CN110757244A - 主轴温度冷却控制方法、装置、存储介质及控制设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种主轴温度冷却控制方法、装置、存储介质及控制设备，该方法包括：检测主轴冷却剂入口的冷却剂的第一温度；判断所述第一温度是否满足预设的冷却温度阈值范围；当所述第一温度不满足所述冷却温度阈值范围时，控制水冷机进行制冷控制参数调整，以使得冷却剂流经所述主轴冷却剂入口时的第一温度满足所述冷却温度阈值范围。本发明能够有效地提升机械主轴冷却温度精度，减少温度误差，保证加工效果。

Description

主轴温度冷却控制方法、装置、存储介质及控制设备

技术领域

本发明涉及机床加工技术领域，具体的涉及一种主轴温度冷却控制方法、装置、存储介质及控制设备。

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。

在影响数控机床加工精度的诸多因素中，热误差是机床误差的主要因素。而主轴则是主要的发热源之一。目前大多数的机床的主轴都采用水冷主轴。但是现有技术中，在采用水冷主轴时，一般是采用水冷机接管直接接入主轴入水口及出水口，受外部环境影响，冷却剂进入主轴时水温可能存在变化，导致机械主轴冷却剂入口温度误差较大，影响温度冷却精度。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术问题，提供一种主轴温度冷却控制方法、装置、存储介质及控制设备。

本发明实施例的一个方面，提供了一种主轴温度冷却控制方法，所述方法包括：

检测主轴冷却剂入口的冷却剂的第一温度；

判断所述第一温度是否满足预设的冷却温度阈值范围；

当所述第一温度不满足所述冷却温度阈值范围时，控制水冷机进行制冷控制参数调整，以使得冷却剂流经所述主轴冷却剂入口时的第一温度满足所述冷却温度阈值范围。

可选地，所述方法还包括：

检测主轴冷却剂出口的冷却剂的第二温度；

根据所述第二温度和第一温度之间的温度差确认主轴的冷却效果。

可选地，当确认主轴的冷却效果为冷却不平衡时，所述方法还包括：

对所述水冷机的冷却剂出水管路进行增压控制，以增加所述冷却剂出水管路的冷却剂流量，直到主轴的冷却效果为冷却平衡。

可选地，在对所述水冷机的冷却剂出水管路进行增压控制之后，所述方法还包括：

当检测到所述主轴转速降低或当前机床加工速度降低时，对所述水冷机的冷却剂出水管路进行降压控制。

本发明实施例的另一个方面，提供了一种主轴温度冷却控制装置，所述装置包括：

第一检测模块，用于检测主轴冷却剂入口的冷却剂的第一温度；

判断模块，用于判断所述第一温度是否满足预设的冷却温度阈值范围；

控制模块，用于当所述第一温度不满足所述冷却温度阈值范围时，控制水冷机进行制冷控制参数调整，以使得冷却剂流经所述主轴冷却剂入口时的第一温度满足所述冷却温度阈值范围。

可选地，所述装置还包括：

第二检测模块，用于检测主轴冷却剂出口的冷却剂的第二温度；

反馈模块，用于根据所述第二温度和第一温度之间的温度差确认主轴的冷却效果。

可选地，所述控制模块，还用于当确认主轴的冷却效果为冷却不平衡时，对所述水冷机的冷却剂出水管路进行增压控制，以增加所述冷却剂出水管路的冷却剂流量，直到主轴的冷却效果为冷却平衡。

可选地，所述控制模块，还用于在对所述水冷机的冷却剂出水管路进行增压控制之后，当检测到所述主轴转速降低或当前机床加工速度降低时，对所述水冷机的冷却剂出水管路进行降压控制。

此外，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述方法的步骤。

此外，本发明还提供了一种控制设备，包括控制组件和控制器，所述控制组件包括设置于主轴冷却剂入口的第一温度采集装置、设置于主轴冷却剂出口的第二温度采集装置以及设置于水冷机的冷却剂出水管路的增压控制装置；

