CN111957991B - 对工具机主轴提供升降温效果的辅助装置 - Google Patents

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Abstract

一种对工具机主轴提供升降温效果的辅助装置，主要用来连接于一工具机主轴与一冷却装置之间的管路。本发明针对本来就具有冷却装置的工具机提供其主轴额外的升温功能，并且仍保留其原有的降温功能，而为一种可提供升降温效果的辅助装置。在进行降温时，让该冷却装置所提供的冷却液体通过来直接对该工具机主轴进行冷却；而在进行升温时，则切换流路，使得冷却装置的冷却液体无法流到该工具机主轴，而让工具机主轴所流出的液体形成独立的循环通道，并对这个独立循环通道内的液体加热，达到快速加热升温的效果。

Description

对工具机主轴提供升降温效果的辅助装置
技术领域
本发明与工具机的温度控制技术有关，特别是指一种对工具机主轴提供升降温效果的辅助装置。
背景技术
现有已知对工具机降温的技术，主要是利用一储存槽内部容置冷却液，并藉由一冷却装置来对该储存槽进行冷却，使冷却后的冷却液流至工具机来使其降温。
中国台湾公告第I593501号专利，公开了一种工具机恒温控制系统以及流路切换阀，其主要是用来调整一工具机运作时的温度，借以提升工具机的加工精度与质量。其主要达成上述功能的技术手段是，利用其储存槽、泵浦、冷却装置以及流路切换阀来提供冷却的效果，而在加热方面，则是另外再设置温度传感器及加热装置。
前述的现有技术虽然利用了冷却装置及加热装置来对储存槽内的液体进行冷却以及加热，再把这个冷却液藉由泵浦打入工具机的容置筒内，借以调整工具机运作时的温度，然而，在实际运作时，并不是那么容易达成温度控制的。因为，其无论是加热或冷却，都是在冷却之后才流回至储存槽内或直接在储存槽内加热的，然而，储存槽内的液体量远大于管路内的液体量，因此，加热或冷却后的液体流回至储存槽内后，对整个储存槽内的液体的温度而言，影响非常有限，进一步来看，无论是加热或冷却，要使整个储存槽内的液体升温或降温，是要耗费相当多的时间以及相当大的功率的，这样一来，就无法提供快速的升温或降温需求，而仅能慢慢等待其储存槽内的液体升温或降温，之后才能对工具机产生有效的温度调整效果。此外，前述技术还需要改装工具机原本配合的冷却装置，才能有效工作，而改装就改变了原有的结构，这样的状况也较容易产生故障的问题。
由此可见，前述现有技术具有温度调整速度极慢的问题，在温度调整速度需求较高的场合而言，即较不适用。而且还有需要改装原有冷却装置或储存槽的问题。
发明内容
由前述现有技术来看，其具有温度调整速度很慢的问题，这样的技术无法满足需要快速调整温度的场合。此外，前述的温度调整装置必须要改装原有的冷却装置或储存槽，也会有因改装而增加成本以及改装后可能故障的问题。
基于上述说明，本发明提出一种对工具机主轴提供升降温效果的辅助装置，其可在欲调升工具机主轴的温度时，提供快速升温的效果，此外，还不需改装工具机原来所配合使用的冷却装置。
为了达成上述效果，本发明提出一种对工具机主轴提供升降温效果的辅助装置，主要用来连接于一工具机主轴与一冷却装置之间的管路，该辅助装置包含有：一冷液捷径通道；一冷液电控阀，连接于该冷液捷径通道的一端，且供该冷却装置的液体进入；一回流阀，连接于该冷液捷径通道的另一端，且供液体流出至该冷却装置；一热液捷径通道；一热液电控阀，连接于该热液捷径通道的一端，且连接于该回流阀；一出液阀，连接于该热液捷径通道的一端，且连接于该冷液电控阀；一出液通道，一端连接于该出液阀，另一端供液体流出至该工具机主轴；一回流液进入通道，一端连接于该热液电控阀，另一端供自该工具机主轴回流的液体进入；以及一泵浦，设于该热液捷径通道、该回流液进入通道以及该出液通道三者其中之一，受一控制源的控制来驱动该泵浦所设置的通道内的液体移动；其中，该出液阀系确保流经的液体只流向该出液通道，该回流阀确保流经的液体只流向该回流液释出通道；其中，该控制源控制该冷液电控阀以及该热液电控阀切换液体流向，在该控制源控制该冷液电控阀切换为使由该入液通道流入的液体仅能流向该出液阀时，该控制源同时控制该热液电控阀切换为使由该回流液进入通道流入的液体仅能流向该回流阀；在该控制源控制该冷液电控阀切换为使由该入液通道流入的液体仅能流向该冷液捷径通道时，该控制源同时控制该热液电控阀切换为使由该回流液进入通道流入的液体仅能流向该热液捷径通道。
