TW201408903A - 導螺桿組溫控冷卻裝置 - Google Patents

Abstract

本發明係揭露一種導螺桿組溫控冷卻裝置，其包含有一控制單元以及電氣連接之一螺帽溫度感測器、一室內溫度感測器、一給油單元與一制冷單元。其中制冷單元更包含一制冷機與一送風機，藉由送風機常態提供一氣體至導螺桿組。另外控制單元藉由輸出一給油指令至給油單元，令給油單元定時定量的提供潤滑油至導螺桿組。又控制單元依上述複數溫度感測器分別取得一螺帽感測值及一室內感測值，且依上述複數感測值，選擇性的輸出一制冷指令至制冷單元，令制冷單元之制冷機啟動，對氣體預作降溫後再經送風機輸出。藉此裝置以維持導螺桿組於一預設溫度及其潤滑者。

Description

導螺桿組溫控冷卻裝置

本發明是有關於一種加工機具控溫裝置，特別是可依室內溫度與導螺桿組溫度差作調節控制之一種導螺桿組溫控冷卻裝置。

按導螺桿組係指導螺桿及螺帽之組合，其導螺桿的長度皆相對長於螺帽長度，且滾珠循環系統係設置於螺帽內部，當導螺桿運轉後，藉由滾珠循環系統使螺帽可沿導螺桿往覆運動。而在運動時螺帽內部單位面積與循環滾珠接觸的時間，相較於導螺桿單位面積與循環滾珠接觸的時間高出許多，這也是導致運轉時其循環滾珠因磨擦所產生的熱能，大部份集中於螺帽上，造成螺帽溫度高於導螺桿，在精密加工之高速運轉下，十分容易因溫升導致若干精密度降度的問題，例如偏心而產生振動，又或溫升造成結構熱延展而形成背隙增大的缺失。

業界為解決此一問題，都會增加空調冷房或於導螺桿組上施以冷卻油，藉由冷卻油循環之熱交換，將循環路徑上之熱能帶走，藉以維持導螺桿及螺帽運行之工作溫度，例如習知前案我國專利公告第M323540號、美國專利公告第US6711963號等前案皆採此一方式作為解決方案。雖說習知前案能改善導螺桿及螺帽運行時散熱問題，但亦衍生更多缺 失與麻煩，例如：

1.結構複雜化：冷卻油循環之熱交換，係藉由冷卻管道之配置與接觸面所達成，故冷卻管道越接近熱源及接觸面越大則效果越好，這也造成螺帽為了能包容冷卻管道導致結構與應力設計上的困擾。

2.滲漏問題：使用冷卻管道之熱交換，其管內之冷卻劑如何能避免滲漏污染潤滑油，亦為業界所憂心。

3.成本的浪費：部份冷卻油循環之熱交換，係直接噴佈於螺帽內，使循環滾珠沾粘後再藉由回收沾粘循環滾珠之冷卻油以完成熱交換。此方式除了冷卻油使用量的增加外，回收的冷卻油又需過濾、降溫等步驟，造成人力與相關設備維護的增加，亦常為業界所垢病。

有鑑於上述習知技藝之問題與缺失，本發明之目的其中之一，就是在於提供一種導螺桿組溫控冷卻裝置，藉以解決習知導螺桿及螺帽因冷卻問題造成結構複雜、成本浪費且可能導致潤滑油變質等缺失。

根據本發明之目的，提出一種導螺桿組溫控冷 卻裝置，其包含有一控制單元以及電氣連接之一室內溫度感測器、一給油單元與一制冷單元。其中制冷單元更包含一制冷機與一送風機，藉由送風機常態提供一氣體至導螺桿組。另外控制單元藉由輸出一給油指令至給油單元，令給油單元定時定量的提供潤滑油至導螺桿組。又控制單元依上述複數溫度感測器分別取得一螺帽感測值及一室內感測值，且依上述複數感測值，選擇性的輸出一制冷指令至制冷單元，令制冷單元之制冷機啟動，對氣體預作降溫後再經送風機輸出。藉此裝置以維持導螺桿組於一預設溫度及其潤滑者。

根據本發明之目的，其中導螺桿組溫控冷卻裝置，進一步包含有一主軸溫度感測器，藉以取得一主軸感測值。

承上所述，本發明之一種導螺桿組溫控冷卻裝置，其至少具有下述優點：

1.此導螺桿組溫控冷卻裝置，藉由冷卻氣體作為冷卻媒介，可避免潤滑油質變的缺失，更可避免冷卻油滲漏的問題。

2.此導螺桿組溫控冷卻裝置，藉由制冷單元常態提供一氣體，以初步降低導螺桿組之溫度。

3.此導螺桿組溫控冷卻裝置，藉由控制單元主動依各溫度感測器取得之感測值，選擇性的 開閉制冷單元之制冷機，對氣體預作降溫後再經送風機輸出，藉此低溫氣體作為冷卻媒介，降低導螺桿組之溫度。

