CN113154016A - 轴转设备的冷却系统 - Google Patents

Abstract

一种轴转设备的冷却系统，适用于提供冷却流体冷却所述轴转设备，所述冷却系统包含热伸长量测量装置、冷却机，及控制单元。所述热伸长量测量装置结合于所述轴转设备上，并用于测量所述轴转设备转动过程受热后的伸长量。所述冷却机连接所述轴转设备，并能被控制而提供冷却流体给所述轴转设备。所述控制单元讯号连接所述热伸长量测量装置与所述冷却机，所述控制单元依据所述热伸长量测量装置测到的伸长量，控制所述冷却机提供冷却流体给所述轴转设备。本发明有助于冷却降温所述轴转设备，延长轴转设备的使用寿命，也可利用冷却机降温抑制所述轴转设备的热伸长量以提升加工精密度。

Description

轴转设备的冷却系统

技术领域

本发明涉及一种冷却系统，特别是涉及一种包含有一可转动的杆体的轴转设备的冷却系统。

背景技术

在已知的加工技艺中，要对工件进行加工，是将该工件安装在工作台上，该工作台是安装在一工具机的一螺杆上，而该螺杆安装于轴承上，并通过一马达驱动该螺杆转动，在螺杆转动时就可带动该工作台与工件直线移动并同时通过适当机具对该工件进行加工。但是由于加工过程中，该螺杆持续转动会导致其与轴承之结合处因长时间受到转动摩擦而发热，使该螺杆温度升高，金属制的该螺杆受热后会产生热膨胀及热伸长，造成定位精度误差，进而影响加工精密度、加工后会产生误差。

因此，目前有一种测量装置用于测量螺杆的热伸长量，通过测量热伸长量数据可以在加工过程中予以适当的补正，提升加工精密度。但是已知的测量装置都是采用非接触式的测量原理例如激光量测、涡电流量测或电容式位移计等量测装置，以便于对加工数据进行补偿或者用来控制油冷机使螺杆降温，上述测量装置的购置成本较高，维护费用也较高。

另一方面，目前有一种冷却系统包含一用于提供冷却液体的冷却机、一用于供轴承、螺杆安装的基座、一装设于该基座上的第一温度传感器，以及一用于侦测周遭环境温度的第二温度传感器。通过该第一温度传感器量测该基座的温度来代表该螺杆温度，并将第一温度传感器量到的温度与该第二温度传感器量到的环境温度比较，当温度差值大于一门槛值时，表示该螺杆温度过高，此时该冷却机被控制输出冷却液体冷却该螺杆，使螺杆回复长度。其中，因为该螺杆持续运转，故该第一温度传感器不适合安装在该螺杆上，所以该第一温度传感器安装在该基座上，但是也正因如此，要用基座温度来代表螺杆温度，实际上并不直接也不精确。且因为该基座体积大，要等到基座与该螺杆达到热平衡的时间较久，基座温度也容易受到周遭环境温度的影响，这些都导致温度测量不够直接、不够精准也不够灵敏。因此，该冷却系统利用侦测温度来控制冷却机冷却螺杆的设计，仍不尽理想。

此外，因旋转杆件转动期间，不易装设温度感测设备，也因旋转过程不能避免摩擦，所以目前市面上也并未发现抵接式的热伸长量量测设备，无法有效降低量测成本。

发明内容

本发明之目的在于提供一种能克服先前技术的至少一个缺点的轴转设备的冷却系统。

本发明轴转设备的冷却系统，适用于提供冷却流体冷却所述轴转设备，所述轴转设备具有至少一个能转动的杆体。所述冷却系统包含热伸长量测量装置、冷却机，及控制单元。

所述热伸长量测量装置装设于所述轴转设备上，并抵接于所述杆体端部，并测量所述轴转设备转动过程受热后的伸长量。所述冷却机连接所述轴转设备，并能被控制而提供所述冷却流体给所述轴转设备。所述控制单元讯号连接所述热伸长量测量装置与所述冷却机。所述控制单元依据所述热伸长量测量装置测到的伸长量，控制所述冷却机提供冷却流体给所述轴转设备。

