TWI717875B

TWI717875B - 以四向電子閥對工具機之構件提供升降溫效果的輔助裝置

Info

Publication number: TWI717875B
Application number: TW108138271A
Authority: TW
Inventors: 朱峻賢
Original assignee: 正鴻科技有限公司
Priority date: 2019-10-04
Filing date: 2019-10-23
Publication date: 2021-02-01
Also published as: TW202114808A; TWM589091U

Abstract

一種以四向電子閥對工具機之構件提供升降溫效果的輔助裝置，主要用來連接於一工具機之構件與一冷卻裝置之間的管路，該輔助裝置包含有：一四向電子閥，具有一前端入口、一前端出口、一後端出口以及一後端入口，該四向電子閥係電性連接於一控制源，並受該控制源之控制來切換二種通路狀態；一出液通道，一端連接於該後端出口，另一端供液體流出至該工具機之構件；一回流液進入通道，一端連接於該後端入口，另一端供自該工具機之構件回流的液體進入；以及一泵浦，設於該出液通道以及該回流液進入通道二者其中之一，且電性連接於該控制源，受該控制源的控制來驅動泵浦所設置的通道內的液體移動。

Description

以四向電子閥對工具機之構件提供升降溫效果的輔助裝置

本發明係與工具機的溫度控制技術有關，特別是指一種以四向電子閥對工具機之構件提供升降溫效果的輔助裝置。

現有已知對工具機降溫的技術，主要是利用一儲存槽內部容置冷卻液，並藉由一冷卻裝置來對該儲存槽進行冷卻，使冷卻後的冷卻液流至工具機來使其降溫。

中華民國公告第I593501號專利，揭露了一種工具機恆溫控制系統以及流路切換閥，其主要是用來調整一工具機運作時的溫度，藉以提升工具機的加工精度與品質。其主要達成上述功能的技術手段是，利用其儲存槽、泵浦、冷卻裝置以及流路切換閥來提供冷卻的效果，而在加熱方面，則是另外再設置溫度感知器及加熱裝置。

前述的已知技術雖然利用了冷卻裝置及加熱裝置來對儲存槽內的液體進行冷卻以及加熱，再把這個冷卻液藉由泵浦打入工具機的容置筒內，藉以調整工具機運作時的溫度，然而，在實際運作時，並不是那麼容易達成溫度控制的。因為，其無論是加熱或冷卻，都是在冷卻之後才流回至儲存槽內或直接在儲存槽內加熱的，然而，儲存槽內的液體量遠大於管路內的液體量，因此，加熱或冷卻後的液體流回至儲存槽內後，對整個儲存槽內的液體的溫度而言，影響非常有限，進一步來看，無論是加熱或冷卻，要使整個儲存槽內的液體升溫或降溫，是要耗費相當多的時間以及相當大的功率的，這樣一來，就無法提供快速的升溫或降溫需求，而僅能慢慢等待其儲存槽內的液體升溫或降溫，之後才能對工具機產生有效的溫度調整效果。此外，前述技術還需要改裝工具機原本配合的冷卻裝置，才能有效工作，而改裝就改變了原有的結構，這樣的狀況也較容易產生故障的問題。

由此可見，前述已知技術具有溫度調整速度極慢的問題，在溫度調整速度需求較高的場合而言，即較不適用。而且還有需要改裝原有冷卻裝置或儲存槽的問題。

由前述已知技術來看，其具有溫度調整速度很慢的問題，這樣的技術無法滿足需要快速調整溫度的場合。此外，前述的溫度調整裝置必須要改裝原有的冷卻裝置或儲存槽，也會有因改裝而增加成本以及改裝後可能故障問題。

基於上述說明，本發明提出一種以四向電子閥對工具機之構件提供升降溫效果的輔助裝置，其可在欲調升工具機之構件的溫度時，提供升溫的效果，此外，還不需改裝工具機原來所配合使用的冷卻裝置。

