一種加工機(jī)的熱變位補(bǔ)償裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種加工機(jī)的熱變位補(bǔ)償裝置，包括安裝于機(jī)臺(tái)上用于獲得熱變位溫度的溫度感測器，耦接在溫度感測器上的溫度補(bǔ)償模組，且依據(jù)該溫度感測器所輸出的熱變位溫度計(jì)算得到一熱變位補(bǔ)償值，溫度補(bǔ)償模組上電性耦接一輸入輸出通訊模組，控制器電性地耦接該輸入輸出通訊模塊及該機(jī)臺(tái)，用以取得該一熱變位補(bǔ)償值且傳送給該機(jī)臺(tái)。溫度補(bǔ)償模塊以該熱變位溫度搭配一溫度補(bǔ)償模型計(jì)算得到一熱變位補(bǔ)償量；輸入輸出通訊模塊將熱變位補(bǔ)償量傳送給控制器以修正加工機(jī)的進(jìn)給量。如此可以使加工機(jī)的熱變位補(bǔ)償更為簡便、準(zhǔn)確，而有助于提高加工的精確度。
【專利說明】
一種加工機(jī)的熱變位補(bǔ)償裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及一種加工機(jī)的熱變位補(bǔ)償裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]切削加工中心機(jī)的使用具有快速性與精密性，因此能夠使加工成本降低且提升加工質(zhì)量。然而在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下，互相接觸的組件或機(jī)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生高熱而造成熱變形或位移，特別是主軸或進(jìn)給系統(tǒng)的熱變位更是明顯，如此會(huì)使得加工精度降低。
[0003]傳統(tǒng)熱變位的補(bǔ)償方式是針對(duì)容易產(chǎn)生高溫的組件或位置加設(shè)冷卻裝置。然而對(duì)加工中心機(jī)的主軸而言，因?yàn)榧庸み^程其為高速轉(zhuǎn)動(dòng)，因此冷卻裝置不適合加裝于主軸上。
[0004]另一熱變位補(bǔ)償修方式是在加工機(jī)的控制器內(nèi)撰入一修正程序，并且利用溫度傳感器取得加工機(jī)特定位置的熱變位溫度。當(dāng)熱變位溫度傳送到控制器，該修正程序便會(huì)自動(dòng)計(jì)算出適當(dāng)?shù)男拚?，然后再進(jìn)一步控制加工機(jī)于加工時(shí)修正加工位置及加工量，藉此提高加工精度。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種以熱變位溫度訊號(hào)搭配一溫度補(bǔ)償模型以自動(dòng)計(jì)算出一熱變位補(bǔ)償量，該熱變位補(bǔ)償量傳送給加工中心機(jī)的控制器以修正加工量，據(jù)此達(dá)到使用簡便及高加工精密的效果的加工機(jī)的熱變位補(bǔ)償裝置。
[0006]本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:一種加工機(jī)的熱變位補(bǔ)償裝置，包括安裝于機(jī)臺(tái)上用于獲得熱變位溫度的的溫度感測器，耦接在溫度感測器上的溫度補(bǔ)償模組，且依據(jù)該溫度感測器所輸出的熱變位溫度計(jì)算得到一熱變位補(bǔ)償值，溫度補(bǔ)償模組上電性耦接一輸入輸出通訊模組，控制器電性地耦接該輸入輸出通訊模塊及該機(jī)臺(tái)，用以取得該一熱變位補(bǔ)償值且傳送給該機(jī)臺(tái)。
[0007]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述溫度傳感器安裝在該機(jī)臺(tái)的主軸或伺服進(jìn)給軸。
[0008]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述溫度補(bǔ)償模塊與輸入輸出通訊模塊整合成同一組件。
[0009]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述溫度補(bǔ)償模塊包含一處理器，分別地電性耦接一溫度訊號(hào)處理單元及一內(nèi)存單元，且該處理器電性耦接輸入輸出通訊模塊。
