CN112658803A - 一种带有温度检测的铣头加工机构及其温度检测补偿方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及刀具技术领域，尤其是指一种带有温度检测的铣头加工机构及其温度检测补偿方法，包括机床滑枕、机床主轴、控制系统、冷却机构、驱动器和刀具，所述机床滑枕上部安装有第一传感器、所述机床滑枕的下部两端均安装有第二传感器，所述机床滑枕的下部两端均安装有千分表，所述刀具安装于所述机床主轴下部，本发明可通过第一传感器和第二传感器检测机床滑枕不同位置的温度，控制系统根据第一传感器和第二传感器测得的温度差、千分表的数据可检测出机床滑枕不同位置的变形量，并将数据变形量实时的补偿于驱动器，实现提高精度的目的，同时主轴高速旋转产生的热延伸亦可采用同样的方式来补偿，提高机床的加工精度。

Description

一种带有温度检测的铣头加工机构及其温度检测补偿方法

技术领域

本发明涉及刀具技术领域，尤其是指一种带有温度检测的铣头加工机构及其温度检测补偿方法。

背景技术

在数控机床结构中，刀具搭载了主轴，加工时主轴高速旋转产生大量热，虽然由冷却机来冷却主轴或主电机，但由于冷却机的控温精度，无法做到刀具温度场的完全均匀，同时由于机床摆放的车间温度变化，以及加工时切削热以及切削液的影响，会导致刀具各部分变形不一致，从而影响被加工零件的空间精度，还有现有的刀具加工机构结构复杂，使用不方便。

发明内容

本发明针对现有技术的问题提供一种带有温度检测的铣头加工机构及其温度检测补偿方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供的一种带有温度检测的铣头加工机构，包括机床滑枕、机床主轴、控制系统、冷却机构、驱动器和刀具，所述机床主轴安装于所述机床滑枕下部，所述冷却机构安装于所述机床滑枕上，所述机床滑枕上部安装有第一传感器、所述机床滑枕的下部两端均安装有第二传感器，所述机床滑枕的下部两端均安装有千分表，所述刀具安装于所述机床主轴下部，所述驱动器用于驱动所述刀具转动，所述第一传感器、所述第二传感器、所述千分表、所述驱动器均与所述控制系统连接。

作为优选，所述冷却机构包括冷却管、泵体和喷嘴，所述喷嘴对准安装于所述机床主轴上，所述冷却管与所述喷嘴连接，所述泵体安装于所述冷却管上。

作为优选，所述机床滑枕侧部两边均设置有安装板，所述安装板上设置有多个安装固定孔。

作为优选，所述机床滑枕上部设置有连接安装孔，所述机床滑枕设置为中空型。

作为优选，所述冷却管上设设置有多个螺旋油管。

一种温度检测补偿方法，在机床滑枕不同位置安装多个温度传感器和千分表，千分表测出刀具在各个方向的变形并将信号发送至控制系统，所述控制系统根据温度传感器的数据差和千分表的数据得到机床滑枕各个位置的变形系数，控制系统根据变形系数相应的补偿机床主轴由于温度变化导致所述刀具偏移量。

作为优选，所述控制系统数据处理过程为，线性函数f(t)=aΔt+b来处理温度传感器的数据,f(t)为需补偿数据，Δt为温度传感器差值；

各组数偏差的平方和：

，

系数a的偏导数：

，

系数b的偏导数：

，

求解上述方程的a、b值即可得补偿数据的方程：f(t)=0.863Δt-7.023，此值即为控制系统需补偿到刀具的值。

本发明的有益效果：

本发明提供的一种带有温度检测的铣头加工机构，包括机床滑枕、机床主轴、控制系统、冷却机构、驱动器和刀具，所述机床主轴安装于所述机床滑枕下部，所述冷却机构安装于所述机床滑枕上，所述机床滑枕上部安装有第一传感器、所述机床滑枕的下部两端均安装有第二传感器，所述机床滑枕的下部两端均安装有千分表，所述刀具安装于所述机床主轴下部，所述驱动器用于驱动所述刀具转动，所述第一传感器、所述第二传感器、所述千分表、所述驱动器均与所述控制系统连接，本发明可通过第一传感器和第二传感器检测机床滑枕不同位置的温度，控制系统根据第一传感器和第二传感器测得的温度差、千分表的数据可检测出机床滑枕不同位置的变形量，并将数据变形量实时的补偿于驱动器，实现提高精度的目的，同时主轴高速旋转产生的热延伸亦可采用同样的方式来补偿，提高机床的加工精度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的另一视角结构示意图。

图3为本发明的侧视图。

附图标记分别为：

机床滑枕--1，机床主轴--2，冷却机构--3，驱动器--4，刀具--5，第一传感器--6，第二传感器--7，千分表--8，冷却管--9，泵体--10，喷嘴--11，安装板--12，安装固定孔--13，连接安装孔--14，螺旋油管--15。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。以下结合附图对本发明进行详细的描述。