本发明所述的轴转设备的冷却系统，还包含连接所述冷却机并用于控制所述冷却流体的流量的控制阀，及连接所述控制阀并用于侦测所述冷却流体的流量的流量计。

本发明所述的轴转设备的冷却系统，所述轴转设备包括数支杆体，所述冷却机能被控制而提供所述冷却流体给所述杆体。

本发明所述的轴转设备的冷却系统，所述杆体分别为第一杆体、第二杆体与第三杆体，所述轴转设备的冷却系统能在学习模式与冷却模式运作，当所述冷却系统处于所述学习模式时，且所述轴转设备于初始状态下第一次加工工件时，所述冷却机先提供等量的冷却流体分别给所述杆体进行冷却，接着当所述热伸长量测量装置测量到所述第三杆体的热伸长量低于低温门槛值，所述控制单元控制所述冷却机减少提供给所述第三杆体的冷却流体的流量，且减少的流量平均提供给所述第一杆体与所述第二杆体，接着当所述热伸长量测量装置测量到所述第二杆体的热伸长量低于所述低温门槛值，所述控制单元控制所述冷却机减少提供给所述第二杆体的冷却流体的流量，且减少的流量提供给所述第一杆体，后续当所述热伸长量测量装置测量到所述第三杆体的热伸长量为负值时，代表所述第三杆体过冷，所述控制单元再度控制所述冷却机减少提供给所述第三杆体的冷却流体的流量，且减少的流量提供给所述第一杆体，所述控制单元记录此时提供给所述第一杆体、第二杆体与第三杆体的冷却流体流量，并存储成为流量数据；当所述轴转设备再次加工相同规格的工件时，所述冷却系统处于所述冷却模式，所述控制单元控制所述冷却机依据所述流量数据提供冷却流体给所述杆体。

本发明所述的轴转设备的冷却系统，所述冷却系统处于所述冷却模式时，所述热伸长量测量装置持续测量到每一杆体的热伸长量并将测量结果传送至所述控制单元，所述控制单元于任一杆体的热伸长量高于所述门槛值时，控制所述冷却系统回复至所述学习模式运作并以所述流量数据为基础来进行新的学习。

本发明所述的轴转设备的冷却系统，所述热伸长量测量装置包括固定座，以及与所述固定座组装结合的应变单元，所述固定座固定地安装在所述轴转设备上，并界定出轴向延伸且适用于供所述杆体穿伸的安装空间，所述应变单元包括位于所述安装空间且接触所述杆体的作动件，以及应变件，所述作动件能在所述杆体受热伸长时沿所述杆体的轴向方向移动，进而施加应力于所述应变件上，所述应变件受到应力后会产生对应于所述杆体的伸长量的应变。

本发明所述的轴转设备的冷却系统，所述应变单元还包括沿所述杆体的轴向方向排列于所述作动件与所述应变件间的轴套，以及沿所述杆体的径向方向结合于所述固定座的外周面的支撑块，所述应变件包括对应所述轴套位置的应变部，以及连接所述应变部且与所述支撑块固定住的结合部，所述应变单元还包括平行所述轴向方向且由外向内螺锁穿过所述应变件的应变部的螺杆，所述螺杆具有抵接所述轴套的受压端，所述作动件因所述杆体受热伸长而沿所述杆体的轴向方向移动时，会沿所述轴向方向抵压所述螺杆的所述受压端，进而带动所述应变件产生弯曲形变。

本发明所述的轴转设备的冷却系统，所述作动件为连动地环绕结合在所述杆体周围且呈环形的垫片，所述应变单元还包括设置于所述螺杆的所述受压端并能被所述作动件抵压的滚轮。

本发明所述的轴转设备的冷却系统，所述第一杆体、所述第二杆体与所述第三杆体中的其中一杆体为工作量最大的杆体，所述控制单元于学习模式时挑选出工作量最大的所述杆体，并以所述杆体的热伸长量与所述门槛值比较，以在所述热伸长量高于所述门槛值时控制启动所述冷却机。

本发明所述的轴转设备的冷却系统，所述控制单元于学习模式时，以所有杆体的热伸长量与所述门槛值比较，以在其中一杆体之所述热伸长量高于所述门槛值时控制启动所述冷却机，并于其中一杆体之所述热伸长量高于另一门槛值时控制对应控制阀全开，以提供给所述杆体最大流量的冷却流体，且另一门槛值之伸长量是大于所述门槛值之伸长量。

本发明的有益效果在于：通过所述热伸长量测量装置侦测该轴转设备的热伸长量，且该控制单元直接依据该热伸长量控制该冷却机提供冷却流体给该轴转设备，以对该轴转设备冷却、降温，避免该轴转设备一直在高温下运转，因此本发明有助于保护该轴转设备，延长使用寿命。而且依热伸长量来控制该冷却机提供冷却流体，此种侦测方式较为精准、灵敏，达到最佳的侦测与冷却效果。