[0010]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，還包括一操作單元，該操作單元配置于溫度補(bǔ)償模塊且電性耦接處理器用以控制或切換顯示組件的顯示內(nèi)容。[〇〇11]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，還包含一信息傳輸單元，該信息傳輸單元配置于該溫度補(bǔ)償模塊且電性耦接處理器。
[0012]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，還包含一外部數(shù)據(jù)庫，該外部數(shù)據(jù)庫配置復(fù)數(shù)個(gè)溫度補(bǔ)償模型且電性地耦接信息傳輸單元。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果是:溫度補(bǔ)償模塊以該熱變位溫度搭配一溫度補(bǔ)償模型計(jì)算得到一熱變位補(bǔ)償量;輸入輸出通訊模塊將熱變位補(bǔ)償量傳送給控制器以修正加工機(jī)的進(jìn)給量。如此可以使加工機(jī)的熱變位補(bǔ)償更為簡便、準(zhǔn)確，而有助于提高加工的精確度。【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。
[0015]圖1為本實(shí)用新型與一切削加工中心機(jī)的配置示意圖；
[0016]圖2為本實(shí)用新型的構(gòu)成組件及耦接關(guān)系示意圖一；
[0017]圖3為本實(shí)用新型的構(gòu)成組件及耦接關(guān)系示意圖二；
[0018]圖4為本實(shí)用新型測量與訊號(hào)傳輸?shù)姆綁K圖；
[0019]圖5為本實(shí)用新型進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)目刂品綁K圖一；
[0020]圖6為本實(shí)用新型進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)目刂品綁K圖二?！揪唧w實(shí)施方式】
[0021]本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0022]本說明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其它等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。
[0023]如圖1-圖6所示，本實(shí)用新型的包含一溫度補(bǔ)償模塊10配置于一切削加工中心機(jī) 20的機(jī)臺(tái)；一溫度傳感器12及一控制器14分別電性耦接該溫度補(bǔ)償模塊10。值得注意的是， 一輸入輸出通訊模塊30介于該溫度補(bǔ)償模塊10與控制器14之間。[〇〇24]更進(jìn)一步地，該溫度傳感器12系配置在切削加工中心機(jī)20的主軸、伺服進(jìn)給軸，或是其它類似會(huì)具有高熱的部件表面。該溫度傳感器12可以是熱電偶熱、電阻式、熱敏電阻式或其它形式的溫測感測組件。[〇〇25] 如圖2,該溫度補(bǔ)償模塊10系一處理器42電性耦接一溫度訊號(hào)處理單元44、一內(nèi)存單元46。其中處理器42具有接收訊號(hào)以及運(yùn)算功能;溫度訊號(hào)處理單元34系電性耦接溫度傳感器12,用以接收溫度傳感器12所輸出的訊號(hào)并進(jìn)行模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換，此外還可以放大訊號(hào)及過濾噪聲。內(nèi)存單元46作為數(shù)據(jù)的存取裝置，特別是一溫度補(bǔ)償模型47可被存取地配置在該內(nèi)存單元46內(nèi)。溫度補(bǔ)償模型47系為溫度與熱變位補(bǔ)償量所構(gòu)成的一個(gè)系數(shù)或是一個(gè)數(shù)對(duì)。[〇〇26] 進(jìn)一步而言，溫度補(bǔ)償模塊10還可以包含一顯示組件48及一操作單元49分電性耦接處理器42,其中顯示組件48用以顯示溫度訊號(hào)及/或熱變位補(bǔ)償量，以及其它關(guān)于切削加工中心機(jī)(未顯示)的信息;藉由操作該操作單元49可以切換顯示組件48的顯示內(nèi)容。