藉此，本发明可以针对本来就具有冷却装置的工具机提供其主轴额外的升温功能，并且仍保留其原有的降温功能，而可以在升温时提供快速提升工具机主轴温度的效果，此外，本发明不需改装工具机原来所配合使用的冷却装置，解决了前述已知的现有技术的问题。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为本发明第一较佳实施例的方块示意图。
图2为本发明第一较佳实施例的电路方块图。
图3为本发明第一较佳实施例的安装状态图。
图4为本发明第一较佳实施例的动作示意图。
图5为本发明第一较佳实施例的另一动作示意图。
图6为本发明第一较佳实施例的另一方块示意图。
图7为本发明第一较佳实施例的再一方块示意图。
图8为本发明第一较佳实施例的又一方块示意图。
图9为本发明第二较佳实施例的方块示意图。
附图标记
10、40：对工具机主轴提供升降温效果的辅助装置
11：冷液捷径通道
13、43：冷液电控阀
15、45：回流阀
17：入液通道
19：回流液释出通道
21、51：热液捷径通道
23、53：热液电控阀
25：出液阀
27、57：出液通道
29、59：回流液进入通道
31、61：控制源
33、63：泵浦
35：加热器
37：温度传感器
39：流量传感器
81：工具机主轴
82：入液口
83、92：出液口
91：冷却装置
93：回流口
99：管体
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
如图1至图3所示，本发明第一较佳实施例所提供的一种对工具机主轴提供升降温效果的辅助装置10，主要是用来连接于一工具机主轴81与一冷却装置91之间的管路。对工具机主轴提供升降温效果的辅助装置10主要由冷液捷径通道11、冷液电控阀13、回流阀15、热液捷径通道21、热液电控阀23、出液阀25、控制源31、入液通道17、出液通道27、回流液进入通道29、回流液释出通道19、泵浦33、加热器35以及温度传感器37所组成，其中：
冷液电控阀13，连接于冷液捷径通道11的一端。于本第一实施例中，冷液电控阀13为三向电磁阀。
回流阀15，连接于冷液捷径通道11的另一端。于本第一实施例中，回流阀15为一种二进一出的三通止回阀。
热液电控阀23，连接于热液捷径通道21的一端，且藉由管体99连接于回流阀15。于本第一实施例中，热液电控阀23为三向电磁阀。
出液阀25，连接于热液捷径通道21的一端，且藉由管体99连接于冷液电控阀13。于本第一实施例中，出液阀25为一种二进一出的三通止回阀。
控制源31，为一微电脑，电性连接于冷液电控阀13以及热液电控阀23。
入液通道17，一端连接于冷液电控阀13，另一端供冷却装置91的液体进入。
出液通道27，一端连接于出液阀25，另一端供液体流出至工具机主轴81。
回流液进入通道29，一端连接于热液电控阀23，另一端供自工具机主轴81回流的液体进入。
回流液释出通道19，一端连接于回流阀15，另一端供液体流出至冷却装置91。
泵浦33，设于热液捷径通道21且电性连接于控制源31，受控制源31控制来驱动热液捷径通道21内的液体向出液阀25移动。
加热器35，设于出液通道27且电性连接于控制源31，受控制源31控制来对出液通道27内的液体加热。
温度传感器37，设于回流液进入通道29且电性连接于控制源31。
