CN204085739U - 一种含空腔的机床主轴的温度测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种含空腔的机床主轴的温度测量装置，包括：支架，设置在所述空腔内；滑块，设置在支架上，能沿机床主轴轴线方向运动；驱动装置，驱动所述滑块运动；温度传感器，设在滑块上，用于测量机床主轴的温度。本实用新型采用齿带驱动滑块带动温度传感器在空腔中沿机床主轴轴线方向运动，实现轴向温度分布监测；通过控制电机的正反转与启停，使传感器沿机床主轴轴线方向来回移动，实时采集温度信号，且还可使传感器固定于特定点(通过齿带上的刻度)，实现长期动态测温；只需一只传感器即可实现机床主轴全长测温，大大减少传感器数量。

Description

一种含空腔的机床主轴的温度测量装置

技术领域

本实用新型涉及机床温度测量领域，尤其是涉及一种含空腔的机床主轴的温度测量装置。

背景技术

机床是指制造机器的机器，亦称工作母机或工具机，习惯上简称机床。一般分为金属切削机床、锻压机床和木工机床等。现代机械制造中加工机械零件的方法很多：除切削加工外，还有铸造、锻造、焊接、冲压、挤压等，但凡属精度要求较高和表面粗糙度要求较细的零件，一般都需在机床上用切削的方法进行最终加工。机床在国民经济现代化的建设中起着重大作用。

数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床，代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典型的机电一体化产品。

数控机床加工精度高，具有稳定的加工质量，在机床加工中，热误差是影响机床加工精度的主要因素，约占机床总误差的40％～70％，其主要表现为主轴热变形而引起的误差。获取热变形信息，并进行误差补偿是目前提高加工精度的常用方法，而热变形信息的获取大都通过温度测量来实现，因此对机床主轴温度测量显得格外重要。

目前获取机床主轴的温度信息很难在主轴运行状态下实现，且难以获取主轴轴向全温度分布。

申请公布号为CN102095511A的专利文献公开了一种机床主轴温度测量装置及其测量方法，该装置包括温度测量装置、安装装置和接收装置三部分。温度测量装置包括温度采集模块、信号处理模块、无线通信模块、存储模块和供电模块；接收装置包括信号处理模块、无线通信模块和串口通讯模块；安装装置包括测杆和锁紧模块。该专利文献通过事先在安装装置上布置一定数量的传感器，然后将其置入被测主轴内，但是该方法需要一定数量的传感器，且不能获取主轴内连续轴向温度分布，当传感器数量过多时可能会影响通信效果。

实用新型内容

本实用新型针对上述问题，提出一种含空腔的机床主轴的温度测量装置。解决了现有技术传感器数量过多影响通信效果的问题，以及不能获取机床主轴内连续轴向温度分布的问题。

本实用新型采取的技术方案如下：

一种含空腔的机床主轴的温度测量装置，包括：

支架，设置在所述空腔内；

滑块，设置在支架上，能沿机床主轴轴线方向运动；

驱动装置，驱动所述滑块运动；

温度传感器，设在滑块上，用于测量机床主轴的温度。

所述空腔的轴线与机床主轴的轴线重合。即机床主轴中空，中空部分为所述空腔。

支架可以通过各种方式固定在空腔内，如螺钉，涨紧机构，作为优选，所述支架采用泡沫胶固定。

滑块沿机床主轴轴线方向运动，能带动温度传感器沿机床主轴轴线方向测量温度，实现轴向温度分布监测；只需一只传感器即可实现机床主轴全长测温，大大减少传感器数量。

作为优选，所述驱动装置包括：

两个齿轮轴，转动安装在所述支架上，其中一个为主动齿轮轴，另一个为从动齿轮轴；

齿带，安装在两个齿轮轴上，所述滑块固定在齿带上；

电机，驱动所述主动齿轮轴转动。

通过控制电机的正反转与启停，使温度传感器沿机床主轴方向来回移动，实时采集温度信号，此外还可使温度传感器固定于某一点，实现长期动态测温。

作为优选，所述齿带设在支架的一侧，支架上与齿带相对的一侧设有导槽，所述滑块的一端与齿带固定，另一端伸入该导槽。

滑块一端与齿带固定，另一端与所述导槽滑动配合，这样设置能够增强滑块运动时的稳定性。

作为优选，还包括电缆，所述主动齿轮轴包括受电机驱动的轴体，所述轴体上具有：

齿轮，设在轴体的一侧，与所述齿带相互配合；

电缆收放区，位于在轴体的中部，用于收放所述电缆；

电缆引出孔，设在远离齿轮的一侧；

所述电缆一端与所述温度传感器连通，另一端缠绕在电缆收放区后通过电缆引出孔连通到机床主轴的外侧。

齿轮带动齿带运动，电缆收放区与齿带同步运转，保证电缆排布有序。这种结构能保证主动齿轮轴旋转时与外界连接的电缆保持相对稳定。

作为优选，所述齿带设有刻度。

通过齿带上的刻度，能够随时了解滑块在空腔中的位置。

所述中空的机床主轴包括内壁和外壁，所述空腔由内壁围成，作为优选，所述滑块设有伸向机床主轴内壁的夹具，所述温度传感器固定在该夹具靠近机床主轴内壁的一端。

这样设置能使温度传感器最大可能贴近机床主轴内壁，采集到信号更准确。

本实用新型的有益效果是：采用齿带驱动滑块带动温度传感器在空腔中沿机床主轴轴线方向运动，实现轴向温度分布监测；通过控制电机的正反转与启停，使传感器沿机床主轴轴线方向来回移动，实时采集温度信号，且还可使传感器固定于特定点(通过齿带上的刻度)，实现长期动态测温；只需一只传感器即可实现机床主轴全长测温，大大减少传感器数量。