為了達成上述效果，本發明提出一種以四向電子閥對工具機之構件提供升降溫效果的輔助裝置，主要用來連接於一工具機之構件與一冷卻裝置之間的管路，該輔助裝置包含有：一四向電子閥，具有一前端入口、一前端出口、一後端出口以及一後端入口，該四向電子閥係電性連接於一控制源，並受該控制源之控制來切換二種通路狀態，於第一種通路狀態時，該前端入口係與該後端出口相通，但不與該前端出口相通，且該後端入口與該前端出口相通，但不與該後端出口相通；於第二種通路狀態時，該前端入口係與該前端出口相通，但不與該後端出口相通，且該後端入口與該後端出口相通，但不與該前端出口相通；該前端入口係用以供該冷卻裝置的液體進入，該前端出口係用以供液體流出至該冷卻裝置；一出液通道，一端連接於該後端出口，另一端供液體流出至該工具機之構件；一回流液進入通道，一端連接於該後端入口，另一端供自該工具機之構件回流的液體進入；以及一泵浦，設於該出液通道以及該回流液進入通道二者其中之一，且電性連接於該控制源，受該控制源的控制來驅動泵浦所設置的通道內的液體移動。

藉此，本發明可以針對本來就具有冷卻裝置工具機提供其主軸額外的升溫功能，並且仍保留其原有的降溫功能，而可以在升溫時提供提升工具機之構件的溫度的效果，此外，本發明不需改裝工具機原來所配合使用的冷卻裝置，解決了前述已知的先前技術的問題。

10:以四向電子閥對工具機之構件提供升降溫效果的輔助裝置

11:四向電子閥

111:前端入口

113:前端出口

115:後端出口

117:後端入口

13:出液通道

15:回流液進入通道

17:泵浦

21:控制源

81:工具機主軸

811:出液口

812:入液口

91:冷卻裝置

911:出液口

912:回流口

99:管體

10’:以四向電子閥對工具機之構件提供升降溫效果的輔助裝置

11’:四向電子閥

111’:前端入口

113’:前端出口

13’:出液通道

15’:回流液進入通道

17’:泵浦

18’:入液通道

19’:回流液出液通道

21’:控制源

31’:加熱器

33’:溫度感知器

81’:工具機主軸

91’:冷卻裝置

100’:殼體

圖1係本發明第一較佳實施例之方塊示意圖。

圖2係本發明第一較佳實施例之電路方塊圖。

圖3係本發明第一較佳實施例之安裝狀態圖。

圖4係本發明第一較佳實施例之動作示意圖。

圖5係本發明第一較佳實施例之另一動作示意圖。

圖6係本發明第二較佳實施例之方塊示意圖。

圖7係本發明第二較佳實施例之電路方塊圖。

為了詳細說明本發明之技術特點所在，茲舉以下之較佳實施例並配合圖式說明如後，其中：如圖1至圖3所示，本發明第一較佳實施例所提供之一種以四向電子閥對工具機之構件提供升降溫效果的輔助裝置10，主要用來連接於一工具機之構件與一冷卻裝置91之間的管路，於本第一實施例中，該工具機之構件係以工具機主軸81為例，以下主要以工具機主軸81來進行說明。該以四向電子閥對工具機之構件提供升降溫效果的輔助裝置10主要由一四向電子閥11、一出液通道13、一回流液進入通道15以及一泵浦17所組成，其中：該四向電子閥11，具有一前端入口111、一前端出口113、一後端出口115以及一後端入口117，該四向電子閥11係電性連接於一控制源21，並受該控制源21的控制來切換二種通路狀態，這裡的控制源21可以是一個外部控制盒，例如工具機本身的控制盒，或外部微電腦控制模組。於切換為第一種通路狀態時，該前端入口111係與該後端出口115相通，但不與該前端出口113相通，且該後端入口117與該前端出口113相通，但不與該後端出口115相通；於第二種通路狀態時，該前端入口111係與該前端出口113相通，但不與該後端出口115相通，且該後端入口117與該後端出口115相通，但不與該前端出口113相通。該前端入口111係用以供該冷卻裝置91的液體進入，該前端出口113係用以供液體流出至該冷卻裝置91。

