CN104808580A - 一种机床主轴温度控制系统及方法 - Google Patents

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林锦富
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/402—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control arrangements for positioning, e.g. centring a tool relative to a hole in the workpiece, additional detection means to correct position

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Abstract

本发明提出了一种机床主轴温度控制系统及方法，该方法包括以下步骤：多个主轴温度传感装置采集主轴不同位置的温度数据；分析模块分别提取出每个主轴温度传感装置采集的温度数据中的有效温度数据；预处理模块将每个主轴温度传感装置采集的有效温度数据进行对比，并提取出多个有效温度数据中的最大温度数据；处理模块将最大温度数据和有效温度数据进行对比，当最大温度数据高于有效温度数据时，发出冷却指令；执行机构，接收到冷却指令后冷却主轴。本发明能够对主轴进行多点实时温度监控，对主轴的温度采集结果更加可靠，且当主轴温度过高时能够对主轴进行降温，以保障主轴温度维持在合理范围内，保障机床的加工精度。

Description

一种机床主轴温度控制系统及方法
技术领域
本发明涉及机床技术领域，尤其涉及一种机床主轴温度控制系统及方法。
背景技术
数控机床是机械加工中的一个重要设备，尤其是对于加工大批量和高精度要求的零件，各种数控机床承担着无可替代的作用，而评价数控机床优劣的一个重要指标就是数控机床的加工精度。现有技术中，机床在高速运转过程中，机床主轴是受热的主要部件，当机床主轴的温度超过允许的范围，会严重影响机床的加工进度，进而降低产品的质量。上述问题亟需解决。
发明内容
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种能够实时获取主轴温度数据，并根据获取的温度数据采取制冷措施，以降低主轴温度的机床主轴温度控制系统及方法。
本发明提出的机床主轴温度控制系统，包括：温度采集模块、分析模块、预处理模块、处理模块、执行机构；
温度采集模块包括多个主轴温度传感装置，多个主轴温度传感装置沿主轴长度方向分散布置，用于获取主轴不同位置的温度数据；
分析模块，与温度采集模块连接，用于分别获取每个主轴温度传感装置采集的温度数据，并提取出每个主轴温度传感装置采集的温度数据中的有效温度数据；
预处理模块，与分析模块连接，用于将每个主轴温度传感装置采集的有效温度数据进行对比，以提取出其中的最大温度数据；
处理模块，其包括存储子模块和判决子模块，存储子模块存储有对比温度数据，判决子模块与存储子模块、预处理模块连接，用于通过存储子模块、预处理模块分别获取对比温度数据、最大温度数据，并将对比温度数据和最大温度数据进行比较，当最大温度数据高于对比温度数据时，发出冷却指令；
执行机构，与处理模块连接，用于接收到冷却指令后冷却主轴。
优选地，多个主轴温度传感装置均匀分布在主轴上。
优选地，所述主轴温度传感装置为红外温度传感器。
优选地，所述执行机构为冷却泵。
优选地，还包括显示模块，与分析模块连接，用于显示不同主轴温度传感装置采集的有效温度数据。
优选地，还包括预警模块，与处理模块连接，用于在处理模块发出冷却指令时，发出预警信号。
本发明还提出一种机床主轴温度控制方法，包括以下步骤：
多个主轴温度传感装置采集主轴不同位置的温度数据；
分析模块分别获取多个主轴温度传感装置采集的温度数据，并提取出每个主轴温度传感装置采集的温度数据中的有效温度数据；
预处理模块将每个主轴温度传感装置采集的有效温度数据进行对比，以提取出多个有效温度数据中的最大温度数据；
处理模块获取有效温度数据和最大温度数据，并将有效温度数据和最大温度数据进行比较，当最大温度数据高于有效温度数据时，发出冷却指令；
执行机构，接收到冷却指令后冷却主轴。
本发明提出的机床主轴温度控制系统及方法，多个主轴温度传感装置采集主轴不同位置的温度数据，分析模块分别提取出每个主轴温度传感装置采集的温度数据中的有效温度数据，预处理模块将每个主轴温度传感装置采集的有效温度数据进行对比，以提取出其中的最大温度数据，处理模块根据最大温度数据与对比温度数据判决主轴温度是否过高，当判决主轴温度过高时，执行机构对主轴进行冷却降温。本发明提出的机床主轴温度控制系统及方法，能够对主轴进行多点实时温度监控，对主轴的温度采集结果更加可靠，且当主轴温度过高时能够对主轴进行降温，以保障主轴温度维持在合理范围内，保障机床的加工精度。
附图说明
图1为本发明提出的一种机床主轴温度控制系统的结构示意图。
图2为本发明提出的一种机床主轴温度控制方法的流程示意图。
具体实施方式
如图1所示和图2所示，图1为本发明提出的一种机床主轴温度控制系统的结构示意图；图2为本发明提出的一种机床主轴温度控制方法的流程示意图。
参照图1，本发明提出的机床主轴温度控制系统，包括：温度采集模块、分析模块、预处理模块、处理模块、执行机构；
