CN104625865B - 机床自适应冷却系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机床自适应冷却系统，包括冷风机、冷风管、用于喷出冷却风的喷头和用于调节喷头出风位置的机械臂，冷风机内设置有制冷系统，喷头设置在机械臂上，冷风管进风端与冷风机连接，出风端与喷头连接，还包括用于对喷头出风速度进行调节的风速调节系统，使得喷头的出风风速可根据所需加工工件的温度进行变化，具有更加针对性的冷却效果。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工冷却领域，特别涉及一种机床自适应冷却系统。
背景技术
金属的机加工过程中，由于刀具与工件之间由于切削或铣削会产生大量的热量，如不加以冷却，会对加工精度和工件的理化性质具有诸多不利影响。现有的冷却方式包括冷却液冷却和风冷却，其中，风冷却由于具有使用、存储、保洁和处理方便等优点，且对环境和操作者身体健康不会像切削液一样造成不利后果，而受到普遍重视。
现有技术中，一般通过风冷机提供冷风，冷风机的制冷系统一般包括压缩机、冷凝器和蒸发器，冷风由蒸发器冷风出口传输至喷嘴喷出用于冷却，出风角度和出风位置不便调节，且，不同的工件冷却需要不同的冷却温度，现有的有根据工件加工处的温度对冷风机的出风温度进行自动调节，但冷风机在使用过程中，其出风风速调节不方便，需要靠近冷风机进行操作，会对操作者的身体健康造成一定影响。
因此，需要对现有的机床风冷设备进行改进，使冷风机在工作过程中，能够根据所加工的工件的温度对冷风机的出风风速进行自适应调节，使作业人员无需靠近冷风机即可操作，且操作方便快捷。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种可线控出风温度的冷风射流机，在冷风机工作过程中，操作者可结合所加工的工件的具体情况和冷风机当前的出风温度对冷风机的出风温度进行调节，使其无需靠近冷风机即可操作，且操作方便快捷。
本发明的机床自适应冷却系统，包括冷风机、冷风管、用于喷出冷却风的喷头和用于调节喷头出风位置的机械臂，冷风机内设置有制冷系统，喷头设置在机械臂上，冷风管进风端与冷风机连接，出风端与喷头连接，还包括用于对喷头出风速度进行调节的风速调节系统，风速调节系统包括：温度传感器，温度传感器设置于机械臂用于采集加工工件的温度参数；控制器，控制器信号输入端连接于温度传感器信号输出端用于接收温度传感器所采集温度参数；控制器信号输出端连接于风冷机信号输入端用于根据当前温度参数输出风速升高或降低的调节信号；
进一步，所述机械臂包括臂座、连接臂和伸长液压缸，臂座竖直设置并能绕竖直方向转动，连接臂以可在竖直平面内转动的方式设置于臂座上端，伸长液压缸的缸体以可在竖直平面内转动的方式设置于连接臂，喷头固定设置在伸长液压缸的活塞杆上；
本发明的机床自适应冷却系统还包括机械臂控制系统，所述机械臂控制系统包括固定设置在所述臂座上的用于驱动连接臂转动旋转电机Ⅰ、设置于连接臂上用于驱动伸长液压缸转动的旋转电机Ⅱ以及设置于机架用于驱动臂座转动的旋转电机Ⅲ。
进一步，所述机械臂控制系统还包括用于控制机械臂调节角度的机械臂控制装置，所述控制装置包括：
控制单元Ⅰ，与所述旋转电机Ⅰ信号连接并用于控制其工作；
控制单元Ⅱ，与所述旋转电机Ⅱ信号连接并用于控制其工作；
控制单元Ⅲ，与所述旋转电机Ⅲ信号连接并用于控制其工作。
进一步，所述温度传感器包括温度传感器Ⅰ、温度传感器Ⅱ、温度传感器Ⅲ和温度传感器Ⅳ；所述温度传感器Ⅰ和温度传感器Ⅱ分别设置于所述喷头上端与下端，所述温度传感器Ⅲ和温度传感器Ⅳ分别设置于所述喷头左端与右端；所述机械臂控制器信号输入端均与温度传感器Ⅰ、温度传感器Ⅱ、温度传感器Ⅲ和温度传感器Ⅳ信号输出端连接。