該出液通道13，一端連接於該後端出口115，另一端供液體流出至該工具機主軸81。

該回流液進入通道15，一端連接於該後端入口117，另一端供自該工具機主軸81回流的液體進入。

該泵浦17，設於該出液通道13以及該回流液進入通道15二者其中之一，於本第一實施例中係以設於該出液通道13為例，且該泵浦17電性連接於該控制源21，受該控制源21的控制來驅動泵浦17所設置的通道內的液體移動。

於本第一實施例中，該控制源21在控制該四向電子閥11切換於第一種通路狀態時，該前端入口111也不與該後端入口117相通；而在切換於第二種通路狀態時，該前端入口111仍然不與該後端入口117相通。

以上說明了本第一實施例的結構，接下來說明本第一實施例的操作狀態。

如圖3所示，在使用前，先將本發明安裝於一工具機主軸81與一冷卻裝置91之間的管路上，由於習知具有冷卻裝置91的工具機，在工具機主軸81與冷卻裝置91之間通常係以一輸送管以及一迴流管做為冷卻液(以下均稱為液體)的去與回的循環通道，而且冷卻裝置91本身即具有儲水槽、冷卻壓縮機以及用來驅動液體的驅動馬達(圖中未示)，因此，其本來就能獨立運轉進行冷卻。而在安裝本發明時，即可將這個輸送管以及迴流管切開，再將本發明連接於這兩個管切開的管口，或是直接以新管替換掉被切開的舊管來連接。於本案中，均以新管安裝為例說明。在安裝後，該冷卻裝置91的出液口911即藉由一管體99連接於該前端入口111，而該出液通道13則藉由一管體99連接於該工具機主軸81的入液口812；此外，該工具機主軸81的出液口811亦藉由一管體99連接於該回流液進入通道15，該前端出口113則藉由一管體99連接於該冷卻裝置91的回流口912。其中，前述的各管體99、回流液進入通道15、出液通道13以及該四向電子閥11內均充滿了液體。

如圖4所示，在實際操作時，以降溫操作為例，使用者可對該控制源21下達指令來使其進行降溫的運作，此時，該控制源21係控制該四向電子閥11切換為第一種通路狀態，藉此，由該冷卻裝置91的出液口911所流出的液體就會進入該前端入口111，再由該後端出口115流出而進入該出液通道13，最後進入至該工具機主軸81，藉以提供冷卻效果。而液體在該工具機主軸81內吸熱後，即由該工具機主軸81的出液口811流出，並進入該回流液進入通道15，再進入該後端入口117，接著由該前端出口113流出而經由該回流口912回流至該冷卻裝置91中。由此可知，在進行冷卻時，本發明僅是讓原來的冷卻裝置91所提供的液體通過，而形成與習知冷卻裝置91相同的冷卻循環路徑，來對工具機主軸81進行降溫。

如圖5所示，在進行升溫操作時，使用者可對該控制源21下達指令來使其進行升溫的動作，此時，該控制源21即控制該四向電子閥11切換為第二種通路狀態，藉此，由該冷卻裝置91的出液口911所流出的液體就會進入該前端入口111，再由該前端出口113流出而經由該回流口912回流至該冷卻裝置91中，亦即，該冷卻裝置91所流出的液體不會流至該工具機主軸81。同時，該控制源21也控制該泵浦17運轉，使該出液通道13內的液體被驅動而流入該工具機主軸81，而由該工具機主軸81流出的液體即進入該回流液進入通道15，最後再進入該四向電子閥11的該後端入口117，再由該後端出口115流出至該出液通道13內，亦即，吸收了該工具機主軸81運轉時的熱能的液體，不會回流至該冷卻裝置91，而是在該出液通道13、工具機主軸81、回流液進入通道15以及該四向電子閥11之間循環，而藉由該工具機主軸81本身運轉時所產生的熱來進行升溫的動作。

