感器所測得的溫度數據，以及一控制器用以作系統監控、運算數據及控制補償系統，該控制器包含有運算模塊及可編程邏輯控制模塊，由此對綜合加工機的主軸及進給系統運轉所造成的熱量進行監控，並通過控制器系統運算來補償主軸的熱變位，以達成綜合加工機加工精度的準確性。
文檔編號B23Q15/12GK2873409SQ20052012217
公開日2007年2月28日 申請日期2005年11月28日 優先權日2005年11月28日
發明者徐正亮 申請人:陳志平