4.此導螺桿組溫控冷卻裝置，藉由控制單元依定時定量的方式選擇性的令給油單元供油，以確保導螺桿之潤滑度。

以下進一步說明本發明之導螺桿組溫控冷卻裝置實施例。請參照相關圖式與說明，為便於理解本發明實施方式，以下相同元件係採相同符號標示說明。

請參閱第1至4圖，圖1其係為本發明之導螺桿組溫控冷卻裝置方塊示意圖、圖2、3其係為本發明之導螺桿組溫控冷卻裝置實施例剖面示意圖一及二、圖4其係為本發明之導螺桿組溫控冷卻裝置其制冷單元實施例示意圖。圖中，導螺桿組溫控冷卻裝置1，其包含有一控制單元11以及電氣連接之一主軸溫度感測器12、一螺帽溫度感測器13、一室內溫度感測器14、一給油單元15與一制冷單元16。其中制冷單元16更包含一制冷機162與一送風機161，藉由送風機161常態提供一氣體至導螺桿組2。另外控制單元11藉由一給油指令至給油單元15，令給油單元15定時定量的提供潤滑油至導螺桿組2。又控制單元11依上述複數溫度感測器分別取 得一主軸感測值、一螺帽感測值及一室內感測值，且依上述複數感測值，選擇性的輸出一制冷指令至制冷單元16，令制冷單元16之制冷機162啟動，對氣體預作降溫後再經送風機161輸出。藉此裝置以維持導螺桿組2於一預設溫度及其潤滑者。

上述導螺桿組2包含一導螺桿21、一螺帽22，其中螺帽22係套銜於導螺桿21上，且螺帽22與導螺桿21間具有一滾珠循環系統3，使螺帽22藉由滾珠循環系統3可於導螺桿21上往覆運動，另外螺帽22至少設有一與螺帽軸孔221連通之注油孔222。

上述主軸溫度感測器12，係設置導螺桿組2外部之主軸(圖中未繪出)，藉由主軸溫度感測器12至少取得一主軸感測值，而主軸感測值可為一溫度值。

上述螺帽溫度感測器13，係設置於導螺桿組2之螺帽22，藉由螺帽溫度感測器13至少取得一螺帽感測值，而螺帽感測值可為一溫度值。

上述室內溫度感測器14，係設置於導螺桿組2外部，藉由室內溫度感測器14至少取得一室內感測值，而室內感測值可為一溫度值。

上述給油單元15，係設置於導螺桿組2外部，而給油單元15至少設有一供油口151，且供油口151與螺帽22注油孔222連通，並受一給油指令，以選擇性的開閉供油口151。

上述制冷單元16，係設置於導螺桿組2外部， 至少包含一送風機161、一制冷機162、一進氣口163及一送風口164，其中制冷單元16之進氣口163傳遞乾燥機9輸出之乾燥氣體，使乾燥氣體流經制冷機162之熱交換管排後，經送風機161將乾燥氣體經送風口164送出，而送風口164則與螺帽22注油孔222連通。使制冷單元16常態自乾燥機9取得一乾燥氣體輸出至送風口，又制冷單元16受一制冷指令選擇性的開閉制冷機162對流經熱交換管排之乾燥氣體進行熱交換，以降低乾燥氣體之溫度至一預設溫度，經送風機161將熱交換後乾燥且低溫之氣體傳遞至送風口164。

上述控制單元11，係設置於導螺桿組2外部，並與主軸溫度感測器12、室內溫度感測器13、螺帽溫度感測器14、給油單元15及制冷單元16電氣連接，以接收主軸感測值、螺帽感測值及室內感測值，並依主軸感測值、螺帽感測值及室內感測值，選擇性的輸出給油指令及制冷指令。

藉由上述單元配合及構件之組成，控制單元11依定時定量機制輸出一給油指令至供油單元15，以令供油單元15選擇性的開閉供油口151，提供潤滑油油霧至螺帽22注油口222，使油霧可經由注油口222到達螺帽22內之循環滾珠31，確保循環滾珠31、螺帽22及導螺桿21之潤滑度。另外制冷單元16之送風機161則藉由送風口164常態提供一乾燥氣體至注油口222，作為初步之冷卻氣體。