所述控制器包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上所述方法的步骤。

本发明实施例提供的主轴温度冷却控制方法、装置、存储介质及控制设备，通过检测主轴冷却剂入口的冷却剂的第一温度，并在该第一温度不满足预设的冷却温度阈值范围时，控制水冷机进行制冷控制参数调整，以使得冷却剂流经所述主轴冷却剂入口时的第一温度满足所述冷却温度阈值范围。本发明能够有效地提升机械主轴冷却温度精度，减少温度误差，保证加工效果。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提供的一种主轴温度冷却控制方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种主轴温度冷却控制方法的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的主轴温度冷却控制系统实现原理图；

图4为本发明实施例提供的一种主轴温度冷却控制装置的结构框图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

图1示意性示出了本发明一个实施例的主轴温度冷却控制方法的流程图。参照图1，本发明实施例提出的主轴温度冷却控制方法具体包括步骤S11～S13，如下所示：

S11、检测主轴冷却剂入口的冷却剂的第一温度。

S12、判断所述第一温度是否满足预设的冷却温度阈值范围。

S13、当所述第一温度不满足所述冷却温度阈值范围时，控制水冷机进行制冷控制参数调整，以使得冷却剂流经所述主轴冷却剂入口时的第一温度满足所述冷却温度阈值范围。

进一步地，当所述第一温度满足所述冷却温度阈值范围时，控制水冷机保持当前制冷控制参数进行运行。

本发明实施例提供的主轴温度冷却控制方法，通过检测主轴冷却剂入口的冷却剂的第一温度，并在该第一温度不满足预设的冷却温度阈值范围时，控制水冷机进行制冷控制参数调整，以使得冷却剂流经所述主轴冷却剂入口时的第一温度满足所述冷却温度阈值范围。本发明能够有效地提升机械主轴冷却温度精度，减少温度误差，保证加工效果。

图2示意性示出了本发明另一个实施例的主轴温度冷却控制方法的流程图。参照图2，本发明实施例提出的主轴温度冷却控制方法具体包括步骤S11～S17，如下所示：

S11、检测主轴冷却剂入口的冷却剂的第一温度。

S12、判断所述第一温度是否满足预设的冷却温度阈值范围。

S13、当所述第一温度不满足所述冷却温度阈值范围时，控制水冷机进行制冷控制参数调整，以使得冷却剂流经所述主轴冷却剂入口时的第一温度满足所述冷却温度阈值范围。

S14、检测主轴冷却剂出口的冷却剂的第二温度。

S15、根据所述第二温度和第一温度之间的温度差确认主轴的冷却效果。

S16、当确认主轴的冷却效果为冷却不平衡时，对所述水冷机的冷却剂出水管路进行增压控制，以增加所述冷却剂出水管路的冷却剂流量，直到主轴的冷却效果为冷却平衡。

S17、当检测到所述主轴转速降低或当前机床加工速度降低时，对所述水冷机的冷却剂出水管路进行降压控制。

本发明实施例中，在对水冷机的冷却剂出水管路进行增压控制之后，当检测到所述主轴转速降低或当前机床加工速度降低时，且第二温度和第一温度之间的温度差没有太大变化，满足预设差异范围，即冷却效果保持冷却平衡，则可对水冷机的冷却剂出水管路进行降压控制，逐步降低冷却剂出水管路的流量，最终关闭增压管路。

下面通过一个具体实施例对本发明技术方案进行详细解释说明。

图3示出了本发明实施例提供的主轴温度冷却控制系统实现原理图。参见图3，主轴温度冷却控制系统包括水冷机、分水块、主轴、其他待冷却部件以及控制组件的控制组件。

其中，控制组件包括设置于主轴冷却剂入口附近的第一温度采集装置、设置于主轴冷却剂出口附近的第二温度采集装置以及设置于水冷机的冷却剂出水管路的增压控制装置。具体的，第一温度采集装置和第二温度采集装置采用温度传感器实现，参见图3中示出的传感器1、2，增压控制装置包括增压电机和附图中未示出的阀门。

