具備滾珠絲杠的機床的熱位移防止裝置及熱位移防止方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具備滾珠絲杠的機床的熱位移防止裝置及熱位移防止方法，尤其涉及如下的具備滾珠絲杠的機床的熱位移防止裝置及熱位移防止方法:根據(jù)安裝于軸承座的加熱單元和溫度傳感器而防止熱位移，通過控制單元來控制向加熱單元供給電源的電源供給裝置的接通/關(guān)閉(on/off)而防止熱位移。
【背景技術(shù)】
[0002]在各種產(chǎn)業(yè)現(xiàn)場中，包括車削加工中心、加工中心、門型加工中心、電火花加工機床、水平型數(shù)控鏜床、數(shù)控車床等在內(nèi)的各個種類的機床按照相應(yīng)作業(yè)用途而廣泛被使用。
[0003]如圖1所示，一般各個種類的機床為了將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線運動而使用滾珠絲杠。滾珠絲杠10由與滾珠絲杠10接觸的軸承22和包圍該軸承22的軸承座21及旋轉(zhuǎn)滾珠絲杠的動力傳遞部構(gòu)成。
[0004]一般地，滾珠絲杠10根據(jù)由機械摩擦而產(chǎn)生的熱而引起熱變形，即換言之根據(jù)熱變形而引起伸縮。當(dāng)根據(jù)滾珠絲杠與軸承的摩擦熱而引起滾珠絲杠的熱變形時，在要求高精密度的機床中減小加工物的精密度，其結(jié)果引起降低機床的生產(chǎn)性的問題。
[0005]如圖1所示，在以往的利用滾珠絲杠10的機床的情況下，為了將由滾珠絲杠10與軸承21的摩擦熱而引起的熱變形最小化，向滾珠絲杠的內(nèi)部空洞強行注入空氣(air)而間接地冷卻滾珠絲杠10，從而防止了軸承22的熱變形。但是，在這樣的以往技術(shù)的情況下，并不是直接冷卻產(chǎn)生最多摩擦熱的軸承21，而是間接地冷卻滾珠絲杠10，根據(jù)被冷卻的滾珠絲杠而間接地冷卻軸承21，因此為了防止熱變形而需要持續(xù)地強行注入空氣，由此需要花費很多費用和時間。
[0006]另外，在機床停止的狀態(tài)即滾珠絲杠被冷卻的狀態(tài)下使機床工作的情況下，軸承也保持被冷卻的狀態(tài)，因此為了防止工作物的熱位移，直到軸承達到一定溫度為止不進行加工物的加工作業(yè)，而是使機床預(yù)備地工作而進行長時間的機床的暖機(worming up)過程，由此浪費電力，并降低生產(chǎn)性。
[0007]進而，在精密加工時根據(jù)熱位移而產(chǎn)生加工誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]技術(shù)課題
[0009]本發(fā)明是為解決如上述的問題點而研發(fā)的，本發(fā)明用于提供根據(jù)安裝于軸承座而對軸承進行暖機的加熱單元和溫度傳感器而在具備滾珠絲杠的機床中防止由滾珠絲杠與軸承的摩擦熱而導(dǎo)致的熱位移，更具體地，本發(fā)明的目的在于防止由機床在寒冷地區(qū)或如冬季這樣的低溫狀態(tài)下工作之后暫時停止的期間的急劇的溫度下降或最初工作時的低溫而導(dǎo)致的熱位移。
[0010]另外，本發(fā)明的另一目的在于提供如下的熱位移防止方法:通過具備溫度存儲單元、存儲部及控制部的控制單元，根據(jù)由溫度傳感器而測量的溫度而控制施加給加熱單元的電源供給裝置的電源，從而將具備滾珠絲杠的機床的熱位移最小化。
[0011]用于解決課題的手段
[0012]為了達到本發(fā)明的目的，本發(fā)明的具備滾珠絲杠的機床的熱位移防止裝置包括:軸承，其設(shè)置于所述滾珠絲杠的外周緣；軸承座，其用于支承所述軸承；空間部，其形成于所述軸承座的上部一側(cè)面；加熱單元，其具備與所述空間部的內(nèi)部形狀對應(yīng)的外部形狀；溫度傳感器，其設(shè)置于與所述加熱單元相對的位置；及控制單元，其根據(jù)由所述溫度傳感器所測量的溫度而控制向所述加熱單元供給電源的電源供給裝置的接通/關(guān)閉(on/off)。
[0013]另外，在本發(fā)明的具備滾珠絲杠的機床的熱位移防止裝置的其他優(yōu)選實施例中，所述加熱單元包括:熱線銷，其具備與所述空間部的內(nèi)部形狀對應(yīng)的形狀；熱線線圈，其設(shè)置于所述熱線銷的內(nèi)部，并產(chǎn)生熱；熱線絕緣子，其為了實現(xiàn)所述熱線線圈的絕緣而設(shè)置于所述熱線銷的上端；及熱線電線，其一端嵌入在所述熱線絕緣子的內(nèi)部而與所述熱線線圈連接，另一端與電源供給裝置連接而向所述熱線線圈供給電源。
[0014]另外，在本發(fā)明的具備滾珠絲杠的機床的熱位移防止裝置的其他優(yōu)選實施例中，控制單元包括:溫度存儲單元，其存儲由所述溫度傳感器測量的軸承的溫度；存儲部，其存儲所述軸承的預(yù)設(shè)定溫度；及控制部，其對存儲于所述溫度存儲單元的軸承的測量溫度與存儲于所述存儲部的溫度進行比較而控制所述電源供給裝置的接通/關(guān)閉(on/off)。