附图说明

本发明之其他的特征及功效，将于参照图式的实施方式中清楚地呈现，其中：

图1是本发明轴转设备的冷却系统的第一实施例与第二实施例搭配一转轴设备使用时的架构示意图；

图2是立体组合图，说明该第一实施例与该第二实施例的部分组件与该轴转设备的组装关系；

图3是立体分解图，说明该第一实施例与该第二实施例的热伸长量测量装置与该轴转设备；

图4是该第一实施例与该第二实施例的该热伸长量测量装置与该轴转设备的侧视剖视图；

图5是立体示意图，说明该第二实施例的部分组件与该轴转设备的组装关系；

图6是步骤流程图，说明该第二实施例的一种实施态样；

图7是立体组合图，说明本发明轴转设备的冷却系统的第三实施例的该热伸长量测量装置与该轴转设备；

图8是该第三实施例的立体分解图；

图9是该第三实施例的侧视剖视图；

图10是该第三实施例的俯视剖视图；

图11是立体组合图，说明本发明轴转设备的冷却系统的一第四实施例的该热伸长量测量装置；

图12是该第四实施例的立体分解图；

图13是该第四实施例的该热伸长量测量装置的俯视剖视图；

图14是侧视剖视图，说明本发明轴转设备的冷却系统的第五实施例的该热伸长量测量装置与该轴转设备；

图15是立体组合图，说明本发明轴转设备的冷却系统的第六实施例的该热伸长量测量装置与该轴转设备；

图16是该第六实施例的立体分解图；及

图17是该第六实施例的侧视剖视图。

具体实施方式

在本发明被详细描述前，应当注意在以下的说明内容中，类似的组件是以相同的编号来表示。

参阅图1～4，本发明轴转设备1的冷却系统的第一实施例，适用于提供一冷却流体冷却该轴转设备1，该轴转设备1包含一中空的基座11、一可转动地穿伸通过该基座11的杆体12，以及一安装在该基座11内且供该杆体12可转动地穿伸通过的轴承单元13。本第一实施例的冷却系统包含一热伸长量测量装置7、一冷却机8、一控制阀82、一流量计83，以及一控制单元9。

该热伸长量测量装置7结合于该轴转设备1上，并用于测量该轴转设备1转动过程受热后的伸长量。具体而言，该热伸长量测量装置7包括一测量模块70，该测量模块70装设于该杆体12的端部，并包括一固定座2，及一应变单元3。

其中，该固定座2利用螺丝锁固在该基座11上，并沿该杆体12的轴向方向设置于该基座11前侧。该固定座2包括一界定出一安装空间210的第一座体21，以及一固定结合于该第一座体21前端并设有内螺纹的第二座体22。该安装空间210轴向延伸并适用于供该杆体12穿伸。

该应变单元3与该固定座2组装结合，并包括一位于该安装空间210且接触该杆体12的作动件4、一沿该杆体12的轴向方向间隔地位于该作动件4前侧的应变件5、一沿该杆体12的轴向方向排列于该作动件4与该应变件5间的轴套6、一环绕该轴套6的导引环套31、两个限位柱32、一第一螺接件33，以及一第二螺接件34。

该作动件4为一环绕该杆体12的止推轴承。该应变件5是一个由导体制成的应变规(Strain Gauge)，固定于该轴套6与该第二座体22间，并具有一朝向该轴套6的第一面51，以及一相反于该第一面51且朝前的第二面52。在实际应用上，该应变件5也可以为压电材料制成的压电组件，或者采用线性可变差动变压器(Linear Variable DifferentialTransformer,简称LVDT)，此为一种直线位移传感器。此外，实施时也可以采用力规来侦测该杆体12的轴向应变，从而得到该杆体12的热伸长量。

该轴套6包括一环绕该作动件4的大径部61、一位于该大径部61与该应变件5间的小径部62，以及一连接于该大径部61与该小径部62间并能受到该作动件4沿该轴向方向抵压的肩部63。该大径部61、小径部62与该肩部63共同界定出一外环面64，且该外环面64设有两个上下间隔的滑槽65，所述滑槽65位于该外环面64对应于该小径部62的部位。

该导引环套31环绕该轴套6的该小径部62与该应变件5的局部。所述限位柱32上下间隔对应，并径向穿伸通过该导引环套31而分别伸入所述滑槽65，每一限位柱32的直径小于每一滑槽65沿该轴向方向的宽度，所述限位柱32用于限制与导引该轴套6沿该轴向方向的移动行程。实施时，限位柱32与滑槽65的数量可以都为一个，就可达到所述的导引与限位功能。该第一螺接件33由外向内(由前向后)伸入该第二座体22，并螺锁于该第二座体22内部且抵压该应变件5的第二面52。该第二螺接件34由外向内伸入且螺锁于该第二座体22内，并抵压该第一螺接件33前端。

该热伸长量测量装置7组装时，当该第一螺接件33与第二螺接件34锁固后，会以一预定的力量将该应变件5抵压于该第一螺接件33与该轴套6间，此时该应变件5已承受一预定大小的应力，由于此时该杆体12尚未受热伸长，故可设定该应变件5在承受该预定大小的应力的状态下，为该杆体12伸长量为零的基准状态。

该冷却机8连接该轴转设备1，并能被控制而提供该冷却流体给该轴转设备1。该控制阀82连接于该冷却机8与该轴转设备1间并用于控制该冷却流体的流量，实施时该控制阀82可为一球阀。该流量计83连接该控制阀82并用于侦测该冷却流体的流量。

该控制单元9例如一计算机，并讯号连接该热伸长量测量装置7与该冷却机8。该控制单元9依据该热伸长量测量装置7测到的伸长量，控制该冷却机8提供冷却流体给该轴转设备1。