[0027]此外，溫度補(bǔ)償模塊10還可以包含一信息傳輸單元52,其可以是各式的連接接口， 例如RS232接口、USB接口、并行端口接口，或其它同樣具有能夠傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)之接口。該信息傳輸單元52系電性耦接一外部數(shù)據(jù)庫60。該外部數(shù)據(jù)庫60建置復(fù)數(shù)溫度補(bǔ)償模型62,且各溫度補(bǔ)償模型62能藉由信息傳輸單元52而被置于該內(nèi)存單元46內(nèi)。上述的數(shù)據(jù)庫60可以被建置在一服務(wù)器內(nèi)。
[0028]該輸入輸出通訊模塊30可以具有一個(gè)或多個(gè)不同形式的接口，這些接口能夠與目前市面常見之控器制14資料線相接。
[0029]值得注意的是，因?yàn)椴煌目刂破?4未見得會(huì)自動(dòng)與本實(shí)用新型所揭露的溫度補(bǔ)償模塊10形成聯(lián)機(jī)及進(jìn)行溝通，因此該輸入輸出通訊模塊30與控制器14連接后，操作者可以進(jìn)一步地透過控制器14來輸入一些操作指令，進(jìn)而使得控制器14與輸入輸出通訊模塊30 及溫度補(bǔ)償模塊10形成聯(lián)機(jī)及可傳輸訊號(hào)。上揭實(shí)施例的輸入輸出通訊模塊30系獨(dú)立于溫度補(bǔ)償模塊10之外;然而，另一實(shí)施例請(qǐng)參閱圖3,輸入輸出通訊模塊30可以被放置在溫度補(bǔ)償模塊10內(nèi)電性耦接處理器42。
[0030]如圖4所示，關(guān)于本實(shí)用新型使用主要是以溫度傳感器1122監(jiān)測切削加工中心機(jī)的熱變位溫度然后傳送給溫度補(bǔ)償模塊10;經(jīng)溫度補(bǔ)償模塊10分析、運(yùn)算后產(chǎn)生一熱變位補(bǔ)償量后，經(jīng)輸入輸出通訊模塊30傳送到控制器14,然后再由控制器14下藉指令補(bǔ)償切削加工中心機(jī)20的加工量。
[0031]如圖5所示，進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的使用方式，溫度傳感器12在取得切削加工中心機(jī)的熱變位溫度之后，將熱變位溫度傳送給溫度訊號(hào)處理單元44,此時(shí)的溫度訊號(hào)處理單元44可以進(jìn)行模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換(A/D轉(zhuǎn)換)，使熱變位溫度訊號(hào)形成數(shù)字化訊號(hào)。然后再配合放大器(未顯示)將訊號(hào)放大，以及搭配過濾器(未顯示)濾除噪聲。[〇〇32]處理器42擷取上述的數(shù)字化熱變位溫度訊號(hào)以及內(nèi)存46內(nèi)所建置的溫度補(bǔ)償模型47,然后進(jìn)行計(jì)算并產(chǎn)生一熱變位補(bǔ)償量。熱變位補(bǔ)償量經(jīng)由輸入輸出通訊模塊30輸出到控制器14,并且利用該熱變位補(bǔ)償量來補(bǔ)償切削加工中心機(jī)的主軸或伺服進(jìn)給軸的進(jìn)給量(切削量)，以修正因熱變位而產(chǎn)生之偏移量。[〇〇33]另外，顯示組件48上可以顯示出溫度傳感器12對(duì)切削加工中心機(jī)所測量到的熱變位溫度，以及因熱變位溫度所產(chǎn)生的熱變位量。
[0034]本實(shí)用新型的實(shí)施可以有效的監(jiān)控切削加工中心機(jī)的溫度變化及熱變位量的變化情形;此外本實(shí)用新型利用熱變位溫度搭配適當(dāng)?shù)臏囟妊a(bǔ)償模型47來進(jìn)行分析計(jì)算，并藉此獲得一熱變位補(bǔ)償量，而該熱變位補(bǔ)償量可經(jīng)由一個(gè)能夠與各式控制器14聯(lián)機(jī)之輸入輸出通訊模塊30傳送到該控制器14,使得控制器14在獲得該熱變位補(bǔ)償量后進(jìn)一步修正加工進(jìn)給量，因此本實(shí)用新型具有操作簡便及提高加工精確度的效果。[〇〇35]如圖6所示，本實(shí)用新型另一實(shí)施例系溫度偵測組件12可以取得熱變位溫度，以及搭配適合的放大器(未顯示)將熱變位溫度的訊號(hào)先予以放大；已放大的熱變位訊號(hào)傳送給溫度訊號(hào)處理單元44以進(jìn)行模擬/數(shù)字訊號(hào)轉(zhuǎn)換，使得熱變位訊號(hào)成為可以供作數(shù)字分析及計(jì)算之?dāng)?shù)字化訊號(hào)。至于處理器42、輸入輸出通訊模塊30、顯示組件48、內(nèi)存單元46及控制器14的作用皆與前述相同不再贅述。[〇〇36]本實(shí)用新型的使用情形更包含在切削加工中心機(jī)的待測量位置的三維方向上皆配置一溫度傳感器12及分別對(duì)分個(gè)溫度傳感器12搭配一熱變位補(bǔ)償值，即可補(bǔ)正方向的熱變位偏移量，如此主軸可以更精確地移動(dòng)到加工位置并且進(jìn)行準(zhǔn)確的加工動(dòng)作。
