工具机无线温度感测热误差补偿系统技术方案

本发明专利技术是一种工具机无线温度感测热误差补偿系统，设置于一工具机上且与一控制器相连接，其设有至少一温度感测模块及一运算模块，该温度感测模块设有一温度测量单元及一数据传输单元，该温度测量单元设置于该工具机上且包含有一感测器及一温度微处理器，该数据传输单元与该温度测量单元相连接且设有一数据微处理器及一无线发送器，该运算模块与该温度感测模块及该工具机的控制器相连接，对于该温度感测模块所测量到的温度数据进行运算，该运算模块设有一无线接收器、一信号微处理器及一核心运算单元，该核心运算单元与该信号微处理器相电性连接，将该信号微处理器处理后的温度数据进行运算，提供一能减少热误差而提高加工精度的热误差补偿系统。

Wireless Thermal Error Compensation System for Temperature Sensing of Tool Machine

The invention relates to a wireless temperature sensing thermal error compensation system for a tool machine, which is set on a tool machine and connected with a controller. It has at least one temperature sensing module and an operation module. The temperature sensing module has a temperature measuring unit and a data transmission unit. The temperature measuring unit is set on the tool machine and includes a sensor and a temperature microprocessor. The data transmission unit is connected with the temperature measurement unit and is equipped with a data microprocessor and a wireless transmitter. The operation module is connected with the temperature sensing module and the controller of the tool machine. The temperature data measured by the temperature sensing module is calculated. The operation module is equipped with a wireless receiver, a signal microprocessor and a core operation unit. The core operation unit is electrically connected with the signal microprocessor. The temperature data processed by the signal microprocessor is calculated to provide a thermal error compensation system which can reduce thermal error and improve processing accuracy.

