CN206500914U - 加工机进给机构的热变形补偿装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种加工机进给机构的热变形补偿装置，该进给机构是在机座上架设一由动力源驱动旋转的螺杆，并于该螺杆上螺合一连结进给件的螺套，一磁性件系产生对应该螺杆的端部的磁场，并以一磁电感应器进行感应该磁性件的磁场变化，而改变输出的电压值，当螺杆产生热伸长变形时，将使该磁性件的磁场产生变化，而改变该磁电感应器输出的电压值，并将该电压值输出至控制器，该控制器即依据该电压值变化计算出螺杆的热伸长变形量，以进行控制补偿进给量；如此，利用磁电感应方式，即可随时感测螺杆的热伸长变形量，以获致进给件的进给量误差，并即时的进行控制补偿进给件的进给量，而达到提升加工精度的实用效益。

Description

加工机进给机构的热变形补偿装置

技术领域

本实用新型涉及一种利用磁电感应方式，即可随时感测螺杆的热伸长变形量，以获致进给件的进给量误差，并即时的进行控制补偿进给件的进给量，而达到提升加工精度的加工机进给机构的热变形补偿装置。

背景技术

按，一般加工机是以螺杆及螺套的进给机构驱动加工主轴及工作台作各轴向的进给位移，而利用加工主轴上的刀具对工作台上的加工件进行加工作业；请参阅图1所示，以现有加工机上的工作台的进给机构为例，其是在机座10上滑设有供承置加工件的工作台11，于该机座10与工作台11则架设有一由马达12驱动旋转的螺杆13，并于该螺杆13上则螺合一连结于工作台11的螺套14，当马达12驱动螺杆13旋转时，即利用该螺套14连结带动工作台11往复位移，以搭配加工主轴于工作台11的加工件上进行加工作业；然而，当驱动螺杆13高速旋转时，由于螺杆13所受到的摩擦阻力，将使螺杆13温度升高，螺杆13会因温升而产生热变形现象，尤其，螺杆13在轴向产生的热伸长变形量将导致工作台11的进给量误差，而影响加工件的加工精度。

为了改善上述进给机构的螺杆因温升热变形而产生进给量误差的情况，系有业者利用温度感测的进给补偿方式，其以温度感测器进行感测螺杆的温度变化，并将感测出的温度信号传输至控制器，该控制器则预先建构有进给补偿参数模块，当控制器接收温度感测器输出的温度信号时，即依据该温度信号抓取对应的进给补偿参数，以控制补偿进给机构的进给量；然而，当驱动螺杆高速旋转温升时，螺杆的热伸长变形量将随着温度不断的变化，然而，该温度感测的进给补偿方式系仅能于螺杆的温度上升到达一温度点时，该控制器才会依据该温度点抓取对应的进给补偿参数，以控制补偿进给机构的进给量，于螺杆的温度上升到达该温度点前所产生进给量误差则未进行控制补偿，因此，该温度感测的进给补偿方式并无法对螺杆不断变化的热伸长变形量作即时的控制补偿，而无法有效改善加工精度的问题。

为解决上述温度感测的进给补偿方式的缺弊，另有业者利用光学感测方式进行感测螺杆的热伸长变形量，其是在螺杆上装设反射镜，并于该反射镜的相对应位置设有具光发射器及光接收器的光感测头，使该光发射器的光束经由螺杆上的反射镜反射至光接收器，以感测出螺杆上的反射部件的位置值，进而可获致螺杆的热伸长变形量，并将螺杆的热伸长变形量传输至控制器，而由该控制器即时的进行控制补偿进给量；然而，于加工过程中产生的碎屑或切削液等杂物极易沾附于反射镜或光感测头的光发射器及光接收器上，使光发射器的光束受到干扰，而影响感测的稳定性，进而无法确实改善加工精度的问题。

另外，有业者于螺杆一侧装设光学尺，以感测螺杆整体的热变形量，其虽可准确感测螺杆各位置的热变形量，以改善进给量补偿偏差的问题，然而，光学尺的价格高昂，将导致设备成本过高。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型设计人遂以其多年从事相关行业的研发与制作经验，针对目前所面临的问题深入研究，经过长期努力的研究与试作，终究研创出一种加工机进给机构的热变形补偿装置，并以大幅改善现有的缺弊，此即为本实用新型的发明目的。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种加工机进给机构的热变形补偿装置，其特征在于，其包含：

