【技术实现步骤摘要】
本专利技术公开了一种电主轴主动热平衡温控装置及温控方法，方法基于热平衡数学模型，通过调节电主轴螺旋水道的介质温度和流量，使电主轴能够迅速达到热平衡并在加工过程中保持动态热平衡。采用智能微型红外热成像传感器采集主轴系统内部温度。采用该方法具有不受加工环境和加工热源、零部件材料等因素影响的优点。该专利技术属于机械设计与制造领域。
技术介绍
高速电主轴的启停及运转过程中，由于机床电主轴热源的非恒定性和加工条件、散热条件、零部件材料及形状的复杂性，使电主轴系统形成了复杂多变的温度场。在这样的温度场作用下，电主轴的热应力场、热位移场都将是非线性变化的，严重影响了加工精度和主轴使用性能。如何有效的控制电主轴系统的热平衡已成为高速精密电主轴系统设计的重要基础问题。在设备启停或间歇运行等过程中，电主轴温度场变化显著，热流也随时间发生变化，在这段非稳态导热过程中，由温升引起的热位移严重影响着高速数控机床的加工精度和电主轴使用寿命。传统上为改善电主轴的热特性，通常在电机定子与壳体连接处设置循环冷却套。冷却套用热阻较小的材料制造，其外部加工有螺旋槽，以便在电机工作时借助于通入到螺旋槽中的循环介质进行冷却。这种方法只能定量带走主轴热量，对主轴温度场的温度进行定常降温，不能满足使电主轴迅速达到热平衡并使整个加工过程处于热平衡加工过程的目的。针对上述不足，本专利技术公开一种针对电主轴热平衡进行控制的方法。缩短电主轴从启动到热平衡过程所需要的时间，减少加工过程中由于温度波动引起的热变形，使电主轴在加工过程保持动态热平衡，提高加工效率和加工质量，并保证电主轴系统的使用性能。
技术实现思路
针对如何...
【技术保护点】
一种电主轴主动热平衡温控装置，其特征在于：其包括有水温传感器（5）、微型红外传感器（6）、计算机（7）、温度采集卡（8）、工业控制器（9）、泵（10）、温控装置（11）；温度采集卡（8）与水温传感器（5）相连，水温传感器（5）与电主轴的螺旋水道（4）连接，采集螺旋水道（4）内的介质温度；温度采集卡（8）与微型红外传感器（6）相连，微型红外传感器（6）为非接触式红外传感器，安装在电主轴的端盖上，采集电主轴系统转子（2）温度；计算机（7）与温度采集卡（8）、工业控制器（9）相连，显示数据；工业控制器（9）和温控设备（11）连接，温控设备（11）的控制端连接到电主轴的螺旋水道（4），控制输入螺旋水道（4）内的介质温度温；工业控制器（9）和水泵（10）相连，控制水泵（10）的参数来控制螺旋水道（4）内的介质流量；温控设备（11）的一路输出与水泵（10）相连，作为反馈控制。
【技术特征摘要】
1.一种电主轴主动热平衡温控装置，其特征在于其包括有水温传感器(5)、微型红外传感器(6)、计算机(7)、温度采集卡(8)、工业控制器(9)、泵(10)、温控装置(11);温度采集卡(8 )与水温传感器(5 )相连，水温传感器(5 )与电主轴的螺旋水道(4 )连接，采集螺旋水道(4)内的介质温度；温度采集卡(8)与微型红外传感器(6)相连，微型红外传感器(6)为非接触式红外传感器，安装在电主轴的端盖上，采集电主轴系统转子(2)温度；计算机(7)与温度采集卡(8 )、工业控制器(9 )相连，显示数据；工业控制器(9 )和温控设备(11)连接，温控设备(11)的控制端连接到电主轴的螺旋水道(4)，控制输入螺旋水道(4)内的介质温度温；工业控制器(9)和水泵(10)相连，控制水泵(10)的参数来控制螺旋水道(4)内的介质流量；温控设备(11)的一路输出与水泵(10)相连，作为反馈控制。2.根据权利要求I所述的电主轴主动热平衡温控装置，其特征在于通过端盖(12)钻孔安装智能微型红外热成像传感器(6)测量转子(...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡力钢，卓旭，杨勇，赵永胜，刘志峰，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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