智能温升热补偿矿物铸件床身制造技术

本发明专利技术涉及一种智能温升热补偿矿物铸件床身，设置有矿物铸件床身、侧向金属管路、中路金属管路和温度传感器；矿物铸件床身为钢结构U型框架，U型框架内部填充有矿物质材料，侧向金属管路预埋于U型框架两侧，中路金属管路位于刀库安装面及转台安装面下方且向四周分布，两路侧向金属管路的管接口和中路金属管路的管接口分别与外置水冷机的进水口、出水口连接而构成三路冷却回路；温度传感器布设在U型框架的两侧U型部、刀库安装面及转台安装面旁边，温度传感器连接机床控制系统。具有热收缩性小、智能监测控制及机床精度高的优点。

Intelligent temperature rise compensation for mineral casting bed

The invention relates to an intelligent temperature rise compensation mineral castings bed, which is provided with a mineral castings bed, a side metal pipeline, a middle metal pipeline and a temperature sensor; a mineral castings bed is a U-shaped frame with a steel structure, and the inside of the U-shaped frame is filled with mineral materials; the side metal pipeline is embedded on both sides of the U-shaped frame and the middle metal pipeline is embedded in the middle metal pipeline. The pipeline is located under the installation surface of the tool storehouse and the installation surface of the turntable and is distributed around. The pipe interfaces of the two lateral metal pipelines and the middle metal pipelines are respectively connected with the inlet and outlet of the external water cooler to form a three-way cooling loop. The temperature sensors are arranged on the U-shaped parts of the two sides of the U-shaped frame, the installation surface of the tool storehouse and the rotation of the tool storehouse. Beside the installation surface, the temperature sensor is connected to the machine tool control system. The utility model has the advantages of small heat shrinkage, intelligent monitoring control and high accuracy of machine tools.