机座；

螺杆：架设于该机座上，并具有第一端部及第二端部，该螺杆的第一端部连结有动力源，以驱动旋转作动；

螺套：螺合于该螺杆上，以连结并带动一进给件作线性的进给位移；

磁性件：装设于对应该螺杆的第二端部处，以产生对应该螺杆的第二端部的磁场；

磁电感应器：装设于该磁性件的有效感应区的磁场内，以进行感应该磁性件的磁场变化，而改变输出的电压值；

控制器：依据该磁电感应器输出的电压值变化计算出该螺杆的热伸长变形量，并控制补偿该进给件的进给量。

所述的加工机进给机构的热变形补偿装置，其中，该机座上设有第一轴承座及第二轴承座，以供枢设该螺杆。

所述的加工机进给机构的热变形补偿装置，其中，该螺杆的动力源是一马达。

所述的加工机进给机构的热变形补偿装置，其中，该螺套连结并带动的进给件是主轴头或工作台。

所述的加工机进给机构的热变形补偿装置，其中，该磁性件以非接触的方式装设于该螺杆的第二端部处。

所述的加工机进给机构的热变形补偿装置，其中，该磁性件是永久磁铁。

本实用新型的优点之一是提供一种加工机进给机构的热变形补偿装置，该进给机构是在机座上架设一由动力源驱动旋转的螺杆，并于该螺杆上螺合一连结进给件的螺套，一磁性件系产生对应该螺杆的端部的磁场，并以一磁电感应器进行感应该磁性件的磁场变化，而改变输出的电压值，当螺杆产生热伸长变形时，将使该磁性件的磁场产生变化，该磁电感应器则改变输出的电压值，并将该电压值输出至控制器，该控制器即依据该电压值变化计算出螺杆的热伸长变形量，以进行控制补偿进给量；如此，利用磁电感应方式，即可随时感测螺杆的热伸长变形量，以获致进给件的进给量误差，并即时的进行控制补偿进给件的进给量，而达到提升加工精度的实用目的。

本实用新型的优点之二是提供一种加工机进给机构的热变形补偿装置，其系利用磁电感应方式感测螺杆的热伸长变形量，以进行控制补偿进给件的进给量，即可避免因加工过程中产生的碎屑或切削液等杂物沾附所造成的干扰，以提升感测稳定性，进而达到提升加工精度的实用目的。

本实用新型的优点之三是提供一种加工机进给机构的热变形补偿装置，其系利用简易的磁电感应方式，即可准确感测螺杆的热伸长变形量，以进行控制补偿进给件的进给量，进而达到节省设备成本的实用目的。

附图说明

图1是现有加工机进给机构的结构示意图。

图2是本实用新型加工机进给机构的结构示意图。

图3是图2的部分放大示意图。

图4是本实用新型加工机进给机构的动作示意图。

图5是图4的部分放大示意图。

附图标记说明：[现有部份]10：机座；11：工作台；12：马达；13：螺杆；14：螺套；[本实用新型部份]20：机座；21：第一轴承座；22：第二轴承座；23：螺杆；24：动力源；25：螺套；26：进给件；27：磁性件；28：磁电感应器。