[0037]由于補(bǔ)度補(bǔ)償裝置10對(duì)每一型的切削加工中心機(jī)皆提供至少一組溫度補(bǔ)償模型 47及一運(yùn)算程序，所以使用者無需自行撰寫溫度補(bǔ)償程序，就使用上而言，本實(shí)用新型具有更簡便的功效。另外，因?yàn)檫\(yùn)算程序配合溫度補(bǔ)償模型47可以針對(duì)不同溫度計(jì)算出補(bǔ)償值， 所以補(bǔ)償效果精準(zhǔn)，相對(duì)能夠使加工精密更為提高。
[0038]此外本實(shí)用新型藉信息傳輸單元51而能夠輸出感測及補(bǔ)償數(shù)據(jù)，以及輸入溫度補(bǔ)償模型。在必要或特定的條件下，還可以經(jīng)由信息傳輸單元51將處理器42所計(jì)算及產(chǎn)生的補(bǔ)償值量測溫度值及故障訊息，傳送到該外部計(jì)算機(jī)(未顯示)加以觀察或記錄以利日后追蹤/分析之用。
[0039]以上所述，僅為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動(dòng)想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。 因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種加工機(jī)的熱變位補(bǔ)償裝置，其特征在于:包括安裝于機(jī)臺(tái)上用于獲得熱變位溫 度的溫度感測器，耦接在溫度感測器上的溫度補(bǔ)償模組，且依據(jù)該溫度感測器所輸出的熱 變位溫度計(jì)算得到一熱變位補(bǔ)償值，溫度補(bǔ)償模組上電性耦接一輸入輸出通訊模組，控制 器電性地耦接該輸入輸出通訊模塊及該機(jī)臺(tái)，用以取得該一熱變位補(bǔ)償值且傳送給該機(jī)臺(tái)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工機(jī)的熱變位補(bǔ)償裝置，其特征在于:所述溫度傳感器安裝 在該機(jī)臺(tái)的主軸或伺服進(jìn)給軸。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工機(jī)的熱變位補(bǔ)償裝置，其特征在于:所述溫度補(bǔ)償模塊與 輸入輸出通訊模塊整合成同一組件。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工機(jī)的熱變位補(bǔ)償裝置，其特征在于:所述溫度補(bǔ)償模塊包 含一處理器，分別地電性耦接一溫度訊號(hào)處理單元及一內(nèi)存單元，且該處理器電性耦接輸 入輸出通訊模塊。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工機(jī)的熱變位補(bǔ)償裝置，其特征在于:還包含一操作單元， 該操作單元配置于溫度補(bǔ)償模塊且電性耦接處理器用以控制或切換顯示組件的顯示內(nèi)容。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工機(jī)的熱變位補(bǔ)償裝置，其特征在于:還包含一信息傳輸單 元，該信息傳輸單元配置于該溫度補(bǔ)償模塊且電性耦接處理器。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工機(jī)的熱變位補(bǔ)償裝置，其特征在于:還包含一外部數(shù)據(jù) 庫，該外部數(shù)據(jù)庫配置復(fù)數(shù)個(gè)溫度補(bǔ)償模型且電性地耦接信息傳輸單元。
【文檔編號(hào)】B23Q15/18GK205685109SQ201620407961
【公開日】2016年11月16日
【申請(qǐng)日】2016年5月6日 公開號(hào)201620407961.9, CN 201620407961, CN 205685109 U, CN 205685109U, CN-U-205685109, CN201620407961, CN201620407961.9, CN205685109 U, CN205685109U
【發(fā)明人】張紀(jì)奎
【申請(qǐng)人】東莞市碩凱機(jī)械有限公司