本发明的有益效果：本发明的机床自适应冷却系统，通过调节机械臂的位置与姿态，使得喷头的位置可根据所需加工工件的具体加工部位进行变化，具有更加针对性的冷却效果；另外，设置风速调节系统，温度传感器检测加工工件的温度参数，把温度参数反馈至控制器，控制器根据该温度参数向冷风机发出控制信号，实现自动调节冷风机内压缩机的转速，从而自动调节喷头出风风速的目的，达到自适应温度控制的效果。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明的温度传感器布置示意图；
图3为本发明的控制流程示意图。
具体实施方式
图1为本发明结构示意图，图3为本发明的控制流程示意图，如图所示：本实施例的机床自适应冷却系统，包括冷风机1、冷风管2、用于喷出冷却风的喷头3和用于调节喷头3出风位置的机械臂4，冷风机1内设置有制冷系统，喷头3设置在机械臂4上，冷风管2进风端与冷风机1连接，出风端与喷头3连接，还包括用于对喷头3出风速度进行调节的风速调节系统，风速调节系统包括：温度传感器5，温度传感器5设置于机械臂4用于采集加工工件的温度参数；控制器，控制器信号输入端连接于温度传感器5信号输出端用于接收温度传感器5所采集温度参数；控制器信号输出端连接于风冷机信号输入端用于根据当前温度参数输出风速升高或降低的调节信号，制冷系统包括按制冷剂流程依次连通的制冷压缩机、冷凝器、毛细管组和换热器，制冷剂在换热器内蒸发气化后回至制冷压缩机进口，换热器设有冷风进口和冷风出口，通过控制制冷压缩机的转速可以实现对冷风机1出风风速的控制，因此，当控制器接受到的温度参数值高于预设温度值时，控制器向冷风机1发出风速升高的控制信号，从而使冷风机1出风量提高，提升喷头3出风口的风速，最终使被加工工件温度下降。
本实施例中，所述机械臂4包括臂座41、连接臂42和伸长液压缸43，臂座41竖直设置并能绕竖直方向转动，连接臂42以可在竖直平面内转动的方式设置于臂座41上端，伸长液压缸43的缸体以可在竖直平面内转动的方式设置于连接臂42，喷头3固定设置在伸长液压缸43的活塞杆上；通过调节机械臂4的姿态，喷头3可随连接臂42和伸长液压缸43在竖直平面内的转动，而达到上升高度或降低高度的目的，并通过伸长液压缸43活塞杆的伸缩达到横向移动的目的，同时，通过臂座41绕竖直方向转动可以使喷头3在水平面内移动，从而使得喷头3的出风位置可在竖直平面内根据实际加工工件的加工部位进行调节。
本发明的机床自适应冷却系统还包括机械臂4控制系统，所述机械臂4控制系统包括固定设置在所述臂座41上的用于驱动连接臂42转动旋转电机Ⅰ、设置于连接臂42上用于驱动伸长液压缸43转动的旋转电机Ⅱ以及设置于机架用于驱动臂座41转动的旋转电机Ⅲ，其中，旋转电机Ⅰ的机体固定设置在臂座41上端，连接臂42固定连接于旋转电机Ⅰ的旋转输出轴上，旋转电机Ⅱ的机体固定连接于连接臂42上，伸长液压缸43的缸体固定设置在旋转电机Ⅰ的旋转输出轴上，可随同做转动运动；旋转电机Ⅲ固定于本装置的机架上，臂座41固定于旋转电机Ⅲ的旋转输出轴上。
本实施例的机械臂4控制系统包括用于控制机械臂4调节角度的控制装置，控制装置包括：控制单元Ⅰ，与旋转电机Ⅰ信号连接并用于控制其工作；控制单元Ⅱ，与旋转电机Ⅱ信号连接并用于控制其工作，控制单元Ⅲ，与所述旋转电机Ⅲ信号连接并用于控制其工作，控制单元Ⅰ、控制单元Ⅱ与控制单元Ⅲ均通过无线传输与对应的电机连接，并控制对应电机的工作，具体工作原理属于现有技术，在此不再赘述。