附图说明：

图1为本实用新型含空腔的机床主轴的温度测量装置的结构示意图；

图2为主动齿轮轴的结构示意图；

图3为滑块的结构示意图。

图中各附图标记为：

1.电缆，2.支架，3.主动齿轮轴，4.电机，5.滑块，6.夹具，7.温度传感器，8.夹紧螺钉，9.导槽，10.齿带，12.从动齿轮轴，13.电缆引出孔，14.电缆收放区，15.轮齿，16.销孔。

具体实施方式：

下面结合各附图，对本实用新型做详细描述。

如图1所示，一种含空腔的机床主轴的温度测量装置，包括：

支架2，为框型结构，且支架的长度方向与机床主轴的轴线方向平行，支架2通过泡沫胶固定在空腔内，支架2的一侧长侧边设有导槽9；

滑块5，设置在支架上，能沿机床主轴轴线方向来回运动；

驱动装置，驱动滑块运动；

温度传感器7，设在滑块5上，用于测量机床主轴的温度。

如图1、2所示，驱动装置包括：

两个齿轮轴，转动安装在支架上，其中一个为主动齿轮轴3，另一个为从动齿轮轴12；

设有刻度的齿带10，安装在两个齿轮轴上，齿带10位于支架2远离导槽9的长侧边上，滑块5的一端通过铆钉固定在齿带上，另一端伸入导槽9中；

电机4，驱动主动齿轮轴转动。

如图2所示，温度测量装置还包括与温度传感器连接的电缆1，主动齿轮轴3包括受电机驱动的轴体，轴体转动安装在支架2上，轴体上具有：

销孔16，设置在轴体一端，电机的输出轴通过销孔和销将动力传递给主动齿轮轴；

齿轮15，设在轴体靠近销孔的一侧，与齿带10相互配合；

电缆收放区14，位于在轴体的中部，用于收放电缆1；

电缆引出孔13，设在远离齿轮的一侧；

电缆一端与温度传感器7连通，另一端缠绕在电缆收放区后通过电缆引出孔连通到机床主轴的外侧，与机床主轴外侧的传感器读取器连通。

如图3所示，滑块5设有伸向机床主轴内壁的夹具6，温度传感器7固定在该夹具靠近机床主轴内壁的一端，且通过夹紧螺钉8固定在夹具上。

本实施例的工作过程为，通过控制电机4的转向和转速，齿带拖动滑块运动，与此同时温度传感器也沿机床主轴轴线方向运动，从而实时采集温度信号；当需要长时间监测机床主轴内某一点温度信号时，只需将电机断电即可将滑块连同温度传感器固定于目标测点，实现长时间测温。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此即限制本实用新型的专利保护范围，凡是运用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种含空腔的机床主轴的温度测量装置，其特征在于，包括：

支架，设置在所述空腔内；

滑块，设置在支架上，能沿机床主轴轴线方向运动；

驱动装置，驱动所述滑块运动；

温度传感器，设在滑块上，用于测量机床主轴的温度。

2.如权利要求1所述的含空腔的机床主轴的温度测量装置，其特征在于，所述驱动装置包括：

两个齿轮轴，转动安装在所述支架上，其中一个为主动齿轮轴，另一个为从动齿轮轴；

齿带，安装在两个齿轮轴上，所述滑块固定在齿带上；

电机，驱动所述主动齿轮轴转动。

3.如权利要求2所述的含空腔的机床主轴的温度测量装置，其特征在于，所述齿带设在支架的一侧，支架上与齿带相对的一侧设有导槽，所述滑块的一端与齿带固定，另一端伸入该导槽。

4.如权利要求2所述的含空腔的机床主轴的温度测量装置，其特征在于，还包括电缆，所述主动齿轮轴包括受电机驱动的轴体，所述轴体上具有：

齿轮，设在轴体的一侧，与所述齿带相互配合；

电缆收放区，位于在轴体的中部，用于收放所述电缆；

电缆引出孔，设在远离齿轮的一侧；

所述电缆一端与所述温度传感器连通，另一端缠绕在电缆收放区后通过电缆引出孔连通到机床主轴的外侧。

5.如权利要求2所述的含空腔的机床主轴的温度测量装置，其特征在于，所述齿带设有刻度。

6.如权利要求1所述的含空腔的机床主轴的温度测量装置，其特征在于，所述滑块设有伸向机床主轴内壁的夹具，所述温度传感器固定在该夹具靠近机床主轴内壁的一端。