本发明使用时，当该杆体12转动运作一段时间后，会因受热膨胀而伸长，而该作动件4能在该杆体12受热伸长时，跟着该杆体12沿该轴向方向移动，该作动件4进而沿该轴向方向抵压该轴套6的肩部63，该轴套6再沿该轴向方向向前抵压该应变件5，因而施加应力于该应变件5上，该应变件5再产生对应于该杆体12的伸长量的应变(本实施例的应变件5会产生轴向的压缩变形)，使该应变件5本身的电阻值产生变化，并通过电阻值的变化输出相应的电讯号(例如输出电压值)给该控制单元9。本实施例中使用之应变件5当其受力一公斤时相当于轴向的压缩变形(热伸长量)一微米，输出电压约0.07伏特，而本实施例之应变件5之灵敏度为0.01公斤，所以热伸长量的灵敏度为0.01微米。

接着，该控制单元9分析处理该电讯号后，就可换算得到杆体12的伸长量。其换算分析方式为，因该控制单元9已预先建立一存储有电讯号的数值与杆体12伸长量的对应关系数据库，所以当测得某一电讯号值时，就能得知该电讯号代表的伸长量值。当该应变件5输出的电讯号较大时，代表该杆体12伸长量较长、温度较高，此时该控制单元9就会依据杆体12伸长量的大小，控制该冷却机8提供适当流量的冷却流体给该轴转设备1，冷却流体经由该轴转设备1内的孔洞、流道流动至该杆体12、该轴承单元13周围，进而使该杆体12、轴承单元13冷却降温。

值得一提的是，该冷却流体的流量控制，是通过该控制单元9控制该控制阀82调节流量来达成。而该流量计83侦测冷却流体的流量，并将流量数据回报给该控制单元9，以随时确认流量是否正常。而且在杆体12运作过程中，该热伸长量测量装置7会持续侦测该杆体12的热伸长量并回报给该控制单元9，因此当该杆体12冷却后其热伸长量有下降时，该控制单元9会控制该冷却机8减少冷却流体的输出量，若该杆体12的热伸长量上升时，该控制单元9会控制该冷却机8增加冷却流体的输出量。

综上所述，通过该热伸长量测量装置7直接侦测该轴转设备1的杆体12的热伸长量，且该控制单元9直接依据该热伸长量控制该冷却机8提供冷却流体给该轴转设备1，以对该轴转设备1冷却、降温，避免该轴转设备1一直在高温下运转，因此本发明有助于保护该轴转设备1，延长轴转设备1使用寿命。也正因为该热伸长量测量装置7安装在该杆体12端部，直接侦测该杆体12的热伸长量，所测得的热伸长量数据直接且精准，所以依热伸长量来控制该冷却机8提供冷却流体，可精准控制适当的冷却流体的量，达到最佳的侦测与冷却效果。而且轴转设备1及时冷却，可提升加工精密度。

参阅图1、4、5，本发明轴转设备1的冷却系统的第二实施例，与该第一实施例大致相同，以下说明主要的不同处。本第二实施例所应用的该轴转设备1的基座11、杆体12与轴承单元13的数量都是三个，每一基座11、每一杆体12与每一轴承单元13间的结合关系与该第一实施例相同。因此，本第二实施例总共包含有三支所述杆体12、12’、12”，为方便说明，以下称所述杆体12、12’、12”分别为第一杆体12、一第二杆体12’与第三杆体12”，而且彼此互相垂直。在加工一工件时，通过所述杆体12、12’、12”可以沿该工件的X方向、Y方向与Z方向进行加工。此时通常仍以某一杆体为主要的驱动件，本第二实施例以该第一杆体12为主要的驱动件，该第二杆体12’为其次，该第三杆体12”为更其次。因此在以下说明中，该第一杆体12通常有较大的热伸长量。

本第二实施例的该热伸长量测量装置7包括三个该测量模块70，所述测量模块70分别装设于所述杆体12、12’、12”的端部，以分别测量所述杆体12、12’、12”的热伸长量，并且将测量到的数据回报给该控制单元9。本第二实施例的每一测量模块70的结构，以及与各别的杆体12、12’、12”、基座11的组装关系，都与该第一实施例相同，故不再说明。本第二实施例的该控制单元9能控制该冷却机8提供冷却流体给所述杆体12、12’、12”，而且可依据每一杆体12、12’、12”的热伸长量大小而分别提供适当流量的冷却流体给所述杆体12、12’、12”。该冷却机8的该控制阀82为三通球阀，具有三个分别用于输送冷却液体给所述杆体12、12’、12”的出液管(图未示)。

本第二实施例的冷却系统能在一个学习模式与一个冷却模式运作。学习模式是为了建立数据库，以供该冷却系统切换到冷却模式时(也就是实际用于冷却该轴转设备1时)，能提供良好的冷却效果。而该轴转设备1用于加工大量的工件，会持续产生热，因此必须通过该冷却系统随时冷却。

