[發(fā)明專利]加工機(jī)溫度測(cè)量及補(bǔ)償裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710098087.0
• 申請(qǐng)日: 2007-04-27
• 公開（公告）號(hào): CN101295185A
• 公開（公告）日: 2008-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 巫志男;蔡慶新;張志祥;方景亮;王金文;陳慶明;邱明祥;曾瑞修;張右龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 財(cái)團(tuán)法人精密機(jī)械研究發(fā)展中心
• 主分類號(hào): G05D23/19
• 分類號(hào): G05D23/19
• 代理公司: 北京北新智誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 趙郁軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種溫度測(cè)量及補(bǔ)償裝置，特別是與一加工機(jī)配接且能夠獲取該加工機(jī)熱變形溫度及輸出一熱補(bǔ)償值給該加工機(jī)控制器的裝置。

背景技術(shù)

綜合加工機(jī)的使用具有快速與精密的特性，因此能夠使加工成本降低且提升加工品質(zhì)。然而在高速的運(yùn)轉(zhuǎn)下，互相接觸的組件或機(jī)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)?shù)臒崃慷斐蔁嶙冃位蛭灰疲貏e是主軸或進(jìn)給系統(tǒng)，如此一來，便會(huì)使得加工精度降低。

傳統(tǒng)的熱變形補(bǔ)償方式是針對(duì)容易產(chǎn)生高溫的組件或位置加設(shè)冷卻裝置加以冷卻。然而對(duì)加工機(jī)的主軸而言，因?yàn)榧庸み^程主軸需高速轉(zhuǎn)動(dòng)，使得冷卻裝置不適合加裝于主軸上，所以傳統(tǒng)的冷卻方式不能降低主軸加工中心點(diǎn)的熱變形量。

通過了解特定位置的熱變形量來修正加工精度是目前已知的一種方式。此種熱變形量修正方式是在加工機(jī)的控制器內(nèi)部設(shè)定多組溫度與變形量參數(shù)，當(dāng)取得特定位置的熱變形溫度后，即可依照該溫度所對(duì)應(yīng)的變形量參數(shù)徑行修正加工位置與精度；換言之，前述方式是一種直接比對(duì)式的修正方式。然而，不同構(gòu)造的加工機(jī)對(duì)于相同溫度所產(chǎn)生的變形量不同，以固定溫度對(duì)應(yīng)固定變形量，顯然無法適用所有的加工機(jī)。而且若加工機(jī)所產(chǎn)生的熱變形溫度未被定義或設(shè)定，則僅取一接近的已設(shè)定溫度值與其對(duì)應(yīng)的變形量作為該加工機(jī)的熱變形修正參數(shù)，如此對(duì)于提高加工機(jī)的加工精度幫助有限。

另一種熱變形量修正方式是在加工機(jī)的控制器內(nèi)寫入一修正式。當(dāng)通過適當(dāng)方式取得加工機(jī)特定位置的熱變形溫度且傳輸至該控制器的修正式，則該修正式便會(huì)計(jì)算出適當(dāng)?shù)男拚浚龠M(jìn)一步控制加工機(jī)于加工進(jìn)行時(shí)修正加工位置及加工量，據(jù)此提高加工精度，例如臺(tái)灣專利公告M290082即提供了這種方式的熱補(bǔ)償系統(tǒng)。

