CN107914180A - 一种超精密机床泵站油源精密温控方法 - Google Patents

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罗松保
庞信
韩海涛
庞长涛
杜海涛
徐昌语
张立斌
鲍龙祥
申珅
金秀梅
孙永春
王莉平
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/14—Methods or arrangements for maintaining a constant temperature in parts of machine tools
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Abstract

本发明属于油源温控方法，涉及一种超精密机床泵站油源精密温控方法。温控的步骤如下：设定油箱油源温度；油箱油源温度检测；油箱油源温度调控。本发明提出一种超精密机床泵站油源精密温控方法，减小了温度超调，实现了油源温度的精密控制；此外，避免了制冷机频繁启停，平抑了温度波动，提高了温度控制的稳定性。

Description

一种超精密机床泵站油源精密温控方法
技术领域
本发明属于油源温控方法，涉及一种超精密机床泵站油源精密温控方法。
背景技术
大型超精密立式车床主轴轴承采用液体静压止推轴承，滑动导轨采用液体静压支撑的方式，静压支撑使得配合面被油膜隔开并处于完全液体润滑状态，支撑刚度及稳定性则与油膜刚度密切相关，工作过程中静压油由于流体内摩擦生热一方面引起自身的粘度变化，油膜承载能力变化，进而可能会影响到机床主轴及导轨运动的稳定性，另一方面液压油温升引起工作台和导轨的热变形则直接影响到机床的加工精度，因此，有必要对超精密机床泵站油源温度进行精密控制。目前的油温控制主要通过加热器或制冷盘管对油源进行加热或制冷，温度超调过大，无法实现油源温度的精密控制；此外，制冷机频繁启停也会带来较大的温度波动，不利于维持系统的稳定性。
发明内容
本发明的目的是：提出一种超精密机床泵站油源精密温控方法，以便减小温度超调，实现油源温度的精密控制；此外，避免制冷机频繁启停，平抑温度波动，提高温度控制的稳定性。
本发明的技术方案是：一种超精密机床泵站油源精密温控方法，基于超精密机床泵站油源，它包括油箱1、温度传感器2、加热器3、温控单元4、控制器5、制冷单元6和制冷管7；温度传感器2的感温部位浸没在油箱1的液面以下，温度传感器2的油温信号输出端通过导线与温控单元4的油温信号输入端4b连接，温控单元4的总线端口4a与控制器5的总线端口连接，温控单元4的加热电源输出端4c与加热器3的电源输入端连接,温控单元4的制冷控制信号输出端4d与制冷单元6的制冷控制信号输入端连接，制冷单元6的冷却介质出口与制冷管7的冷却介质入口连通，制冷管7的冷却介质出口与制冷单元6的冷却介质进口连通；其特征在于，温控的步骤如下：
1、设定油箱油源温度：根据超精密机床加工精度需要，通过控制器6设定油源温度的预设值；
2、油箱油源温度检测：温度传感器2实时给出油箱油源温度的实际值，控制器6将实际值与预设值进行比对，得到实际值减去预设值的差值，根据差值确定油箱油源温度的当前状态如下：
2.1、若差值的绝对值不大于0.1℃，确认油箱油源温度处于正常状态；
2.2、若差值大于0.1℃，确认油箱油源温度处于过热状态；
2.3、若差值小于-0.1℃，确认油箱油源温度处于过冷状态；
3、油箱油源温度调控：
3.1、若油箱油源温度处于正常状态，不进行温度调控；
3.2、若油箱油源温度处于过热状态，控制器5通过温控单元4启动制冷单元6对油箱油源温度进行冷却，直到油箱油源温度处于正常状态为止；
3.3、若油箱油源温度处于过冷状态，控制器5通过温控单元4启动加热器3对油箱油源温度进行加热，直到油箱油源温度处于正常状态为止。
本发明的优点是：提出一种超精密机床泵站油源精密温控方法，减小了温度超调，实现了油源温度的精密控制；此外，避免了制冷机频繁启停，平抑了温度波动，提高了温度控制的稳定性。
附图说明
图1是一种超精密机床泵站油源的结构原理框图。
具体实施方式
下面对本发明做进一步详细说明。参见图1，一种超精密机床泵站油源精密温控方法，基于超精密机床泵站油源，它包括油箱1、温度传感器2、加热器3、温控单元4、控制器5、制冷单元6和制冷管7；温度传感器2的感温部位浸没在油箱1的液面以下，温度传感器2的油温信号输出端通过导线与温控单元4的油温信号输入端4b连接，温控单元4的总线端口4a与控制器5的总线端口连接，温控单元4的加热电源输出端4c与加热器3的电源输入端连接,温控单元4的制冷控制信号输出端4d与制冷单元6的制冷控制信号输入端连接，制冷单元6的冷却介质出口与制冷管7的冷却介质入口连通，制冷管7的冷却介质出口与制冷单元6的冷却介质进口连通；其特征在于，温控的步骤如下：
1、设定油箱油源温度：根据超精密机床加工精度需要，通过控制器6设定油源温度的预设值；
2、油箱油源温度检测：温度传感器2实时给出油箱油源温度的实际值，控制器6将实际值与预设值进行比对，得到实际值减去预设值的差值，根据差值确定油箱油源温度的当前状态如下：
2.1、若差值的绝对值不大于0.1℃，确认油箱油源温度处于正常状态；
2.2、若差值大于0.1℃，确认油箱油源温度处于过热状态；
2.3、若差值小于-0.1℃，确认油箱油源温度处于过冷状态；
3、油箱油源温度调控：
3.1、若油箱油源温度处于正常状态，不进行温度调控；
3.2、若油箱油源温度处于过热状态，控制器5通过温控单元4启动制冷单元6对油箱油源温度进行冷却，直到油箱油源温度处于正常状态为止；
3.3、若油箱油源温度处于过冷状态，控制器5通过温控单元4启动加热器3对油箱油源温度进行加热，直到油箱油源温度处于正常状态为止。
为了更加精确地控制油温，当油箱油源温度处于过热状态时，对油箱油源温度进行冷却的方法是：控制器5先通过温控单元4启动制冷单元6对油箱油源温度进行冷却，使实际值减去预设值的差值不超过-0.2℃，然后控制器5通过温控单元4启动加热器3对油箱油源温度进行加热，直到油箱油源温度处于正常状态为止。由于加热器3的加热控制精度比制冷单元6的制冷控制精度高，容易实现油源温度的精确控制，故当油源温度处于过热状态时，首先通过控制器5通过温控单元4启动制冷单元6对油源进行连续降温，使油源温度低于预设值，之后通过控制器5通过温控单元4启动加热器3对油源进行加热，通过精密控制加热电流大小来控制加热量，从而实现油源温度的精确控制。
实施例
1、设定油箱油源温度：根据超精密机床加工精度需要，通过控制器5设定油源温度的预设值为20℃；
2、油箱油源温度检测：温度传感器2检测到油箱油源温度的实际值为21℃，控制器5将实际值与预设值进行比对，得到实际值减去预设值的差值为1℃，根据差值确定油箱油源温度的当前状态为过热状态；
3、油箱油源温度调控：此时油箱油源温度处于过热状态，控制器5通过温控单元4启动制冷单元6对油箱油源温度进行冷却，当检测到油箱油源温度低于油源温度预设值时，控制器5通过温控单元4启动加热器对油源进行加热，直到油箱油源温度处于正常状态为止。
本实施例采用的制冷、加热对冲的油源温度控制方法，避免了采用单一制冷方式由于控制精度差而造成的油源温度超调过大的问题，提高了油源温度的控制精度和控制效率。