本实施例中，所述温度传感器5包括温度传感器Ⅰ51、温度传感器Ⅱ52、温度传感器Ⅲ53和温度传感器Ⅳ54；所述温度传感器Ⅰ51和温度传感器Ⅱ52分别设置于所述喷头3上端与下端，所述温度传感器Ⅲ53和温度传感器Ⅳ54分别设置于所述喷头3左端与右端；所述机械臂4控制器信号输入端均与温度传感器Ⅰ51、温度传感器Ⅱ52、温度传感器Ⅲ53和温度传感器Ⅳ54信号输出端连接，温度传感器Ⅰ51、温度传感器Ⅱ52、温度传感器Ⅲ53和温度传感器Ⅳ54采集的温度信号值分别为温度值Ⅰ、温度值Ⅱ、温度值Ⅲ和温度值Ⅳ，当机械臂4控制器接收到的温度值Ⅰ减去温度值Ⅱ的差值x满足x＞a(a为升降阈值)，控制单元Ⅰ与控制单元Ⅱ发出控制信号使旋转电机Ⅰ和旋转电机Ⅱ动作，将喷头3位置提升；当机械臂4控制器接收到的温度值Ⅰ减去温度值Ⅱ的差值x满足x＜-a时，控制单元Ⅰ与控制单元Ⅱ发出控制信号使旋转电机Ⅰ和旋转电机Ⅱ动作，将喷头3位置下降；当机械臂4控制器接收到的温度值Ⅰ的差值x满足-a≤x≤a时，控制单元Ⅰ与控制单元Ⅱ发出控制信号使旋转电机Ⅰ和旋转电机Ⅱ停转；当机械臂4控制器接收到的温度值Ⅲ减去温度值Ⅳ的差值y满足y＞b(b为摆动阈值)，控制单元Ⅲ与控制单元Ⅳ发出控制信号使旋转电机Ⅲ动作，将喷头3绕臂座41往朝向温度传感器Ⅲ53的方向转动；当机械臂4控制器接收到的温度值Ⅲ减去温度值Ⅳ的差值y满足y＜-b时，控制单元Ⅲ与控制单元Ⅳ发出控制信号使旋转电机Ⅲ动作，将喷头3绕臂座41往朝向温度传感器5的Ⅳ方向转动；当机械臂4控制器接收到的温度值Ⅲ减去温度值Ⅳy满足-b≤y≤b时，控制单元Ⅲ发出控制信号使旋转电机Ⅲ停转，因此，通过机械臂4控制器发出的控制信号能够控制机械臂4动作使得喷头3随着被加工工件的移动而自动的调节位置。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (3)
1.一种机床自适应冷却系统，其特征在于：包括冷风机、冷风管、用于喷出冷却风的喷头和用于调节喷头出风位置的机械臂，所述冷风机内设置有制冷系统，所述喷头设置在所述机械臂上，所述冷风管进风端与所述冷风机连接，出风端与喷头连接，还包括用于对喷头出风速度进行调节的风速调节系统，所述风速调节系统包括：
温度传感器，所述温度传感器设置于所述机械臂用于采集加工工件的温度参数；所述温度传感器包括温度传感器Ⅰ、温度传感器Ⅱ、温度传感器Ⅲ和温度传感器Ⅳ；所述温度传感器Ⅰ和温度传感器Ⅱ分别设置于所述喷头上端与下端，所述温度传感器Ⅲ和温度传感器Ⅳ分别设置于所述喷头左端与右端；所述机械臂控制器信号输入端均与温度传感器Ⅰ、温度传感器Ⅱ、温度传感器Ⅲ和温度传感器Ⅳ信号输出端连接。
控制器，所述控制器信号输入端连接于温度传感器信号输出端用于接收所述温度传感器所采集温度参数；所述控制器信号输出端连接于所述风冷机信号输入端用于根据当前温度参数输出风速升高或降低的调节信号。
2.根据权利要求1所述的机床自适应冷却系统，其特征在于：所述机械臂包括臂座、连接臂和伸长液压缸，所述臂座竖直设置并能绕竖直方向转动，所述连接臂以可在竖直平面内转动的方式设置于所述臂座上端，所述伸长液压缸的缸体以可在竖直平面内转动的方式设置于所述连接臂，所述喷头固定设置在所述伸长液压缸的活塞杆上。
3.根据权利要求2所述的机床自适应冷却系统，其特征在于：还包括机械臂控制系统，所述机械臂控制系统包括固定设置在所述臂座上的用于驱动连接臂转动旋转电机Ⅰ、设置于连接臂上用于驱动伸长液压缸转动的旋转电机Ⅱ以及设置于机架用于驱动臂座转动的旋转电机Ⅲ。
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