[0015]為了達到本發(fā)明的另一目的，本發(fā)明的具備滾珠絲杠的機床的熱位移防止方法包括如下步驟:通過溫度傳感器來測量軸承的溫度的步驟；將所述測量的軸承的溫度傳送到溫度存儲單元的步驟；對存儲于存儲部的所述軸承的預(yù)設(shè)定溫度值與存儲于所述溫度存儲單元的軸承的測量溫度進行比較的步驟；及根據(jù)所述比較的溫度而控制電源供給裝置的接通/關(guān)閉(on/off)的步驟。
[0016]發(fā)明效果
[0017]本發(fā)明的針對靜態(tài)下垂的機床的校正裝置及校正方法特別具有如下效果:能夠?qū)崟r校正由機床在寒冷地區(qū)或如冬季這樣的低溫狀態(tài)下工作之后暫時停止的期間的急劇的溫度下降或最初工作時的低溫而導(dǎo)致的根據(jù)靜態(tài)下垂的機床的位置誤差，從而提高加工物的加工精密度和生產(chǎn)性。
[0018]另外，根據(jù)本發(fā)明的針對靜態(tài)偏轉(zhuǎn)的機床的校正裝置及校正方法，針對機床的各個結(jié)構(gòu)物的每個測量位置，并不是通過預(yù)測而決定偏轉(zhuǎn)誤差量并決定校正量，而是通過計算由實際靜態(tài)下垂而產(chǎn)生的校正量來進行校正，從而通過正確的誤差校正而提高生產(chǎn)性。
[0019]進而，根據(jù)本發(fā)明的針對靜態(tài)偏轉(zhuǎn)的機床的校正裝置及校正方法，無需針對機床的所有移送區(qū)間而計算預(yù)測誤差量，因此能夠節(jié)省進行針對靜態(tài)偏轉(zhuǎn)的位置校正的時間及費用。
【附圖說明】
[0020]圖1表示在以往的具備滾珠絲杠的機床中防止熱位移的裝置的剖面圖。
[0021]圖2表示根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實施例的具備滾珠絲杠的機床的熱位移防止裝置的概念圖。
[0022]圖3是表示在本發(fā)明的一優(yōu)選實施例的具備滾珠絲杠的機床的熱位移防止裝置中的加熱單元和溫度傳感器的設(shè)置位置的俯視圖。
[0023]圖4表示在本發(fā)明的一優(yōu)選實施例的具備滾珠絲杠的機床的熱位移防止裝置中的加熱單元的詳細剖面圖。
[0024]圖5表示本發(fā)明的一優(yōu)選實施例的具備滾珠絲杠的機床的熱位移防止方法的順序圖。
[0025]〈符號說明〉
[0026]10:滾珠絲杠，21:軸承座，
[0027]22:軸承，30:加熱單元，
[0028]31:熱線電線，32:熱線絕緣子，
[0029]33:熱線線圈，34:熱線銷，
[0030]40:溫度傳感器，50:空間部，
[0031]70:控制單元，71:溫度存儲單元，
[0032]72:存儲部，73:控制部，
[0033]80:電源供給裝置，
[0034]S1:測量軸承的實時溫度的步驟，
[0035]S2:將所測量的溫度傳送到溫度存儲單元的步驟，
[0036]S3:將預(yù)設(shè)定溫度與存儲于溫度存儲單元的測量溫度進行比較的步驟，
[0037]S4:對電源供給裝置80的接通/關(guān)閉(on/off)進行控制的步驟。
【具體實施方式】
[0038]下面，參照附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細說明。首先，對各個附圖的構(gòu)成要件附加參考符號，對于相同的構(gòu)成要件賦予相同的符號。
[0039]圖2表示根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實施例的具備滾珠絲杠的機床的熱位移防止裝置的概念圖。圖3是表示在本發(fā)明的一優(yōu)選實施例的具備滾珠絲杠的機床的熱位移防止裝置中的加熱單元和溫度傳感器的設(shè)置位置的俯視圖。圖4表示在本發(fā)明的一優(yōu)選實施例的具備滾珠絲杠的機床的熱位移防止裝置中的加熱單元的詳細剖面圖。
[0040]參照圖2至圖4，對本發(fā)明的具備滾珠絲杠的機床的熱位移防止裝置進行說明。本發(fā)明的具備滾珠絲杠的機床的熱位移防止裝置由軸承22、軸承座21、空間部50、加熱單元30、溫度傳感器40及控制單元70構(gòu)成。
[0041]—般地，滾珠絲杠10將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線運動而作為機床的移送單元來使用。軸承22設(shè)置于滾珠絲杠10的外周緣。
[0042]軸承座21包圍軸承22而設(shè)置，以使軸承座21支承軸承22并將軸承22結(jié)合到滾珠絲杠10。
[0043]為了確保用于設(shè)置溫度傳感器40和加熱單元30的空間，空間部50形成于軸承座