[实用新型]综合加工机主轴系统适应性冷却控制装置

说明书

技术领域

本实用新型是关于一种综合加工机主轴系统适应性冷却控制装置，特别指一种能撷取综合加工机的主轴转速与温度信号而得出主轴冷却系统参数的控制装置；根据温度及转速信号回馈并做冷却系统参数自动调整以完成冷却控制动作，以达到综合加工机加工精度准确度。

背景技术

近几年来，综合加工机产业都朝向高转速及高精密度的领域迈进，而高速化之后所衍生的发热问题，成为影响综合加工机精密度的因素之一。因为主轴在高速旋转动作时，其内部持续地产生的热源，在聚集的热负荷情形下，会对综合加工机的主轴精度造成相当大的影响，尤其在长时间进行加工及环境温度多重影响因素结合情况，更加剧因发热而破坏加工精密性。因此，传统针对综合加工机发热问题的因应对策有：

(1)隔离热源技术：即采用低传导或是热膨胀系数的材料构成重要的零组件，或针对主轴施予隔离降温手段。但此种热源控制技术需求高成本与技术门槛，因而不易实施完成有效对抗热变位的技术。

(2)移除热源技术：移除热源技术，采用主轴单元与冷却系统成重要的冷却循环单元，通过冷却系统输送冷却油进入主轴冷却回路施予移除热源降温手段。

然而上述的移除热源技术，其冷却系统皆是以固定冷却温度、流量、参数进行冷却控制，虽然可达成主轴的热源移除降温，但未加考虑综合加工机主轴单元在加工运转中转速变化所造成的发热能量与冷却系统冷却能量的关系，致使造成主轴温度不稳定而热胀冷缩问题发生。

另外，亦有新技术是通过流量控制装置，根据综合加工机主轴单元在加工运转中转速变化进行流量调整，来达到主轴温度稳定状态，但流量的调整是皆是通过压力的变化来进行增加或减少，却无法考虑到原先冷却管路设计所能承受的热交换率、压力范围与最大容许流量，致使无明显改善热变位、造成冷却管路损坏与噪音问题发生。

这两种因素将导致冷却系统无法以稳定且精确方式进行冷却动作，造成综合加工机在进行加工时，工作物表面粗糙度不良等事情。足见已知综合加工机的冷却控制技术，仍亟待改进。

实用新型内容

本实用新型主要目的，是在提供一种综合加工机主轴系统适应性冷却控制装置，通过温度传感器、温度卡、控制器系统的宏程序单元、通信模块与主轴冷却系统的通信模块、冷却单元的控制装置；可依综合加工机执行加工程序的主轴运转及温度感测信号，将此信号再通过控制器系统分析出主轴冷却状态而去判断是否需调整冷却参数并传送给主轴冷却系统；藉此冷却控制装置，以达到综合加工机良好加工精度。

为了达到上述目的，本实用新型实施例提供一种综合加工机主轴系统适应性冷却控制装置，其包含：设置在一综合加工机的一控制器装置、至少一设置在该综合加工机的主轴单元的温度传感器、一温度撷取装置及一主轴冷却系统；该控制器装置内建一用于控制该主轴冷却系统的宏程序单元；该温度传感器装设于该主轴单元，量测该主轴单元的温度，将所测得的温度信号回馈给该温度撷取装置；该温度撷取装置与该温度传感器及该控制器装置连接，撷取该温度传感器测得的温度信号，将该温度信号作数字转换及过滤噪声干扰，再传送到该宏程序单元；该主轴冷却系统是设置于该综合加工机的周边设备，接收该宏程序单元的冷却控制参数，将一冷却液输送到该主轴单元进行冷却。

在其中一种实施例中，该控制器装置包含一第一通信模块，该第一通信模块连接于该主轴冷却系统。

在其中一种实施例中，该主轴冷却系统包含一存储该冷却液的冷却液存储单元，一连通该冷却液存储单元用于汲取该冷却液的冷却液汲取单元，一个或一个以上连通该冷却液汲取单元与该主轴单元的管路，及一连接该冷却液汲取单元的第二通信模块，该第二通信模块并连接该控制器装置的第一通信模块接收该冷却控制参数。

在其中一种实施例中，该第一通信模块与该第二通信模块为I/O通信模块。

在其中一种实施例中，该控制器装置为可程序逻辑控制装置。

在其中一种实施例中，该综合加工机为立式综合加工机、卧式综合加工机、龙门型综合加工机或五轴综合加工机其中之一。

本实用新型综合加工机主轴系统适应性冷却控制装置所达成的功效，在适应性冷却控制功能方面，是根据信号分析及最佳化控制理论基础完成适应性冷却控制动作，将每次撷取到的信号通过控制器装置的宏程序单元作信号分析及最佳化控制运算，本实用新型可改善已知冷却控制技术中，未考虑综合加工机主轴单元在加工运转中转速变化所造成的发热能量与冷却系统冷却能量的关系，致使造成主轴温度不稳定而热胀冷缩问题发生。

附图说明

以下配合附图详细说明本实用新型的特征及优点：