Claims (2)

1.一种超精密机床泵站油源精密温控方法，基于超精密机床泵站油源，它包括油箱(1)、温度传感器(2)、加热器(3)、温控单元(4)、控制器(5)、制冷单元(6)和制冷管(7)；温度传感器(2)的感温部位浸没在油箱(1)的液面以下，温度传感器(2)的油温信号输出端通过导线与温控单元(4)的油温信号输入端(4b)连接，温控单元(4)的总线端口(4a)与控制器(5)的总线端口连接，温控单元(4)的加热电源输出端(4c)与加热器(3)的电源输入端连接,温控单元(4)的制冷控制信号输出端(4d)与制冷单元(6)的制冷控制信号输入端连接，制冷单元(6)的冷却介质出口与制冷管(7)的冷却介质入口连通，制冷管(7)的冷却介质出口与制冷单元(6)的冷却介质进口连通；其特征在于，温控的步骤如下：
1.1、设定油箱油源温度：根据超精密机床加工精度需要，通过控制器(6)设定油源温度的预设值；
1.2、油箱油源温度检测：温度传感器(2)实时给出油箱油源温度的实际值，控制器(6)将实际值与预设值进行比对，得到实际值减去预设值的差值，根据差值确定油箱油源温度的当前状态如下：
1.2.1、若差值的绝对值不大于0.1℃，确认油箱油源温度处于正常状态；
1.2.2、若差值大于0.1℃，确认油箱油源温度处于过热状态；
1.2.3、若差值小于-0.1℃，确认油箱油源温度处于过冷状态；
1.3、油箱油源温度调控：
1.3.1、若油箱油源温度处于正常状态，不进行温度调控；
1.3.2、若油箱油源温度处于过热状态，控制器(6)通过温控单元(4)启动制冷单元(6)对油箱油源温度进行冷却，直到油箱油源温度处于正常状态为止；
1.3.3、若油箱油源温度处于过冷状态，控制器(6)通过温控单元(4)启动加热器(3)对油箱油源温度进行加热，直到油箱油源温度处于正常状态为止。
2.根据权利要求1所述的超精密机床泵站油源精密温控方法，其特征在于：当油箱油源温度处于过热状态时，对油箱油源温度进行冷却的方法是：控制器(6)先通过温控单元(4)启动制冷单元(6)对油箱油源温度进行冷却，使实际值减去预设值的差值不超过-0.2℃，然后控制器(6)通过温控单元(4)启动加热器(3)对油箱油源温度进行加热，直到油箱油源温度处于正常状态为止。
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