以下先说明该学习模式的学习原理，后续再具体举例说明。当该冷却系统处于该学习模式，且该轴转设备1于初始状态下第一次加工一工件时，该冷却机8提供等量的冷却流体分别给所述杆体12、12’、12”进行冷却。接着当该热伸长量测量装置7测量到该第三杆体12”的热伸长量低于一门槛值(本第二实施例是用电压值来对应于热伸长量门槛值)，该控制单元9控制该冷却机8减少提供给该第三杆体12”的冷却流体的流量，且减少的流量平均提供给该第一杆体12与该第二杆体12’。接着当该热伸长量测量装置7测量到该第二杆体12’的热伸长量低于该门槛值，该控制单元9控制该冷却机8减少提供给该第二杆体12’的冷却流体的流量，且减少的流量提供给该第一杆体12。后续当该热伸长量测量装置7测量到该第三杆体12”的热伸长量为负值时，代表该第三杆体12”过冷，该控制单元9再度控制该冷却机8减少提供给该第三杆体12”的冷却流体的流量，且减少的流量提供给该第一杆体12。该控制单元9记录此时提供给该第一杆体12、第二杆体12’与第三杆体12”的冷却流体流量，并存储成为一组流量数据。其中，该冷却机8是否提供冷却流体，以及控制阀82调整控制流量，都是受到该控制单元9控制。本实施例中当该第一杆体12、第二杆体12’与第三杆体12”的热伸长量都低于该门槛值时，该控制单元9控制该冷却机8关闭，当该第一杆体12、第二杆体12’与第三杆体12”的其中之一的热伸长量又高于该门槛值时，该控制单元9控制该冷却机8启动。

以下说明该冷却系统在该学习模式与冷却模式时的具体应用例。但需注意的是，此只为举例，并非用于限定本发明运作时的各项参数数值。

假设该热伸长量测量装置7的所述三个测量模块70在初始安装后受到预定大小的应力，此时该应变件5输出的电压值为5V，所述杆体12、12’、12”的热伸长量为零，而需要提供冷却流体的门槛值电压为5.1V。接着该轴转设备1启动运作，第一次加工其中一工件时，所述杆体12、12’、12”的热伸长量都高于该门槛值5.1V，该冷却机8输出固定总量的冷却流体为6公升，并经由该控制阀82平均分配等量的冷却流体给所述杆体12、12’、12”，请配合参阅下表1，此时通入所述杆体12、12’、12”的冷却流体流量都为2公升。由于该第一杆体12为主要的加工组件，其热伸长量最长，该第三杆体12”为最其次的加工组件，其热伸长量最短，所以当通入冷却流体冷却后，该第三杆体12”的热伸长量会最先低于该门槛值5.1V，表示该第三杆体12”的冷却效果足够，该冷却机8就减少提供给该第三杆体12”的冷却流体的流量(减少1公升)，且减少的流量平均提供给该第一杆体12与该第二杆体12’(分别分配到0.5公升)，因此此时所述杆体12、12’、12”的冷却流体流量依序为2.5公升、2.5公升、1公升。

接着若该第二杆体12’的热伸长量低于该门槛值，表示该第二杆体12’的冷却效果足够，该冷却机8减少提供给该第二杆体12’的冷却流体流量(减少1公升)，且减少的流量提供给该第一杆体12，因此此时所述杆体12、12’、12”的冷却流体流量依序为3.5公升、1.5公升、1公升。后续测量到该第三杆体12”的热伸长量为负值时，代表该第三杆体12”过冷，该冷却机8再度减少提供给该第三杆体12”的冷却流体流量(减少0.4公升)，且减少的流量提供给该第一杆体12，因此此时所述杆体12、12’、12”的冷却流体流量依序为3.9公升、1.5公升、0.6公升。在此状态下已完成学习，表示各杆体12、12’、12”受到的冷却效果适当，该控制单元9记录此时提供给该第一杆体12、第二杆体12’与第三杆体12”的冷却流体流量，并存储成为一组对应于此时所加工的工件规格的流量数据。

表1

所以当下次该轴转设备1再次加工相同规格的工件，该冷却系统切换成该冷却模式，该控制单元9就能控制该冷却机8依据该流量数据提供冷却流体给所述杆体12、12’、12”。由于轴转设备1加工的工件量大，轴转设备1持续处于高温状态，因此通过该学习模式来建立流量数据库，使该冷却系统处于该冷却模式时，就能以自动控制的方式来提供适当的冷却流体冷却该轴转设备1，而且是配合各杆体12、12’、12”的热伸长量来分别提供适当流量的冷却流体，此种自动化、智能化的冷却系统，可提高加工精密度与组件寿命。当该冷却系统处于该冷却模式时，本实施例中当该第一杆体12、第二杆体12’与第三杆体12”的热伸长量都低于该门槛值时，该控制单元9控制该冷却机8关闭，当该第一杆体12、第二杆体12’与第三杆体12”的其中之一的热伸长量又高于该门槛值时，该控制单元9控制该冷却机8启动。但是实际实施时，该控制单元9于学习模式中可挑选出驱动工件工作量最大之杆体，并以该杆体之热伸长量与该门槛值比较，以在该热伸长量高于或低于该门槛值时控制启动或关闭该冷却机8。