由上可知，本發明所提出的第一實施例可以針對本來就具有冷卻裝置91的工具機提供利用其主軸熱能來升溫的功能，並且仍然保留其原有的降溫功能，而為一種可以提供升降溫效果的輔助裝置。在進行降溫時，是讓該冷卻裝置91所提供的冷卻液體通過來直接對該工具機主軸81進行冷卻；而在進行升溫時，則切換流路，使得該冷卻裝置91的冷卻液體無法流到該工具機主軸81，而讓工具機主軸81所流出的液體形成獨立的循環通道，並利用工具機主軸81本身運轉時產生的熱量來對這個獨立循環通道內的液體加熱，達到升溫的效果。

須得一提的是，本發明使用該四向電子閥11來達到流路切換的技術，相較於使用多個單向電子閥的技術而言，本發明的整體體積小得很多，因此具有整體體積較小的優點。此外，在進行冷卻或升溫的過程中，溫度較低的液體以及溫度較高的液體都會經過該四向電子閥11，因此或許會有在該四向電子閥11因冷熱交換而導致液體的溫度被平衡掉了的疑慮，然而，由於該四向電子閥11內的流路很短，因此即使真的發生冷熱交換的效應，其對液體本身溫度造成的影響甚小，亦即液體經過該四向電子閥11所產生的溫度變化不大，因此，整體而言，是能正常運作的。

此外，在一般的工具機中，需要被冷卻的工具機上的構件通常是工具機主軸81、馬達以及中空螺桿等複數個裝置，因此，本發明之輔助裝置 10，其提供調整溫度效果的對象即不限於該工具機主軸81，而也可以改為對馬達或中空螺桿來提供調整溫度的效果。至於替換為馬達或中空螺桿後與本發明之輔助裝置10的連接的方式，則與該工具機主軸81與本發明之輔助裝置的連接方式相同，因此不再贅述。

請再參閱圖6至圖7，本發明第二較佳實施例所提供之一種以四向電子閥對工具機之構件提供升降溫效果的輔助裝置10’，主要概同於前揭第一實施例，不同之處在於：在本第二實施例中更包含有一加熱器31’以及一溫度感知器33’，該加熱器31’設於該出液通道13’與該回流液進入通道15’二者至少其中之一，亦即，可以設置於該出液通道13’，也可以設置於該回流液進入通道15’，或者也可以設置於該兩者，於本第二實施例中係以設置於該出液通道13’為例，該加熱器31’電性連接於該控制源21’而受該控制源21’的控制來提供加熱效果。該溫度感知器33’，設於該回流液進入通道15’，且電性連接於該控制源21’。

該控制源21’於本第二實施例中係為一微電腦，而不是外部的控制源21’，在設置時可以設置在一個殼體100’內，而於該殼體100’內即設置有該四向電子閥11’、該出液通道13’、該回流液進入通道15’以及該泵浦17’。

於本第二實施例中更具有一入液通道18’以及一回流液出液通道19’，該入液通道18’的一端連接於該前端入口111’，另一端則連接於該連接於該冷卻裝置91’，用以供液體由該冷卻裝置91’進入再進入該前端入口111’；該回流液出液通道19’的一端連接於該前端出口113’，另一端則連接於該冷卻裝置91’，用以供液體流出至該冷卻裝置91’。

本第二實施例在使用時，在進行升溫操作時，可以藉由該控制源21’來控制該加熱器31’對液體進行額外的加熱，進而使得在該出液通道13’、工具機主軸81’、回流液進入通道15’以及該四向電子閥11’之間循環的液體能更快速的升溫，達到快速加熱升溫的效果。而該溫度感知器33’則可以針對由該工具機主軸81’所流出的液體進行溫度檢測，該控制源21’即可以藉由該溫度感知器33’的感測結果來判斷該工具機主軸81’內的液體溫度，藉以依其判斷邏輯來決定接下來應進行降溫操作或升溫操作，這個判斷邏輯與本案所申請之技術特徵無關，因此不予詳述。

本第二實施例的其餘結構及所能達成的功效均概同於前揭第一實施例，於此不再贅述。