【技术实现步骤摘要】
工具机无线温度感测热误差补偿系统
本专利技术涉及一种热误差补偿系统，尤指一种能减少热误差而提高加工精度的工具机无线温度感测热误差补偿系统。
技术介绍
随着科技的日新月异及蓬勃发展，使产品零组件趋向精密化及微小化，促使机械制造业对于加工精度极为重视；现有工具机在加工过程中，受到不同热源所产生不同热量的影响下，使得工具机结构的温度变化产生了非均匀性的变形，工具机各组件发生热变形后，会改变工具机原始加工路径的设定，进而产生加工误差，相对会降低产品的精度品质；所以如何降低温度变化造成的影响，进而提高产品精度，目前有关工具机温升热变形的研究已成为重要议题。关于影响工具机加工精度的主要误差来源，在于切削期间因主轴温度上升，使得结构变形而产生热误差，进一步，在高温、寒冷环境或无空调室温的影响下，也会让工具机产生热误差；因此，现有工具机产生热误差大致可分为内部热源以及外部热源两大类，内部热源主要包含有切削热及摩擦热，而外部热源主要包含有环境温度和辐射热；现有电脑化数值控制(ComputerNumericalControl；CNC)工具机的热补偿技术大多是采用有线的温度感测器撷取机台温度，并通过补偿卡计算补偿量进行热补偿，但此种方式不仅会相对增加工具机的成本，且会因机台的结构、材料、加工条件等因素所影响，不容易控制降低由热温升变形所引起的加工误差，加上线路的设置及调整，相对增加使用上的不便及干涉情形，因此，如何改善工具机因热误差所产生的影响，实为目前业界亟需改进之处。
技术实现思路
因此，本专利技术人有鉴于现有工具机经由检测内部热源所产生的热误差进行热补偿，藉以减少由热温升变形所引起的加工误差，但此种方式不仅会相对增加工具机的成本，且会因机台结构、材料、加工条件等因素所影响，且因线路的设置及调整，相对增加使用上的不便及干涉情形等的缺点及不足，特经过不断的研究与试验，终于发展出一种能改进现有缺失的本专利技术。本专利技术是一种无线温度感测热误差补偿系统，其主要于工具机的外部安装至少一无线温度感测模块，对于工具机的温度进行即时监控，并在温度产生变化时，藉以对此热误差进行补偿，藉以提供一能减少热误差而提高加工精度的工具机环境温度影响的热补偿系统，有效解决前述的问题。为达上述目的，本专利技术提供一种工具机无线温度感测热误差补偿系统，设置于一工具机上，用以对于该工具机的温度变化进行热误差补偿，该工具机设有一控制器，该工具机无线温度感测热误差补偿系统设有至少一温度感测模块及一运算模块，其中：该至少一温度感测模块与该工具机相连接且设有一温度测量单元及一数据传输单元，该温度测量单元设置于该工具机上且包含有一感测器及一温度微处理器，该温度微处理器而与该感测器相电性连接，该数据传输单元与该温度测量单元相连接且设有一数据微处理器及一无线发送器，该数据微处理器与该温度微处理器相电性连接，该无线发送器与该数据微处理器相电性连接；以及该运算模块与该至少一温度感测模块及该工具机的控制器相连接，对于该至少一温度感测模块所测量到的温度数据进行运算，该运算模块设有一无线接收器、一信号微处理器及一核心运算单元，该无线接收器用以接收该至少一温度感测模块所发送出的温度信号，该信号微处理器与该无线接收器相电性连接，该核心运算单元与该信号微处理器相电性连接，藉以将该信号微处理器处理后的温度数据进行运算。进一步，该工具机无线温度感测热误差补偿系统进一步设有一监控模块，该监控模块与该运算模块相连接，藉以经由该运算模块取得该工具机的温度数据以及补偿数据。再进一步，该监控模块能以无线上网方式，取得该运算模块的温度数据以及补偿数据，藉以得知该工具机的实际状况。较佳的是，该至少一温度感测模块设有一电源供应器，该电源供应器与该温度测量单元的温度微处理器相电性连接，藉以提供温度测量单元及该数据传输单元所需的电力。较佳的是，该温度测量单元于该感测器及该温度微处理器之间设有一放大器。较佳的是，该数据微处理器与该温度微处理器之间是以一集成电路总线进行内部通讯使用，而该信号微处理器通过一万用串列总线而与该核心运算单元相连接。较佳的是，该核心运算单元设有一温度误差补偿方程式，藉由该温度误差补偿方程式计算出补偿数据后，将该温补数学补偿数据传送至该工具机的控制器中，由该控制器进行温度补偿的功能。较佳的是，该工具机无线温度感测热误差补偿系统于该工具机上设置有数个温度感测模块，该数个温度感测模块用以测量该工具机不同部位的温度，藉以提供该工具机完整的温度变化情形，并且该数个温度感测模块是通过一通讯模块进行信号的沟通。较佳的是，该运算模块中的核心运算单元是使用一乙太网络的通讯方式，与该工具机进行沟通。藉由上述的技术特征，本专利技术工具机无线温度感测热误差补偿系统，于使用时使用温度微处理器测量工具机的温度变化情况，将所测量到的温度数据应用该无线发送器的方式传送温度数据，由该无线接收器接收温度数据后，通过USB方式传输给该核心运算单元，通过该核心运算单元计算出温补数学补偿数据后，从该核心运算单元取得补偿数据后，经由Ethernet方式传输给该控制器，再由该控制器进行温度补偿的功能，且能使用手机连结该核心运算单元的Wi-Fi，取得温度数据与补偿数据的显示功能，进而提供一能减少热误差而提高加工精度的工具机无线温度感测热误差补偿系统。附图说明图1为本专利技术工具机无线温度感测热误差补偿系统架构的方块示意图。图2为本专利技术工具机无线温度感测热误差补偿系统的温度感测模块的方块示意图。图3为本专利技术工具机无线温度感测热误差补偿系统的运算模块与监控模块的方块示意图。图4为本专利技术工具机无线温度感测热误差补偿系统具有多组温度感测模块的方块示意图。图5为本专利技术工具机无线温度感测热误差补偿系统进行操作的方块流程示意图。其中，附图标记：10温度感测模块11温度测量单元12数据传输单元13电源供应器14感测器15放大器16温度微处理器17数据微处理器18无线发送器20运算模块21无线接收器22信号微处理器23核心运算单元30监控模块50工具机51控制器具体实施方式以下配合图式及本专利技术的较佳实施例，进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段。请配合参看如图1至3所示，本专利技术的工具机无线温度感测热误差补偿系统设置于一CNC工具机50上，用以对于该工具机的温度变化进行热误差补偿，其中该工具机是指能动力制造的机械装置，通常用于对金属进行精密切削加工，藉以生产其他机械构件或金属零件，且该工具机设有一控制器，较佳的是，该控制器51为一数值控制单元或者一可编程序控制器(ProgrammableLogicController；PLC)，本专利技术的工具机无线温度感测热误差补偿系统设有至少一温度感测模块10、一运算模块20及一监控模块30，其中：该至少一温度感测模块10与该工具机50相连接且设有一温度测量单元11、一数据传输单元12及一电源供应器13，该温度测量单元11设置于该工具机50上且包含有一感测器14、一放大器15及一温度微处理器16，该温度微处理器16经该放大器15而与该感测器14相电性连接，藉以将该感测器14所测量到的温度数据，经该放大器15而传送至该温度微处理器16中，该数据传输单元12与该温度测量单元11相连接且设有一数据微处理器17及一无线发送器18本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工具机无线温度感测热误差补偿系统，其特征在于：设置于一工具机上，用以对于该工具机的温度变化进行热误差补偿，该工具机设有一控制器，该工具机无线温度感测热误差补偿系统设有至少一温度感测模块及一运算模块，其中：该至少一温度感测模块与该工具机相连接且设有一温度测量单元及一数据传输单元，该温度测量单元设置于该工具机上且包含有一感测器及一温度微处理器，该温度微处理器而与该感测器相电性连接，该数据传输单元与该温度测量单元相连接且设有一数据微处理器及一无线发送器，该数据微处理器与该温度微处理器相电性连接，该无线发送器与该数据微处理器相电性连接；以及该运算模块与该至少一温度感测模块及该工具机的控制器相连接，对于该至少一温度感测模块所测量到的温度数据进行运算，该运算模块设有一无线接收器、一信号微处理器及一核心运算单元，该无线接收器用以接收该至少一温度感测模块所发送出的温度信号，该信号微处理器与该无线接收器相电性连接，该核心运算单元与该信号微处理器相电性连接，藉以将该信号微处理器处理后的温度数据进行运算。