當導螺桿組2運行一段時間後，勢必會產生溫升現象，控制單元11藉由室內溫度感測器14，取得之室內感測值作為基數值(例如室溫攝氏25度)並藉由螺帽溫度感測器13及主軸溫度感測器12，隨時取得主軸感測值及螺帽感測值，以即時監控導螺桿組2之溫度。待控制單元11取得之主軸感測值或螺帽感測值的任一值高於室內感測值時，即輸出一制冷指令至制冷單元16以選擇性的啟動制冷機162對流經熱交換管排之乾燥氣體進行熱交換，降低乾燥氣體之溫度，再經送風機161將熱交換後乾燥且低溫之氣體傳遞至送風口164。藉由此一乾燥且低溫之氣體對導螺桿21、螺帽22以及潤滑油進行冷卻，確保導螺桿組2運行之溫度者。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

1‧‧‧導螺桿組溫控冷卻裝置

11‧‧‧控制單元

12‧‧‧主軸溫度感測器

13‧‧‧螺帽溫度感測器

14‧‧‧室內溫度感測器

15‧‧‧給油單元

151‧‧‧供油口

16‧‧‧制冷單元

161‧‧‧送風機

162‧‧‧制冷機

163‧‧‧進風口

164‧‧‧送風口

2‧‧‧導螺桿組

21‧‧‧導螺桿

22‧‧‧螺帽

221‧‧‧螺帽軸孔

222‧‧‧注油孔

9‧‧‧乾燥機

第1圖 本發明導螺桿組溫控冷卻裝置方塊示意圖。

第2圖 本發明導螺桿組溫控冷卻裝置剖面示意圖一。

第3圖 本發明導螺桿組溫控冷卻裝置剖面示意圖二。

第4圖 本發明導螺桿組溫控冷卻裝置其制冷單元實施例示意圖。

1‧‧‧導螺桿組溫控冷卻裝置

11‧‧‧控制單元

12‧‧‧主軸溫度感測器

13‧‧‧螺帽溫度感測器

14‧‧‧室內溫度感測器

15‧‧‧給油單元

16‧‧‧制冷單元

161‧‧‧送風機

162‧‧‧熱交換器

9‧‧‧乾燥機

Claims (7)

1. 一種導螺桿組溫控冷卻裝置，其包含：一導螺桿組，至少包含一導螺桿以及套銜於該導螺桿之至少一螺帽，且該螺帽設有至少一與螺帽軸孔連通之一注油孔；一螺帽溫度感測器，係設置於該螺帽，至少取得一螺帽感測值；一室內溫度感測器，係設置於該導螺桿組外部，至少取得一室內感測值；一給油單元，至少設有一供油口，且該供油口與該注油孔連通，並受一給油指令，以選擇性的開閉該供油口；一制冷單元，至少包含一送風機、一制冷機、一進氣口及一送風口，其中制冷單元自該進氣口取得一氣體，使該氣體流經該制冷機後，藉由該送風機將該氣體經與該注油孔連通之該送風口送出，使該制冷單元常態輸出該氣體至該導螺桿組，又該制冷單元受一制冷指令，選擇性的閉閉該制冷機，對流經之該氣體進行熱交換，以降低其溫度；以及一控制單元，與該該室內溫度感測器、該給油單元、該制冷單元及該螺帽溫度感測器電氣連接，接收該螺帽感測值及該室內感測值，並依該螺帽感測值及該室內感測值，選擇性的輸出該給油指令及 該制冷指令。
2. 如申請專利範圍第1項所述之導螺桿組溫控冷卻裝置，其中該螺帽感測值為一溫度值。
3. 如申請專利範圍第1項所述之導螺桿組溫控冷卻裝置，其中該室內感測值為一溫度值。
4. 如申請專利範圍第1項所述之導螺桿組溫控冷卻裝置，其中該給油指令係令該供油單元定時定量的選擇性開閉該供油口。
5. 如申請專利範圍第1項所述之導螺桿組溫控冷卻裝置，其中該氣體係由一乾燥機輸出之一乾燥氣體。
6. 如申請專利範圍第1項所述之導螺桿組溫控冷卻裝置，該控制單元進一步電氣連接一主軸溫度感測器，至少取得一主軸感測值，使該控制單元依該主軸感測值及該室內感測值，選擇性的輸出該給油指令及該制冷指令。
7. 如申請專利範圍第6項所述之導螺桿組溫控冷卻裝置，其中該主軸感測值為一溫度值。