該專利案揭露了利用一溫度卡取得一溫度感測(cè)器所偵測(cè)到的溫度信號(hào)，且過濾掉其他雜訊后形成一正確的溫度資料。該溫度資料被傳送到加工機(jī)的控制器，且利用控制器內(nèi)已經(jīng)存儲(chǔ)的通過計(jì)算機(jī)語言(程序存儲(chǔ)單元和可編程邏輯控制單元)所撰寫的公式及該溫度資料，即計(jì)算出適當(dāng)?shù)男拚浚缓笤龠M(jìn)行加工精度的修正。換言之，溫度卡的作用在于接收加工機(jī)的溫度信號(hào)及產(chǎn)生正確的溫度資料，而控制器內(nèi)部所建立的熱補(bǔ)償公式則進(jìn)行補(bǔ)償量的計(jì)算及下達(dá)修正指令。然而，因?yàn)樵摕嵫a(bǔ)償公式并非加工機(jī)的控制器內(nèi)部的既定公式，而是需要使用者特別地撰寫，因此操作上非常不方便。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)所揭露的比對(duì)式熱補(bǔ)償方式對(duì)加工機(jī)難具有精確的熱補(bǔ)償效果；以及，使用者利用加工機(jī)的控制器自行編寫熱補(bǔ)償公式的方式存在的操作不方便的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供一種創(chuàng)新的、使用簡(jiǎn)便的加工機(jī)溫度測(cè)量及補(bǔ)償裝置。該溫度測(cè)量及補(bǔ)償裝置能夠接收來自加工機(jī)的熱變形溫度信號(hào)，利用該熱變形溫度配合內(nèi)建的一溫度補(bǔ)償模型計(jì)算出熱變形補(bǔ)償量，然后將熱變形補(bǔ)償量傳送給加工機(jī)的控制器，由控制器下達(dá)修正指令完成補(bǔ)償目的。

本發(fā)明的另一目的是提供一種具有內(nèi)建溫度補(bǔ)償模型及運(yùn)算公式的加工機(jī)溫度測(cè)量及補(bǔ)償裝置。使用時(shí)，無需再自行編寫運(yùn)算公式，使操作更為簡(jiǎn)便；此外每一溫度補(bǔ)償模型皆只針對(duì)一特定機(jī)型加工機(jī)，所以可使熱補(bǔ)償效果更為精確。

本發(fā)明的又一目的是提供一種加工機(jī)溫度測(cè)量及補(bǔ)償裝置，該裝置具有與外部電腦連結(jié)的功能，可以自外部電腦預(yù)先下載經(jīng)處理過的溫度補(bǔ)償模型進(jìn)行更新設(shè)定，使得該裝置的使用更符合實(shí)際需求。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種加工機(jī)溫度測(cè)量及補(bǔ)償裝置，該溫度測(cè)量及補(bǔ)償裝置連接至少一個(gè)以取得加工機(jī)熱變形溫度的溫度偵測(cè)元件，且能夠連接一外部電腦以下載資料，以及連接該加工機(jī)的控制器，其特征在于：該溫度測(cè)量及補(bǔ)償裝置包含：

一具有運(yùn)算功能用以計(jì)算產(chǎn)生溫度補(bǔ)償值的微處理器；

一溫度處理單元，與所述微處理器相連，用以接收來自溫度偵測(cè)元件的熱變形溫度信號(hào)，以及將溫度信號(hào)放大并執(zhí)行信號(hào)轉(zhuǎn)換；

一存儲(chǔ)單元，與所述微處理器相連；

一溫度補(bǔ)償模型，可存取地被建立于所述存儲(chǔ)單元內(nèi)；

一補(bǔ)償資料交換單元，與所述微處理器及控制器相連；

一通訊單元，與所述微處理器及外部電腦相連，執(zhí)行微處理器與外部電腦間的資料傳送。

當(dāng)微處理器取得溫度處理單元輸出的信號(hào)，以及取得存儲(chǔ)單元內(nèi)的該溫度補(bǔ)償模型，通過計(jì)算產(chǎn)生一熱變位補(bǔ)償值，由補(bǔ)償資料交換單元將該熱變位補(bǔ)償值傳送至加工機(jī)控制器，由控制器下達(dá)熱補(bǔ)償指令，執(zhí)行加工機(jī)的熱變位補(bǔ)償，即可達(dá)成補(bǔ)償數(shù)個(gè)特定軸向的熱變形，以提高加工精確度的目的。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：具有精確的熱補(bǔ)償效果，控制簡(jiǎn)單，實(shí)用性高。