【技术特征摘要】
1.一种工具机无线温度感测热误差补偿系统，其特征在于：设置于一工具机上，用以对于该工具机的温度变化进行热误差补偿，该工具机设有一控制器，该工具机无线温度感测热误差补偿系统设有至少一温度感测模块及一运算模块，其中：该至少一温度感测模块与该工具机相连接且设有一温度测量单元及一数据传输单元，该温度测量单元设置于该工具机上且包含有一感测器及一温度微处理器，该温度微处理器而与该感测器相电性连接，该数据传输单元与该温度测量单元相连接且设有一数据微处理器及一无线发送器，该数据微处理器与该温度微处理器相电性连接，该无线发送器与该数据微处理器相电性连接；以及该运算模块与该至少一温度感测模块及该工具机的控制器相连接，对于该至少一温度感测模块所测量到的温度数据进行运算，该运算模块设有一无线接收器、一信号微处理器及一核心运算单元，该无线接收器用以接收该至少一温度感测模块所发送出的温度信号，该信号微处理器与该无线接收器相电性连接，该核心运算单元与该信号微处理器相电性连接，藉以将该信号微处理器处理后的温度数据进行运算。2.根据权利要求1所述的工具机无线温度感测热误差补偿系统，其特征在于，该工具机无线温度感测热误差补偿系统进一步设有一监控模块，该监控模块与该运算模块相连接，藉以经由该运算模块取得该工具机的温度数据以及补偿数据。3.根据权利要求2所述的工具机无线温度感测热误差补偿系统，其特征在于，该监控模块能以无线上网方式，取得该运算模块的温度数据以及补偿数据，藉以得知该工具机的实际状况。4.根据权利要求3所述的工具机无线温度感测热误差补偿系统，其特征在于，该至少一温度感测模块设有一电源供应器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈冠宏，陈柏豪，徐玮阳，
申请(专利权)人：友嘉实业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71