[發(fā)明專利]高精度坐標鏜伺服電機溫度主動控制裝置及其控制方法

在審

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• 申請日: 2020-07-22
• 公開（公告）號: CN111786614A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發(fā)明（設計）人: 封光磊;王維;字立敏;彭梁鋒;余慶明;楊林;浦姣;張偉華;李佳;張韜;李攀科;劉雪建;張輝;王全寶;尹作升;周星星
• 申請（專利權）人: 沈機集團昆明機床股份有限公司
• 主分類號: H02P29/60
• 分類號: H02P29/60;H02K9/04;B23Q11/12;B23Q17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

高精度坐標鏜伺服電機溫度主動控制裝置及其控制方法，包括伺服電機本體，伺服電機本體外側設置有可調節(jié)式安裝支架，可調節(jié)式安裝支架上設置有控制比例閥，控制比例閥設置在冷卻氣路總出口處，控制比例閥后部連接環(huán)形氣路，用于形成冗余式冷卻管路，所述的可調節(jié)式安裝支架上設置有可調試吹氣口，方向可調試吹氣口的后端連接氣體流量監(jiān)測元件，氣體流量監(jiān)測元件用于檢測各冷卻口實際氣流量，氣體流量監(jiān)測元件通過管道連接至總環(huán)形氣路，冷卻氣流通過控制比例閥輸出至環(huán)形氣路，所述的方向可調試吹氣口對伺服電機本體進行覆蓋式冷卻。

技術領域

本發(fā)明涉及高精度數控臥式坐標鏜床技術領域，特別涉及高精度坐標鏜伺服電機溫度主動控制裝置及其控制方法。

背景技術

高精度數控臥式坐標鏜床對使用環(huán)境溫度、環(huán)境溫度場及機床自身旋轉發(fā)熱部件的溫度上高量及溫度升高速度有著極其苛刻的要求。若環(huán)境溫度、環(huán)境溫度場、機床自身旋轉發(fā)熱部件的溫度有大幅擾動或持續(xù)性變化，會極大的影響機床實際使用性能，最終影響機床綜合切削精度，嚴重的會使得所加工的工件位置度產生偏差造成工件的報廢。

傳統高精度數控臥式坐標鏜床的使用環(huán)境均為恒溫車間，由于對外部環(huán)境溫度及溫度場的嚴格控制，外部溫度場的波動對機床的性能影響較小。同時機床本體也獨立配置有多種旋轉發(fā)熱部件溫度控制系統，如進給軸絲杠配置為中心水冷絲杠，絲杠座及軸承配置水冷裝置，主軸配置有循環(huán)油冷或水冷系統，嚴格控制機床自身各旋轉發(fā)熱部件在運動過程中所產生的熱量。針對各進給軸還配置有被動式溫度補償裝置，用于補償由于溫度和溫度場變化所引起的坐標漂移量，從而保證機床的定位與重復定位精度。但在各類溫度控制中沒有對進給軸及主軸的伺服電機在使用過程中產生的熱量進行有效的主動控制，放任其在運行過程中產生的熱量對機床性能產生的影響，這就必須對其進行有效的閉環(huán)控制減輕并最終消除影響。

發(fā)明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發(fā)明的目的在于提供高精度坐標鏜伺服電機溫度主動控制裝置及其控制方法，將處于不同狀態(tài)下的伺服電機溫度按不同控制方法與環(huán)境溫度進行溫度融合，并加速融合伺服電機周圍微觀環(huán)形溫度場，最終控制電機的溫升量與溫升速度，大幅減少因電機溫升引起的機床熱變形，從而保證機床的加工精度。

為了實現上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：

高精度坐標鏜伺服電機溫度主動控制裝置，包括伺服電機本體1，所述的伺服電機本體1外側設置有可調節(jié)式安裝支架2，所述的可調節(jié)式安裝支架2上設置有控制比例閥3，控制比例閥3設置在冷卻氣路總出口處，控制比例閥3后部連接環(huán)形氣路4，用于形成冗余式冷卻管路，所述的可調節(jié)式安裝支架2上設置有可調試吹氣口6，方向可調試吹氣口6的后端連接氣體流量監(jiān)測元件5，氣體流量監(jiān)測元件5用于檢測各冷卻口實際氣流量，氣體流量監(jiān)測元件5通過管道連接至總環(huán)形氣路4，冷卻氣流通過控制比例閥3輸出至環(huán)形氣路4，所述的方向可調試吹氣口6對伺服電機本體1進行覆蓋式冷卻。

所述的可調節(jié)式安裝支架2為L型，設置有四個，通過可調節(jié)的螺栓及螺帽固定安裝在伺服電機本體1上。

所述的四個L型可調節(jié)式安裝支架2的拐角處分別設置四個方向可調試吹氣口6。

高精度數控臥式坐標鏜伺服電機溫度主動控制方法，包括以下步驟；

當機床上電時，伺服電機本體1通過電機控制電纜將伺服電機本體1的實際溫度值傳輸至驅動模塊，并將此數據存儲于數控系統驅動參數R35中，二次開發(fā)系統參數連數據能塊并調用PLC程序功能塊通過NC驅動總線讀取此數據并存儲至PLC數據區(qū)內，通過布置于伺服電機本體1附近的電機室溫監(jiān)測傳感器，將伺服電機本體1所處位置的微觀溫度場環(huán)境溫度通過模擬量信號電纜輸入至模擬量輸入模塊中；此時PLC程序對采集到的電機溫度與室溫數據進行分析判斷；