于本第一实施例中，出液阀25确保流经的液体只流向出液通道27，回流阀15确保流经的液体只流向回流液释出通道19。此外，控制源31控制冷液电控阀13以及热液电控阀23来切换液体流向，在控制源31控制冷液电控阀13切换为使由入液通道17流入的液体仅能流向出液阀25时，控制源31同时控制热液电控阀23切换为使由回流液进入通道29流入的液体仅能流向回流阀15；而在控制源31控制冷液电控阀13切换为使由入液通道17流入的液体仅能流向冷液捷径通道11时，控制源31同时控制热液电控阀23切换为使由回流液进入通道29流入的液体仅能流向热液捷径通道21。
以上说明了本第一实施例的结构，接下来说明本第一实施例的操作状态。
如图3所示，在使用前，先将本发明安装于一工具机主轴81与一冷却装置91之间的管路上，由于现有的具有冷却装置91的工具机，在工具机与主轴之间通常以一输送管以及一回流管做为冷却液(以下均称为液体)的去与回的循环通道，而且冷却装置91本身即具有储水槽、冷却压缩机以及用来驱动液体的驱动装置，因此，其本来就能独立运转进行冷却。而在安装本发明时，即可将这个输送管以及回流管切开，而将本发明连接于这两个管切开的管口，或是直接以新管替换掉被切开的旧管来连接，于本第一实施例中，以新管安装为例。安装后，冷却装置91的出液口92即藉由一管体99连接于入液通道17，而出液通道27则藉由一管体99连接于工具机主轴81的入液口82；此外，工具机主轴81的出液口83亦藉由一管体99连接于回流液进入通道29，回流液释出通道19则藉由一管体99连接于冷却装置91的回流口93。其中，入液通道17、出液通道27、回流液进入通道29、回流液释出通道19、冷液捷径通道11、热液捷径通道21以及工具机主轴81内均充满了液体。
如图4所示，在实际操作时，以降温操作为例，使用者可对控制源31下达指令来使其进行降温的运作，此时，控制源31控制冷液电控阀13切换为仅能流向出液阀25，且控制热液电控阀23切换为仅能流向回流阀15，以及控制泵浦33及加热器35不动作。此时，由冷却装置91的出液口92所流出的液体，即进入入液通道17，经过冷液电控阀13、出液阀25以及出液通道27而进入工具机主轴81，借以提供冷却效果。而液体在工具机主轴81内吸热之后，即由工具机主轴81的出液口83流出，并进入回流液进入通道29，经过热液电控阀23、回流阀15以及回流液释出通道19而回流至冷却装置91中。由此可知，在进行冷却时，本发明仅是让原来的冷却装置91所提供的液体通过，而形成与现有的冷却装置相同的冷却循环路径，来对工具机主轴81进行降温。
如图5所示，在进行升温操作时，使用者可对控制源31下达指令来使其进行升温的运作，此时，控制源31控制冷液电控阀13切换为仅能流向冷液捷径通道11，并且控制热液电控阀23切换为仅能流向热液捷径通道21，控制源31并控制泵浦33运转，也控制加热器35进行加热。此时，由冷却装置91的出液口92所流出的液体，在进入入液通道17后，即由冷液电控阀13的切换而流至冷液捷径通道11，再经由回流阀15以及回流液释出通道19而回流至冷却装置91中，亦即，由冷却装置91所流出的液体，不会流至工具机主轴81，而是由冷液捷径通道11回流至冷却装置91中。而泵浦33运转即会驱动热液捷径通道21内的液体向出液阀25移动至出液通道27，控制源31即利用温度传感器37所量测到的温度来控制加热器35对出液通道27内的液体加热，被加热后的液体即再流至工具机主轴81内来提供加热效果，而由工具机主轴81流出的液体即进入回流液进入通道29，再通过热液电控阀23而回流至热液捷径通道21内。亦即，被加热的液体不会回流至冷却装置91中，而是在工具机主轴81、回流液进入通道29、热液捷径通道21以及出液通道27之间循环，且同时被加热器35加热而升温，藉由这个循环内的液体量远少于冷却装置91内的液体量的缘故，可以很容易的加热来提高温度，达到对工具机主轴81快速加热的效果。