温度采集模块包括多个主轴温度传感装置，多个主轴温度传感装置沿主轴长度方向分散布置，用于获取主轴不同位置的温度数据；
分析模块，与温度采集模块连接，用于分别获取每个主轴温度传感装置采集的温度数据，并提取出每个主轴温度传感装置采集的温度数据中的有效温度数据；
预处理模块，与分析模块连接，用于将每个主轴温度传感装置采集的有效温度数据进行对比，以提取出其中的最大温度数据；
处理模块，其包括存储子模块和判决子模块，存储子模块存储有对比温度数据，判决子模块与存储子模块和预处理模块连接，用于通过存储子模块、预处理模块分别获取对比温度数据、最大温度数据，并将对比温度数据和最大温度数据进行比较，当最大温度数据高于对比温度数据时，发出冷却指令；
执行机构，与处理模块连接，用于接收到冷却指令后冷却主轴。
在上述方案中，多个主轴温度传感装置均匀分布在主轴上，对主轴的温度采集结果更加可靠；所述主轴温度传感装置为红外温度传感器，与主轴工作环境相适应，进一步提高对主轴的温度采集结果的可靠性。
在具体设计过程中，执行机构为冷却泵，与主轴工作环境相适应，冷却措施更加合理。
为了增强人机交互，使得操作人员也能够实时观察到当前主轴不同位置的温度，在设计中还包括显示模块，与分析模块连接，用于显示不同主轴温度传感装置采集的有效温度数据。
由于执行机构降温能力有限，在执行机构降温能力不足时，仍然会影响机床的加工精度。因此，在具体设计过程中还包括与处理模块连接的预警模块，在处理模块发出冷却指令时，预警模块同时向现场操作人员发出预警信号，以提醒现场操作人员采取相应的应急措施。
参照图2，本发明还提出了一种机床主轴温度控制方法，其包括以下步骤：
多个主轴温度传感装置采集主轴不同位置的温度数据；
分析模块分别获取多个主轴温度传感装置采集的温度数据，并提取出每个主轴温度传感装置采集的温度数据中的有效温度数据；
预处理模块将每个主轴温度传感装置采集的有效温度数据进行对比，以提取出多个有效温度数据中的最大温度数据；
处理模块获取有效温度数据和最大温度数据，并将有效温度数据和最大温度数据进行比较，当最大温度数据高于有效温度数据时，发出冷却指令；
执行机构，接收到冷却指令后冷却主轴。
由于上述机床主轴温度控制方法和机床主轴温度控制系统的工作过程和有益效果基本相同，为节省篇幅，此处不再一一赘述。
本发明提出的机床主轴温度控制系统及方法，多个温度传感装置采集主轴不同位置的温度数据，分析模块分别提取出每个主轴温度传感装置采集的温度数据中的有效温度数据，预处理模块将每个主轴温度传感装置采集的有效温度数据进行对比，并提取出其中的最大温度数据，处理模块根据最大温度数据与对比温度数据判决主轴温度是否过高，当判决主轴温度过高时，执行机构对主轴进行冷却降温。本发明提出的机床主轴温度控制系统及方法，能够对主轴进行多点实时温度监控，对主轴的温度采集结果更加可靠，且当主轴温度过高时能够对主轴进行降温，以保障主轴温度维持在合理范围内，保障机床的加工精度。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种机床主轴温度控制系统，其特征在于，包括：温度采集模块、分析模块、预处理模块、处理模块、执行机构；
温度采集模块包括多个主轴温度传感装置，多个主轴温度传感装置沿主轴长度方向分散布置，用于获取主轴不同位置的温度数据；
分析模块，与温度采集模块连接，用于分别获取每个主轴温度传感装置采集的温度数据，并提取出每个主轴温度传感装置采集的温度数据中的有效温度数据；
预处理模块，与分析模块连接，用于将每个主轴温度传感装置采集的有效温度数据进行对比，以提取出其中的最大温度数据；
处理模块，其包括存储子模块和判决子模块，存储子模块存储有对比温度数据，判决子模块与存储子模块、预处理模块连接，判决子模块通过存储子模块、预处理模块获取对比温度数据、最大温度数据，并将最大温度数据与对比温度数据进行比较，当最大温度数据高于对比温度数据时，发出冷却指令；
执行机构，与处理模块连接，用于接收到冷却指令后冷却主轴。
2.根据权利要求1所述的机床主轴温度控制系统，其特征在于，多个主轴温度传感装置均匀分布在主轴上。
3.根据权利要求1所述的机床主轴温度控制系统，其特征在于，所述主轴温度传感装置为红外温度传感器。
4.根据权利要求1所述的机床主轴温度控制系统，其特征在于，所述执行机构为冷却泵。
5.根据权利要求1所述的机床主轴温度控制系统，其特征在于，还包括显示模块，与分析模块连接，用于显示不同主轴温度传感装置对应采集的有效温度数据。
6.根据权利要求1所述的机床主轴温度控制系统，其特征在于，还包括预警模块，与处理模块连接，用于在处理模块发出冷却指令时，发出预警信号。
7.一种机床主轴温度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
多个主轴温度传感装置采集主轴不同位置的温度数据；
分析模块分别获取多个主轴温度传感装置采集的温度数据，并提取出每个主轴温度传感装置采集的温度数据中的有效温度数据；
预处理模块将每个主轴温度传感装置采集的有效温度数据进行对比，以提取出多个有效温度数据中的最大温度数据；
处理模块获取有效温度数据和最大温度数据，并将有效温度数据和最大温度数据进行比较，当最大温度数据高于有效温度数据时，发出冷却指令；
执行机构，接收到冷却指令后冷却主轴。
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