值得一提的是，当该冷却系统处于该冷却模式时，该热伸长量测量装置7仍持续测量每一杆体12、12’、12”的热伸长量，并将测量结果传送至该控制单元9。当该冷却机8已依据该流量数据提供冷却流体给所述杆体12、12’、12”时，理论上已能将所述杆体12、12’、12”在运转时的热伸长量都控制于该门槛值上下，但是若此时仍检测到所述杆体12、12’、12”中的任一杆体12、12’、12”的热伸长量高于该门槛值且经过一定时间还无法降低至该门槛值以下时，代表整体工况改变，该控制单元9就控制该冷却系统回复至该学习模式运作，并以该流量数据为基础来进行新的学习。也就是说，此时该冷却系统会基于先前得到的流量数据3.9公升、1.5公升、0.6公升，再度依各杆体12、12’、12”的热伸长量来改变适当的冷却流体输出量，直到学习完成，该控制单元9再存储新的学习所得到的流量数据。下次该冷却系统处于该冷却模式时，就能以最新的流量数据进行冷却。所以本发明还能随时进行热伸长量监测，以因应实际加工状况，使该冷却系统随时进行学习以及更新成最新的数据库数据，并及时提供最佳的冷却效果。

参阅图1、6，配合图6说明本第二实施例的一种可行的实施态样。在以下步骤中，三个所述杆体的热伸长量可被该热伸长量测量装置7随时进行侦测，并由该控制单元9接收侦测数据并进行相关判断与后续控制。进行步骤91，判断是否有任一杆体的热伸长量高于该门槛值，若否，继续进行步骤91；若是，进行步骤92，该控制单元9控制该冷却机8开启，该冷却机8提供冷却流体以冷却每一杆体。进行步骤93，判断是否有其中一杆体的热伸长量低于该门槛值，若否，进行步骤94；若是，进行步骤931，降低提供给热伸长量已低于门槛值的该杆体的冷却流体流量，并将降低的流量分配给其他杆体，接着再进行步骤94。

进行步骤94，判断是否所有杆体的热伸长量都低于门槛值，若否，回到步骤93；若是，表示学习完成，进行步骤95，存储学习到的数据，并进入冷却模式。进行步骤96，判断是否所有杆体的热伸长量都低于门槛值，若是，进行步骤97，冷却机8被控制关闭；若否，进行步骤961，持续提供冷却流体，在此过程还会判断提供冷却流体的时间是否超过预定时间，若否，回到步骤96；若是，表示冷却超过预定时间却仍无法有效降温，也意味着学习模式学习到的冷却数据已无法适用，因此回到步骤93，重新进行判断与学习。另一方面，在步骤97后进行步骤98，系统仍会随时判断是否有任一杆体的热伸长量高于门槛值，若否，继续进行步骤98；若是，进行步骤99，冷却机8被控制开启并提供冷却流体，且系统回到步骤96以继续进行冷却模式中的判断与冷却动作。

参阅图7～10，本发明轴转设备1的冷却系统之第三实施例，与该第一实施例的结构大致相同，不同处主要在于：本第三实施例的应变单元3包括该作动件4、该应变件5、该轴套6，另外还包括一支撑块35、一螺杆36、两个弹簧杆37，以及两个弹簧38。本第三实施例的作动件4为滚珠轴承，并且采用两个滚珠轴承，每一滚珠轴承包括一内环座41与一外环座42，以及数个位于该内环座41与该外环座42间的滚珠43。当该杆体12轴向移动时，带动滚珠轴承的内环座41轴向移动，进而通过所述滚珠43带动该外环座42也轴向移动，并抵压该轴套6，进而抵压该螺杆36的该受压端361。

该固定座2包括一环形的围壁23，以及两个上下间隔且组装于该围壁23前端的止动壁24。

该支撑块35沿该杆体12的径向方向结合于该固定座2的外周面。该应变件5位于该固定座2前端，并包括一个对应该轴套6位置的应变部53，以及一个连接该应变部53且沿该杆体12的径向方向延伸，并与该支撑块35固定住的结合部54。该结合部54与该支撑块35间，以及该支撑块35与该固定座2间，都可以利用螺丝来锁固结合。而该应变部53并未与该固定座2固定住，只是延伸于该固定座2前侧。

该螺杆36平行该轴向方向且由外向内(由前向后)螺锁穿过该应变件5的应变部53，并具有一抵接该轴套6的受压端361。该螺杆36的中心轴线与该杆体12的中心轴线位于同一直线。当该作动件4因该杆体12受热伸长而沿该杆体12的轴向方向移动时，会沿该轴向方向向前抵压该螺杆36的该受压端361，且由于该应变件5的结合部54被固定住，因此当该受压端361被向前抵压后，该螺杆36就带动该应变件5的应变部53弯曲变形，也就是说，产生弯曲应变，此弯曲应变程度对应于该杆体12的伸长量。