由上可知，本发明可以针对本来就具有冷却装置的工具机提供其主轴额外的升温功能，并且仍保留其原有的降温功能，而为一种可提供升降温效果的辅助装置。在进行降温时，让冷却装置91所提供的冷却液体通过来直接对工具机主轴81进行冷却；而在进行升温时，则切换流路，使得冷却装置91的冷却液体无法流到工具机主轴81，而让工具机主轴81所流出的液体形成独立的循环通道，并对这个独立循环通道内的液体加热，达到快速加热升温的效果。
如图6所示，本发明亦可以在冷液捷径通道11以及热液捷径通道21分别设有一流量传感器39，各流量传感器39电性连接于控制源31。藉此，控制源31即可藉由各流量传感器39来检测冷液捷径通道11及热液捷径通道21内的液体是否有流动，借以在升温操作时，确认泵浦33是正常运作的。
此外，出液阀25及回流阀15除了可以是三通止回阀之外，也可以是三向电磁阀，而电性连接于控制源31，并且受控制源31控制来切换其流向。在降温操作时，控制源31控制出液阀25仅能让液体由冷液电控阀13流过来，并向出液通道27流动，以及控制回流阀15仅能让液体由热液电控阀23流过来，并向回流液释出通道19流动。在升温操作时，控制源31控制出液阀25仅能让液体由热液捷径通道21流过来，并向出液通道27流动，以及控制回流阀15仅能让液体由冷液捷径通道11流过来，并向回流液释出通道19流动。
再请参阅图7及图8，加热器35的设置位置，除了第一实施例所公开的位于出液通道27之外，如图7所示，还可以设置在热液捷径通道21，或如图8所示，还可以设置在回流液进入通道29，不过较佳的位置是设置在依液体流向来看是加热器35位于温度传感器37的后方，亦即，液体先流经温度传感器37感测温度之后，才流经加热器35以进行加热。这样的设置方式可以确保在前述的升温操作时，由工具机主轴81所流出的液体是先被温度传感器37感测之后，才再由加热器35进行加热，藉此，不会因为加热器35对液体先行加热而造成测量由工具机主轴81流出的液体温度的不准确。
此外，泵浦33除了设置在热液捷径通道21之外，也可以设置在回流液进入通道29或出液通道27。在升温操作时，流路切换后，泵浦33无论是设置在热液捷径通道21、回流液进入通道29或出液通道27，都可以驱动液体使其于工具机主轴81、回流液进入通道29、热液捷径通道21以及出液通道27之间循环。这种设置方式可以直接理解，容不再以图式表示之。
请再参阅图9，本发明第二较佳实施例所提供的一种对工具机主轴提供升降温效果的辅助装置40，主要概同于前述第一实施例，不同之处在于：
本第二实施例中没有入液通道以及回流液释出通道，而是直接以冷液电控阀43藉由一管体99连接于冷却装置91的出液口92，以及以回流阀45藉由一管体99连接于冷却装置91的回流口93。
再者，控制源61亦不同于第一实施例的微电脑，而是以一外部控制盒(例如工具机控制盒，或外部微电脑控制模块)做为控制源61，并且利用电线或排线插座(图中未示)来电性连接于冷液电控阀43、热液电控阀53以及泵浦63。如此一来，就可以由外部的控制源61来控制液体的流向，而产生与前述第一实施例相同的操作状态。
此外，在本第二实施例中亦不设置加热器以及温度传感器。而在升温操作时，主要是利用工具机主轴81本身运转所产生的热来进行加热，并且藉由控制源61来控制液体的流向，使由工具机主轴81所流出的液体只能经过回流液进入通道59、热液捷径通道51以及出液通道57而流回至工具机主轴81，而藉由这个循环来利用工具机主轴81本身在运作时所产生的热能提供升温效果。此种升温效果虽然较使用加热器要来得慢，但仍然较现有技术对整个储水槽来进行加热的方式要来得更为快速。至于温度感测的部分，虽然在本第二实施例中省略掉温度传感器，但外部的控制源仍可以藉由工具机本身的温度传感器来获得工具机主轴81的温度数值，进而进行对应的操作或反应。