现有方案，一般采用水冷机接管直接接入主轴冷却剂入水口及出水口，受外部环境影响，冷却剂进入主轴时，水温可能存在变化，导致机械主轴冷却剂入口温度误差较大，影响温度冷却精度。

本发明实施例提供的技术方案，通过增加温度传感器检测实时进入主轴冷却剂入口的冷却剂的温度，当冷却剂的温度不满足预设的冷却温度阈值范围时，控制水冷机进行制冷控制参数调整，以使得冷却剂流经所述主轴冷却剂入口时的第一温度满足所述冷却温度阈值范围。并通过增加温度传感器检测实时流出主轴冷却剂出口的冷却剂的温度，根据进入的温度和流出的温度之间的温度差确认主轴的冷却效果，当确认主轴的冷却效果为冷却不平衡时，通过增压电机或阀门，对冷却剂管路流量进行控制，达到精确控制的目的。

具体的，当主轴在运转中，主轴温度出现波动导致温升，冷却不平衡，主轴冷却剂入口的冷却剂的温度升高，主轴冷却剂出口的冷却剂的温度变化增大，这时可通过打开阀门及增压电机，提升管路冷却水流量，冷却水流量受增压控制，温度可以保证，主轴发热冷却效果可受控。当冷却效果差异没有变化，主轴转速或者加工速度变慢后，可逐步降低增压管路流量，最终关闭增压管路。

本实施例中的控制系统可以为PLC控制系统。

本发明实施例提供的主轴温度冷却控制方法，能够提升机械主轴冷却剂入口温度的准确性，减少温度误差，保证冷却效果，减少主轴偏差，保证机床加工效果。

对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。

图4示意性示出了本发明一个实施例的主轴温度冷却控制装置的结构示意图。参照图4，本发明实施例的主轴温度冷却控制装置具体包括第一检测模块101、判断模块102以及控制模块103，其中：

第一检测模块101，用于检测主轴冷却剂入口的冷却剂的第一温度；

判断模块102，用于判断所述第一温度是否满足预设的冷却温度阈值范围；

控制模块103，用于当所述第一温度不满足所述冷却温度阈值范围时，控制水冷机进行制冷控制参数调整，以使得冷却剂流经所述主轴冷却剂入口时的第一温度满足所述冷却温度阈值范围。

在本发明实施例中，所述装置还包括附图中未示出的第二检测模块和反馈模块，其中：

第二检测模块，用于检测主轴冷却剂出口的冷却剂的第二温度；

反馈模块，用于根据所述第二温度和第一温度之间的温度差确认主轴的冷却效果。

本实施例中，所述控制模块103，还用于当确认主轴的冷却效果为冷却不平衡时，对所述水冷机的冷却剂出水管路进行增压控制，以增加所述冷却剂出水管路的冷却剂流量，直到主轴的冷却效果为冷却平衡。

进一步地，所述控制模块103，还用于在对所述水冷机的冷却剂出水管路进行增压控制之后，当检测到所述主轴转速降低或当前机床加工速度降低时，对所述水冷机的冷却剂出水管路进行降压控制。

对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

本发明实施例提供的主轴温度冷却控制方法、装置，通过检测主轴冷却剂入口的冷却剂的第一温度，并在该第一温度不满足预设的冷却温度阈值范围时，控制水冷机进行制冷控制参数调整，以使得冷却剂流经所述主轴冷却剂入口时的第一温度满足所述冷却温度阈值范围。本发明能够有效地提升机械主轴冷却温度精度，减少温度误差，保证加工效果。