具体实施方式

为使贵审查委员对本实用新型作更进一步的了解，兹举一较佳实施例并配合图式，详述如后：

请参阅图2、图3所示，本实用新型的进给机构是在机座20上设有第一轴承座21及第二轴承座22，以供枢设一螺杆23，该螺杆23并具有第一端部及第二端部，于该螺杆23的第一端部连结一可为马达的动力源24，并于该螺杆23上螺合有螺套25，该螺套25则连结有进给件26，而由该动力源24驱动该螺杆23旋转作动，以带动该螺套25及进给件26作线性的往复位移作动，其中，该进给件26可为供装设固定加工刀具的主轴头或供装设固定加工件的工作台，而以该进给机构带动主轴头或工作台作加工进给位移；另于对应该螺杆23的第二端部处以非接触的方式装设一可为永久磁铁的磁性件27，以供产生对应该螺杆23的第二端部的磁场，并于该磁性件27的磁场区域内装设有具磁阻元件的磁电感应器28，该磁电感应器28装设于该磁性件27的有效感应区的磁场内，以供进行感应该磁性件27有效感应区的磁场变化，而改变输出的电压值，并将该电压值输出至一控制器，该控制器即依据该磁电感应器28输出的电压值计算出螺杆产生的热伸长变形量；也即当螺杆23于该磁性件27的磁场区域内产生轴向的热伸长变形时，该螺杆23的第二端部与该磁性件27所产生的磁场间的磁牵引作用，将使该磁性件27有效感应区的磁场变化，该磁电感应器28即进行感应该磁性件27的磁场变化，而改变输出的电压值，并将该电压值输出至一控制器，该控制器即依据该电压值以线性曲线的运算方式计算出该磁性件27的磁极与该螺杆23的第二端部间距d，进而以该磁电感应器28输出的电压值变化计算出该螺杆23的热伸长变形量，而获致进给件26的进给量误差，以进行控制补偿进给件26的进给量。

请参阅图4、图5所示，本实用新型加工机进给机构的动力源24驱动螺杆23旋转，并带动螺套25及进给件26沿着该螺杆23作线性的进给位移时，该螺杆23系受到第一、二轴承座21、22及螺套25间的摩擦阻力影响，使该螺杆23因温升而产生轴向的热伸长变形，当螺杆23于该磁性件27的磁场区域内产生轴向的热伸长变形时，该螺杆23的第二端部与该磁性件27所产生的磁场间的磁牵引作用，将使该磁性件27的磁场变化，该磁电感应器28即进行感应该磁性件27有效感应区的磁场变化，而改变输出的电压值，并将该电压值输出至控制器，该控制器即依据该电压值以线性曲线的运算方式计算出该磁性件27的磁极与该螺杆23的第二端部间距d1，而以该磁电感应器28输出的电压值变化计算出该螺杆23的热伸长变形量，并获致进给件26的进给量误差，以进行控制补偿进给件26的进给量，进而使该进给件26准确的进给位移至预定位置；如此，本实用新型系利用磁电感应方式感测进给机构的螺杆23的热伸长变形量，而获致进给件26的进给量误差，并即时的进行控制补偿进给件26的进给量，另于加工过程中，可避免受到碎屑或切削液等杂物干扰，以提升感测稳定性，而达到提升加工精度的实用效益；另外，本实用新型利用简易且成本低的磁电感应方式，而无须配置价格高昂的光学尺，即可准确感测进给机构的螺杆23的热伸长变形量，而达到节省设备成本的实用效益。

据此，本实用新型实为一深具实用性及创造性的设计，然未见有相同的产品及刊物公开，从而允符新型专利申请要件，爰依法提出申请。

Claims (6)

1.一种加工机进给机构的热变形补偿装置，其特征在于，其包含：

机座；

螺杆：架设于该机座上，并具有第一端部及第二端部，该螺杆的第一端部连结有动力源，以驱动旋转作动；

螺套：螺合于该螺杆上，以连结并带动一进给件作线性的进给位移；

磁性件：装设于对应该螺杆的第二端部处，以产生对应该螺杆的第二端部的磁场；

磁电感应器：装设于该磁性件的有效感应区的磁场内，以进行感应该磁性件的磁场变化，而改变输出的电压值；

控制器：依据该磁电感应器输出的电压值变化计算出该螺杆的热伸长变形量，并控制补偿该进给件的进给量。

2.根据权利要求1所述的加工机进给机构的热变形补偿装置，其特征在于，该机座上设有第一轴承座及第二轴承座，以供枢设该螺杆。

3.根据权利要求1所述的加工机进给机构的热变形补偿装置，其特征在于，该螺杆的动力源是一马达。

4.根据权利要求1所述的加工机进给机构的热变形补偿装置，其特征在于，该螺套连结并带动的进给件是主轴头或工作台。

5.根据权利要求1所述的加工机进给机构的热变形补偿装置，其特征在于，该磁性件以非接触的方式装设于该螺杆的第二端部处。

6.根据权利要求1所述的加工机进给机构的热变形补偿装置，其特征在于，该磁性件是永久磁铁。