本第二实施例中，省略掉第一实施例的入液通道及回流液释出通道，而仍然可以达成使本发明与冷却装置91之间的连接关系。此外，使用外部控制源61，可以增加本发明的控制上的开放性，让厂商有更多的选择。
本第二实施例的其余结构及所能达成的功效均概同于前述第一实施例，容不再予赘述。
综合上述可知，本发明在进行升温时可以快速的调整工具机主轴的温度，而在降温时则使用原有的冷却装置，而且还不需改装工具机原来所配合使用的冷却装置，就能直接连接于冷却管路来使用，具有方便安装的效果。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种对工具机主轴提供升降温效果的辅助装置，用来连接于一工具机主轴与一冷却装置之间的管路，其特征在于，该对工具机主轴提供升降温效果的辅助装置包含有：
一冷液捷径通道；
一冷液电控阀，连接于该冷液捷径通道的一端，且供该冷却装置的液体进入；
一回流阀，连接于该冷液捷径通道的另一端，且供液体流出至该冷却装置；
一热液捷径通道；
一热液电控阀，连接于该热液捷径通道的一端，且连接于该回流阀；
一出液阀，连接于该热液捷径通道的另一端，且连接于该冷液电控阀；
一出液通道，一端连接于该出液阀，另一端供液体流出至该工具机主轴；
一回流液进入通道，一端连接于该热液电控阀，另一端供自该工具机主轴回流的液体进入；以及
一泵浦，设于该热液捷径通道、该回流液进入通道以及该出液通道三者其中之一，受一控制源的控制来驱动该泵浦所设置的通道内的液体移动；
其中，该出液阀为确保流经的液体只流向该出液通道，该回流阀为确保流经的液体只流向该冷却装置；
其中，该控制源控制该冷液电控阀以及该热液电控阀切换液体流向，在该控制源控制该冷液电控阀切换为使由该冷却装置流入的液体仅能流向该出液阀时，该控制源同时控制该热液电控阀切换为使由该回流液进入通道流入的液体仅能流向该回流阀；在该控制源控制该冷液电控阀切换为使由该冷却装置流入的液体仅能流向该冷液捷径通道时，该控制源同时控制该热液电控阀切换为使由该回流液进入通道流入的液体仅能流向该热液捷径通道。
2.根据权利要求1所述的对工具机主轴提供升降温效果的辅助装置，其特征在于，其中，更包含有一入液通道以及一回流液释出通道，该入液通道一端连接于该冷液电控阀，用以使该冷却装置的液体先进入该入液通道后，再进入该冷液电控阀；该回流液释出通道，一端连接于该回流阀，用以由该回流阀流出的液体先进入该回流液释出通道后，再流至该冷却装置。
3.根据权利要求1所述的对工具机主轴提供升降温效果的辅助装置，其特征在于，其中，更包含有一加热器以及一温度传感器，该加热器设于该出液通道、该热液捷径通道以及该回流液进入通道三者至少其中之一，受该控制源的控制来提供加热效果；该温度传感器，设于该回流液进入通道，且用以电性连接于该控制源。
4.根据权利要求1所述的对工具机主轴提供升降温效果的辅助装置，其特征在于，其中：该控制源系为一微电脑，电性连接于该冷液电控阀、该热液电控阀以及该泵浦。
5.根据权利要求1所述的对工具机主轴提供升降温效果的辅助装置，其特征在于，其中，该控制源为一外部控制盒，藉由电线电性连接于该冷液电控阀、该热液电控阀以及该泵浦。
6.根据权利要求1所述的对工具机主轴提供升降温效果的辅助装置，其特征在于，其中，该冷液电控阀及该热液电控阀为三向电磁阀。
7.根据权利要求1所述的对工具机主轴提供升降温效果的辅助装置，其特征在于，其中，该出液阀及该回流阀为三通止回阀。
8.根据权利要求1所述的对工具机主轴提供升降温效果的辅助装置，其特征在于，其中，该出液阀及该回流阀为三向电磁阀，且电性连接于该控制源。
9.根据权利要求1所述的对工具机主轴提供升降温效果的辅助装置，其特征在于，其中，该冷液捷径通道及该热液捷径通道分别设有一流量传感器，且各该流量传感器电性连接于该控制源。
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