此外，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述方法的步骤。

本实施例中，所述主轴温度冷却控制装置集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

此外，本发明还提供了一种控制设备，本发明实施例提供的控制设备，包括控制组件和控制器，其中：

所述控制组件包括设置于主轴冷却剂入口的第一温度采集装置、设置于主轴冷却剂出口的第二温度采集装置以及设置于水冷机的冷却剂出水管路的增压控制装置。

所述控制器包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述各个主轴温度冷却控制方法实施例中的步骤，例如图1所示的S11～S13。或者，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述各主轴温度冷却控制装置实施例中各模块/单元的功能，例如图4所示的第一检测模块101、判断模块102以及控制模块103。

示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述主轴温度冷却控制装置中的执行过程。例如，所述计算机程序可以被分割成第一检测模块101、判断模块102以及控制模块103。

所述控制设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，本实施例中的控制设备可以包括更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述控制设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所述处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述控制设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个控制设备的各个部分。

所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述控制设备的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种主轴温度冷却控制方法，其特征在于，所述方法包括：

检测主轴冷却剂入口的冷却剂的第一温度；

判断所述第一温度是否满足预设的冷却温度阈值范围；

当所述第一温度不满足所述冷却温度阈值范围时，控制水冷机进行制冷控制参数调整，以使得冷却剂流经所述主轴冷却剂入口时的第一温度满足所述冷却温度阈值范围。

2.根据权利要求1所述的主轴温度冷却控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

检测主轴冷却剂出口的冷却剂的第二温度；

根据所述第二温度和第一温度之间的温度差确认主轴的冷却效果。

3.根据权利要求2所述的主轴温度冷却控制方法，其特征在于，当确认主轴的冷却效果为冷却不平衡时，所述方法还包括：

对所述水冷机的冷却剂出水管路进行增压控制，以增加所述冷却剂出水管路的冷却剂流量，直到主轴的冷却效果为冷却平衡。

4.根据权利要求3所述的主轴温度冷却控制方法，其特征在于，在对所述水冷机的冷却剂出水管路进行增压控制之后，所述方法还包括：

当检测到所述主轴转速降低或当前机床加工速度降低时，对所述水冷机的冷却剂出水管路进行降压控制。

5.一种主轴温度冷却控制装置，其特征在于，所述装置包括：

第一检测模块，用于检测主轴冷却剂入口的冷却剂的第一温度；

判断模块，用于判断所述第一温度是否满足预设的冷却温度阈值范围；

控制模块，用于当所述第一温度不满足所述冷却温度阈值范围时，控制水冷机进行制冷控制参数调整，以使得冷却剂流经所述主轴冷却剂入口时的第一温度满足所述冷却温度阈值范围。

6.根据权利要求5所述的主轴温度冷却控制装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二检测模块，用于检测主轴冷却剂出口的冷却剂的第二温度；

反馈模块，用于根据所述第二温度和第一温度之间的温度差确认主轴的冷却效果。

7.根据权利要求6所述的主轴温度冷却控制装置，其特征在于，所述控制模块，还用于当确认主轴的冷却效果为冷却不平衡时，对所述水冷机的冷却剂出水管路进行增压控制，以增加所述冷却剂出水管路的冷却剂流量，直到主轴的冷却效果为冷却平衡。

8.根据权利要求7所述的主轴温度冷却控制装置，其特征在于，所述控制模块，还用于在对所述水冷机的冷却剂出水管路进行增压控制之后，当检测到所述主轴转速降低或当前机床加工速度降低时，对所述水冷机的冷却剂出水管路进行降压控制。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-4任一项所述方法的步骤。

10.一种控制设备，包括控制组件和控制器，其特征在于，所述控制组件包括设置于主轴冷却剂入口的第一温度采集装置、设置于主轴冷却剂出口的第二温度采集装置以及设置于水冷机的冷却剂出水管路的增压控制装置；

所述控制器包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-4任一项所述方法的步骤。

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