实施例一

如图1-3所示，本发明提供的一种带有温度检测的铣头加工机构，包括机床滑枕1、机床主轴2、控制系统、冷却机构3、驱动器4和刀具5，所述机床主轴2安装于所述机床滑枕1下部，所述冷却机构3安装于所述机床滑枕1上，所述机床滑枕1上部安装有第一传感器6、所述机床滑枕1的下部两端均安装有第二传感器7，所述机床滑枕1的下部两端均安装有千分表8，所述刀具5安装于所述机床主轴2下部，所述驱动器4用于驱动所述刀具5转动，所述第一传感器6、所述第二传感器7、所述千分表8、所述驱动器4均与所述控制系统连接，本发明可通过第一传感器6和第二传感器7检测机床滑枕1不同位置的温度，控制系统根据第一传感器6和第二传感器7测得的温度差、千分表8的数据可检测出机床滑枕1不同位置的变形量，并将数据变形量实时的补偿于驱动器4，实现提高精度的目的，同时主轴高速旋转产生的热延伸亦可采用同样的方式来补偿，提高机床的加工精度。

本实施例中，所述冷却机构3包括冷却管9、泵体10和喷嘴11，所述喷嘴11对准安装于所述机床主轴2上，所述冷却管9与所述喷嘴11连接，所述泵体10安装于所述冷却管9上，冷却机构3用于将刀具5工作产生的热量进行冷却，可使得本发明连续的工作。

本实施例中，所述机床滑枕1侧部两边均设置有安装板12，可通过安装固定孔13将本发明固定于机台上，为防止本发明安装之后发生移动，安装板12上设置有多个安装固定孔13。

本实施例中，所述机床滑枕1上部设置有连接安装孔14，所述机床滑枕1设置为中空型，在使用时，可将驱动器4安装于机床滑枕1内部，所述机床滑枕1中部设设置有多个螺旋油管15，螺旋油管15用于储油，有效的防止因停电造成的冷却管9无油流过，且螺旋油管15用于均衡冷却管道流阻，防止因流阻过大造成的冷却管9无油流过的情况。

实施例二

一种温度检测补偿方法，在机床滑枕1不同位置安装多个温度传感器和千分表8，千分表8测出刀具5在各个方向的变形并将信号发送至控制系统，所述控制系统根据温度传感器的数据差和千分表8的数据得到机床滑枕1各个位置的变形系数，控制系统根据变形系数相应的补偿机床主轴2由于温度变化导致所述刀具5偏移量。

作为优选，所述控制系统数据处理过程为，线性函数f(t)=aΔt+b来处理温度传感器的数据,f(t)为需补偿数据，Δt为温度传感器差值；

各组数偏差的平方和：

，

系数a的偏导数：

，

系数b的偏导数：

，

求解上述方程的a、b值即可得补偿数据的方程：f(t)=0.863Δt-7.023，此值即为控制系统需补偿到刀具5的值。

以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明以较佳实施例公开如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种带有温度检测的铣头加工机构，其特征在于：包括机床滑枕、机床主轴、控制系统、冷却机构、驱动器和刀具，所述机床主轴安装于所述机床滑枕下部，所述冷却机构安装于所述机床滑枕上，所述机床滑枕上部安装有第一传感器、所述机床滑枕的下部两端均安装有第二传感器，所述机床滑枕的下部两端均安装有千分表，所述刀具安装于所述机床主轴下部，所述驱动器用于驱动所述刀具转动，所述第一传感器、所述第二传感器、所述千分表、所述驱动器均与所述控制系统连接。

2.根据权利要求1所述的一种带有温度检测的铣头加工机构，其特征在于：所述冷却机构包括冷却管、泵体和喷嘴，所述喷嘴对准安装于所述机床主轴上，所述冷却管与所述喷嘴连接，所述泵体安装于所述冷却管上。

3.根据权利要求1所述的一种带有温度检测的铣头加工机构，其特征在于：所述机床滑枕侧部两边均设置有安装板，所述安装板上设置有多个安装固定孔。

4.根据权利要求1所述的一种带有温度检测的铣头加工机构，其特征在于：所述机床滑枕上部设置有连接安装孔，所述机床滑枕设置为中空型。

5.根据权利要求1所述的一种带有温度检测的铣头加工机构，其特征在于：所述冷却管上设设置有多个螺旋油管。

6.一种温度检测补偿方法，其特征在于：在如权利要求1-5所述的机床滑枕不同位置安装多个温度传感器和千分表，千分表测出刀具在各个方向的变形并将信号发送至控制系统，所述控制系统根据温度传感器的数据差和千分表的数据得到机床滑枕各个位置的变形系数，控制系统根据变形系数相应的补偿机床主轴由于温度变化导致所述刀具偏移量。

7.根据权利要求6所述的一种温度检测补偿方法，其特征在于：所述控制系统数据处理过程为，线性函数f(t)=aΔt+b来处理温度传感器的数据,f(t)为需补偿数据，Δt为温度传感器差值；

各组数偏差的平方和：

，

系数a的偏导数：

，

系数b的偏导数：

，

求解上述方程的a、b值即可得补偿数据的方程：f(t)=0.863Δt-7.023，此值即为控制系统需补偿到刀具的值。

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