因此，本第三实施例的应变件5的应变方式为弯曲，不同于该第一实施例的应变件5的应变方式为压缩，但是同样都可通过应变程度的大小来得到杆体12的伸长量。

更进一步地，本第三实施例的轴套6具有一朝向该应变件5(也就是朝前)的推面66，以及两个上下间隔且自该推面66朝后延伸的凹槽67。该应变单元3的所述弹簧杆37分别自所述凹槽67朝前延伸且前端抵接该固定座2的所述止动壁24。所述弹簧38分别位于所述凹槽67且环绕所述弹簧杆37。每一弹簧38被抵压于该弹簧杆37上的一C形扣371与该凹槽67的内部槽面间，也就是说，弹簧38后端抵压该轴套6。当该轴套6朝该螺杆36与该应变件5移动抵压时，所述弹簧38压缩，进而蓄积弹力，用于提供该轴套6、该作动件4一恒朝该杆体12方向移动的复位力量，通过弹簧38的弹力可以稳定该轴套6轴向移动的行程，以及稳定该作动件4与该杆体12间的结合紧密度。

参阅图11～13，本发明轴转设备1的冷却系统的第四实施例，与该第三实施例的结构大致相同，不同处主要在于：该作动件4为一连动地环绕结合在该杆体12周围且呈环形的垫片。该螺杆36的轴向方向平行该杆体12的轴向方向，但是该螺杆36的中心轴线与该杆体12的中心轴线非位于同一直线。该应变单元3还包括一设置于该螺杆36的该受压端361并能被该作动件4抵压的滚轮39。当该杆体12受热伸长时，该作动件4沿该杆体12的轴向方向移动并抵压该滚轮39，进而通过该滚轮39、该螺杆36而施加应力于该应变件5上，该应变件5因而产生对应于该杆体12的伸长量的弯曲应变。

所述第三、四实施例所采用的弯曲应变测量结构，也可以应用于该第二实施例中，也就是说，该第二实施例的每一杆体12、12’、12”(图5)，也可以采用该第三实施例或该第四实施例的热伸长量测量装置7来测量热伸长量。

参阅图14，本发明轴转设备1的冷却系统的第五实施例，与该第一实施例的结构大致相同，不同处在于，本第五实施例的作动件4为角接触滚珠轴承，而且是采用两个角接触滚珠轴承，每一滚珠轴承包括一内环座41与一外环座42，以及数个位于该内环座41与该外环座42间的滚珠43。当该杆体12轴向移动时，带动滚珠轴承的内环座41轴向移动，进而通过所述滚珠43带动该外环座42也轴向移动，并抵压该轴套6的该肩部63，进而抵压该应变件5，使应变件5产生对应于该杆体12的伸长量的应变。

参阅图15～17，本发明轴转设备1的冷却系统的第六实施例，该轴转设备1还包含一底座14，该底座14包括一水平的底壁141，以及两个自该底壁141左右两侧朝上延伸的侧壁142。该基座11、杆体12等组件位于该底座14界定出的空间中。本第六实施例与该第一实施例的结构大致相同，不同处如下。

该固定座2沿该杆体12的轴向方向间隔设置于该杆体12前侧，且该固定座2利用螺丝锁固于该底座14的底壁141上。

该应变单元3包括该作动件4、该应变件5、该轴套6，以及两个锁固件30。该作动件4设置于该杆体12朝向该固定座2的一端，其可为止推滚珠轴承复合滚针轴承。该应变件5利用螺丝锁固于该固定座2朝向该杆体12的一面上。该轴套6包括一环套于该作动件4周围的环套部68，以及一自该环套部68沿该轴向方向伸入该应变件5的杆部69。所述锁固件30例如螺帽，并螺锁在该杆部69上且分别位于该应变件5的前后两侧。所述锁固件30会以一预定的力量抵压该应变件5，使该应变件5在尚未承受因杆体12伸长而产生的应力时，就已预先承受一预定大小的应力。

该作动件4因该杆体12受热伸长而沿该杆体12的轴向方向移动时，会沿该轴向方向抵压该轴套6的环套部68，该轴套6的杆部69进而沿该轴向方向向前移动而施加应力于该应变件5上，该应变件5受到应力后会产生对应于该杆体12的伸长量的应变。

本发明轴转设备的冷却系统的一第七实施例，与该第二实施例的结构大致相同，不同处在于，该控制单元于学习模式时，以所有杆体12的热伸长量与一第一高门槛值及一第二高门槛值比较，且第二高门槛值之伸长量是大于第一高门槛值之伸长量，在任一杆体之该热伸长量高于该第一高门槛值时控制启动该冷却机，并于任一杆体之该热伸长量高于一第二高门槛值时，控制对应控制阀全开，以提供给该杆体最大流量的冷却流体。

以上所述者，只为本发明的实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，凡是依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，都仍属本发明的范围。

Claims (10)

1.一种轴转设备的冷却系统，适用于提供冷却流体冷却所述轴转设备，所述轴转设备具有至少一个能转动的杆体，其特征在于：所述冷却系统包含：热伸长量测量装置、冷却机，及控制单元，所述热伸长量测量装置装设于所述轴转设备上，并抵接于所述杆体端部，并测量所述轴转设备转动过程受热后的伸长量，所述冷却机连接所述轴转设备，并能被控制而提供所述冷却流体给所述轴转设备，所述控制单元讯号连接所述热伸长量测量装置与所述冷却机，所述控制单元依据所述热伸长量测量装置测到的伸长量，控制所述冷却机提供冷却流体给所述轴转设备。

