[發明專利]一種減少五軸機床主軸熱伸長的方法

有效

• 申請號: 202210649017.4
• 申請日: 2022-06-09
• 公開（公告）號: CN115070503B
• 公開（公告）日: 2023-09-05
• 發明（設計）人: 李莉;張軍;周維;葉寒;江濤;戴琳;楊忠慶;姜昊林;劉華;傅宗勇;鄭德新
• 申請（專利權）人: 江西佳時特精密機械有限責任公司
• 主分類號: B23Q11/12
• 分類號: B23Q11/12;B23Q11/00
• 代理公司: 南昌青遠專利代理事務所(普通合伙) 36123
• 代理人: 劉愛芳

本發明涉及一種減少五軸機床主軸熱伸長的方法，包括如下步驟：步驟S1.主軸開始工作前，在數控系統中設置好水冷機的初始溫度Tsubgt;0/subgt;；步驟S2.主軸開始工作后，數控系統實時采集機床主軸的轉速和功率值，并依據內置的計算公式調節不同轉速下的水冷機設定溫度T；步驟S3.主軸停轉后，數控系統通過調節裝置調節水冷機的水溫及時升高以進行停機保溫。本發明通過同時考慮主軸轉速和負載來設置水冷機水溫，并通過在水冷機出水口加裝電熱水器，能夠有效減小主軸熱伸長，提高加工精度和五軸RTCP精度，并減少停機后的精密機床的熱機時間。

技術領域

本發明涉及高精密數控機床技術領域，尤其涉及一種減小五軸機床主軸熱伸長的方法。

背景技術

主軸是數控機床上提供加工主動力的核心部件。在機床運行過程中，結構熱變形引起的機床熱誤差是不可忽視的重要因素。在高速加工中，電主軸的熱變形已成為影響機床加工精度的主要因素，機床熱變形造成的加工誤差達到工件總加工誤差的60％～80％。主軸熱伸長直接影響五軸機床的RTCP精度，而這種影響RTCP精度的主軸熱伸長是不可以通過數控系統來對Z軸做補償的。

常用方法對電主軸熱伸長的控制采用水冷機，采用恒溫模式控制，但該模式下水當主軸轉速高或負載大時，主軸的伸長量較大；在主軸高速停轉時發熱減小，需要通入較高溫度的水保溫，但水冷機容量大，無法短時改變水箱里水的溫度。本發明提供一種基于主軸轉速、負載功率并考慮高轉速停轉后，數控系統根據給定公式計算控制溫度并在冷卻水路中加入快速加熱裝置實現減小五軸機床主軸熱伸長的方法。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種減小五軸機床主軸熱伸長的方法，能夠減小主軸熱伸長，提高加工精度和五軸RTCP精度，并減少停機后的精密機床的熱機時間。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種減少五軸機床主軸熱伸長的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1.主軸開始工作前，在數控系統中設置好水冷機的初始溫度T₀；

步驟S2.主軸開始工作后，數控系統實時采集機床主軸的轉速和功率值，并依據內置的計算公式調節不同轉速下的水冷機設定溫度T；

步驟S3.主軸停轉后，數控系統通過調節裝置調節水冷機的水溫及時升高以進行停機保溫。

步驟S1中所述在數控系統中設置好水冷機的初始溫度T₀，水冷機的初始溫度T₀的取值范圍為29～31℃。

步驟S2中所述數控系統實時采集機床主軸的轉速和功率值，并依據內置的計算公式調節不同轉速下的水冷機設定溫度T，具體計算公式如下：

①轉速在9000rpm以下時，水冷機設定溫度T的計算公式為：

T＝-0.9*n+29.55，其中

②轉速在9000rpm以上時，水冷機設定溫度T的計算公式為：

T＝-20*p+26.5，其中p為電主軸的功率值，單位KW。

步驟S3中所述數控系統通過調節裝置調節水冷機的水溫及時升高以進行停機保溫，所述調節裝置為設置于水冷機出水口處的電熱水器。

所述停機保溫溫度為20±2℃。

本發明相對現有技術的有益效果：

本發明一種減少五軸機床主軸熱伸長的方法，通過同時考慮主軸轉速和負載設置水冷機的水溫的并通過在水冷機出水口加裝電熱水器，能夠有效減小主軸熱伸長，提高加工精度和五軸RTCP精度，并減少停機后的精密機床的熱機時間。

附圖說明