2.根据权利要求1所述的轴转设备的冷却系统，其特征在于：所述冷却系统还包含连接所述冷却机并用于控制所述冷却流体的流量的控制阀，及连接所述控制阀并用于侦测所述冷却流体的流量的流量计。

3.根据权利要求2所述的轴转设备的冷却系统，所述轴转设备包括数支杆体，其特征在于：所述冷却机能被控制而提供所述冷却流体给所述杆体。

4.根据权利要求3所述的轴转设备的冷却系统，所述杆体分别为第一杆体、第二杆体与第三杆体，其特征在于：所述轴转设备的冷却系统能在学习模式与冷却模式运作，当所述冷却系统处于所述学习模式时，且所述轴转设备于初始状态下第一次加工工件时，所述冷却机先提供等量的冷却流体分别给所述杆体进行冷却，接着当所述热伸长量测量装置测量到所述第三杆体的热伸长量低于门槛值，所述控制单元控制所述冷却机减少提供给所述第三杆体的冷却流体的流量，且减少的流量平均提供给所述第一杆体与所述第二杆体，接着当所述热伸长量测量装置测量到所述第二杆体的热伸长量低于所述门槛值，所述控制单元控制所述冷却机减少提供给所述第二杆体的冷却流体的流量，且减少的流量提供给所述第一杆体，后续当所述热伸长量测量装置测量到所述第三杆体的热伸长量为负值时，代表所述第三杆体过冷，所述控制单元再度控制所述冷却机减少提供给所述第三杆体的冷却流体的流量，且减少的流量提供给所述第一杆体，所述控制单元记录此时提供给所述第一杆体、第二杆体与第三杆体的冷却流体流量，并存储成为流量数据；当所述轴转设备再次加工相同规格的工件时，所述冷却系统处于所述冷却模式，所述控制单元控制所述冷却机依据所述流量数据提供冷却流体给所述杆体。

5.根据权利要求4所述的轴转设备的冷却系统，其特征在于：所述冷却系统处于所述冷却模式时，所述热伸长量测量装置持续测量到每一杆体的热伸长量并将测量结果传送至所述控制单元，所述控制单元于任一杆体的热伸长量高于所述门槛值时，控制所述冷却系统回复至所述学习模式运作并以所述流量数据为基础来进行新的学习。

6.根据权利要求1所述的轴转设备的冷却系统，其特征在于：所述热伸长量测量装置包括固定座，以及与所述固定座组装结合的应变单元，所述固定座固定地安装在所述轴转设备上，并界定出轴向延伸且适用于供所述杆体穿伸的安装空间，所述应变单元包括位于所述安装空间且接触所述杆体的作动件，以及应变件，所述作动件能在所述杆体受热伸长时沿所述杆体的轴向方向移动，进而施加应力于所述应变件上，所述应变件受到应力后会产生对应于所述杆体的伸长量的应变。

7.根据权利要求6所述的轴转设备的冷却系统，其特征在于：所述应变单元还包括沿所述杆体的轴向方向排列于所述作动件与所述应变件间的轴套，以及沿所述杆体的径向方向结合于所述固定座的外周面的支撑块，所述应变件包括对应所述轴套位置的应变部，以及连接所述应变部且与所述支撑块固定住的结合部，所述应变单元还包括平行所述轴向方向且由外向内螺锁穿过所述应变件的应变部的螺杆，所述螺杆具有抵接所述轴套的受压端，所述作动件因所述杆体受热伸长而沿所述杆体的轴向方向移动时，会沿所述轴向方向抵压所述螺杆的所述受压端，进而带动所述应变件产生弯曲形变。

8.根据权利要求7所述的轴转设备的冷却系统，其特征在于：所述作动件为连动地环绕结合在所述杆体周围且呈环形的垫片，所述应变单元还包括设置于所述螺杆的所述受压端并能被所述作动件抵压的滚轮。

9.根据权利要求4所述的轴转设备的冷却系统，所述第一杆体、所述第二杆体与所述第三杆体中的其中一杆体为工作量最大的杆体，其特征在于：所述控制单元于学习模式时挑选出工作量最大的所述杆体，并以所述杆体的热伸长量与所述门槛值比较，以在所述热伸长量高于所述门槛值时控制启动所述冷却机。

10.根据权利要求4所述的轴转设备的冷却系统，其特征在于：所述控制单元于学习模式时，以所有杆体的热伸长量与所述门槛值比较，以在其中一杆体之所述热伸长量高于所述门槛值时控制启动所述冷却机，并于其中一杆体之所述热伸长量高于另一门槛值时控制对应控制阀全开，以提供给所述杆体最大流量的冷却流体，且另一门槛值之伸长量是大于所述门槛值之伸长量。

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