【技术实现步骤摘要】
智能温升热补偿矿物铸件床身
本专利技术涉及一种智能温升热补偿矿物铸件床身，床身采用钢结构框架且内部填充矿物质材料，床身内部铺设冷却管路并在多处安装温度传感器，对机床温度实时监测反馈给控制系统，进行智能控制。
技术介绍
随着数控机床整机及零部件设计、制造、装配和材料等相关技术的不断进步，几何误差、刀具磨损、伺服等误差在数控机床整体误差中所占的比例逐渐减小。但是，热误差是精密数控机床最大的误差源之一，要提高加工精度就必须对机床热误差进行有效的补偿。虽然人们自20世纪40年代就已经开始对机床热特性进行研究，但是由于传统机床在精度和速度上没有现在制造要求那么高，热误差占比不高，且由于机床及其部件类型和负载的多样性、结构的复杂性以及机床温度场合热变形受多种因素的影响，故其研究普遍都是针对具体机床，没有形成系统的理论、方法和分析工具，这与当前机床高速高精度发展的要求不相适应。目前最常用的是在数控系统中根据热变形进行热误差补偿。其基本定义是人为地制造一种新的误差去抵消或大大减弱当前成为问题的原始误差，通过统计、分析、归纳和掌握原始误差的特点和规律，建立误差数学模型，尽量使人为造成的误差和原始误差两者的数值相等、方向相反，从而减少加工误差，提高零件加工尺寸精度。热误差补偿在一定范围内可提高加工精度，有助于降低设计制造成本。但是，它是一种被动的和事后补偿的方法，其补偿范围和有效性具有一定的限制。要提高机床的精度和热性能，必须在设计阶段，从提高机床的热特性、热刚度入手，实现机床的主动热控。矿物铸件是用人造花岗石天然花岗石的碎料、下脚料为主要原料，加入环氧树脂为辅料，经过混合搅拌、振动密实而制成的新型矿物铸造产品。它是一种替代铸铁但优于铸铁的新型节能、环保的非金属合成材料。矿物铸件采用常温铸造，具有和钢铁相似的热膨胀系数，可以和铸入矿物铸件中的材料很好地整合在一起；其热收缩性很小，而且不存在局部收缩，比传统的铸铁精度要高很多；其吸震性要比传统的铸铁强10倍，特别是对大幅度的震动，具有极强的吸震能力；其对温度的变化不敏感，导热性比金属要低很多，有效地把机床因受热引起的几何尺寸误差控制在最小，从而保证了机床的精度。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述问题，提供一种具有冷却回路的智能温升热补偿矿物铸件床身。本专利技术的设计思路是床身采用钢结构框架且内部填充矿物质材料，并在丝杆副和线性导轨安装面、刀库安装面及转台安装面下方预埋与外置水冷机连接的冷却回路，通过温度传感器连接机床控制系统而控制矿物铸件床身的温度均匀分布。本专利技术，设置有矿物铸件床身、侧向金属管路、中路金属管路和温度传感器；矿物铸件床身为钢结构U型框架，U型框架内部填充有矿物质材料，U型框架的上侧各安装有一套丝杆副和线性导轨，丝杆副的首尾分别由安装在U型框架上的电机座、丝杆尾座支撑；丝杆副通过联轴器连接伺服电机，线性导轨装配有导轨滑块，导轨滑块通过螺栓固定连接横梁，横梁横跨在矿物铸件床身的上方且沿线性导轨滑动；侧向金属管路预埋于U型框架两侧且从矿物铸件床身的后端面伸出管接口，中路金属管路位于刀库安装面及转台安装面下方且向四周分布，两路侧向金属管路的管接口和中路金属管路的管接口分别与外置水冷机的进水口、出水口连接而构成三路冷却回路；温度传感器布设在U型框架的两侧U型部、刀库安装面及转台安装面旁边，温度传感器连接机床控制系统。本专利技术，布设在U型框架的两侧U型部的温度传感器分别位于丝杆尾座及电机座的下方。本专利技术，两路侧向金属管路的管接口和中路金属管路的管接口分别通过L型接头、冷却管与外置水冷机的进水口L型三位接头、出水口L型三位接头对接。本专利技术，具有如下积极效果：1）、床身采用矿物铸造结构，热收缩性小、抗震性能高、导热性低；2）、床身内部设计多组冷却循环管路，保证床身内部温度均匀；3）、床身多处设置温度传感器，实时监测温度变化，并反馈给控制系统，对床身温度进行智能控制。本专利技术，具有热收缩性小、智能监测控制及机床精度高的优点。下面实施例结合附图说明对本专利技术作进一步的说明。附图说明图1是本专利技术的一个实施例的主视结构示意图；图2是图1实施例的右视结构示意图；图3是图1实施例的俯视结构示意图；图4是中路金属管路的布置结构示意图。图中，01、矿物铸件床身；02、温度传感器；03、伺服电机；04、联轴器；05、丝杆副；06、线性导轨；07、导轨滑块；08、横梁；09、水冷机；10、L型三位接头；11、冷却管；12、L型接头；13、侧向金属管路；14、中路金属管路；15、丝杆尾座；16、电机座；A、刀库安装面；B、转台安装面。具体实施方式参照图1至图4，本实施例是一种智能温升热补偿矿物铸件床身，设置有矿物铸件床身01、侧向金属管路13、中路金属管路14和温度传感器02；矿物铸件床身为钢结构U型框架，U型框架内部填充有矿物质材料，U型框架的上侧各安装有一套丝杆副05和线性导轨06，丝杆副的首尾分别由安装在U型框架上的电机座16、丝杆尾座15支撑；丝杆副通过联轴器04连接伺服电机03，线性导轨装配有导轨滑块07，导轨滑块通过螺栓固定连接横梁08，横梁横跨在矿物铸件床身的上方且沿线性导轨滑动；侧向金属管路13水平预埋于矿物铸件床身U型框架左右两侧中，均位于丝杆副、线性导轨安装面下方并向下分布，且从矿物铸件床身的后端面伸出管接口；中路金属管路14位于刀库安装面A及转台安装面B下方且向四周分布，两路侧向金属管路的管接口和中路金属管路的管接口分别通过L型接头12、冷却管11与外置水冷机09的进水口L型三位接头10、出水口L型三位接头10对接而构成三路冷却回路；布设在U型框架的两侧U型部的温度传感器02分别位于丝杆尾座15及电机座16的下方、刀库安装面及转台安装面旁边，温度传感器连接机床控制系统。本专利技术，在机床工作状态下，伺服电机03通过联轴器04，驱动丝杆副05旋转，通过线性导轨06、导轨滑块07导向，拉动横梁08前后移动。丝杆副05旋转过程中产生的热量传导到电机座16及丝杆尾座15，再传递到矿物铸件床身01，引起床身温升；同时导轨滑块07在线性导轨上运动，摩擦产生的热量也会通过接触面传递到矿物铸件床身01，引起床身温升。在机床启动的同时，水冷机09开始工作，通过两侧金属管13和中路金属管14将外置水冷机09的冷却液输送至床身，既对丝杆副05、线性导轨06、刀库、转台等零部件的安装面进行温升热补偿，也对矿物铸件床身整体进行冷却循环，避免因为温度不均而导致床身变形及影响机床精度；同时，床身各处设置温度传感器02，实时监测温度变化，并反馈给机床控制系统，控制水冷机09的冷却液输出，对床身温度进行智能控制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能温升热补偿矿物铸件床身，其特征在于：设置有矿物铸件床身（01）、侧向金属管路（13）、中路金属管路（14）和温度传感器（02）；所述矿物铸件床身为钢结构U型框架，U型框架内部填充有矿物质材料，U型框架的上侧各安装有一套丝杆副（05）和线性导轨（06），丝杆副的首尾分别由安装在U型框架上的电机座（16）、丝杆尾座（15）支撑；所述丝杆副通过联轴器（04）连接伺服电机（03），所述线性导轨装配有导轨滑块（07），所述导轨滑块通过螺栓固定连接横梁（08），所述横梁横跨在矿物铸件床身的上方且沿线性导轨滑动；所述侧向金属管路预埋于U型框架两侧且从矿物铸件床身的后端面伸出管接口，所述中路金属管路位于刀库安装面（A）及转台安装面（B）下方且向四周分布，两路侧向金属管路的管接口和中路金属管路的管接口分别与外置水冷机（09）的进水口、出水口连接而构成三路冷却回路；所述温度传感器布设在U型框架的两侧U型部、刀库安装面及转台安装面旁边，温度传感器连接机床控制系统。

【技术特征摘要】
1.一种智能温升热补偿矿物铸件床身，其特征在于：设置有矿物铸件床身（01）、侧向金属管路（13）、中路金属管路（14）和温度传感器（02）；所述矿物铸件床身为钢结构U型框架，U型框架内部填充有矿物质材料，U型框架的上侧各安装有一套丝杆副（05）和线性导轨（06），丝杆副的首尾分别由安装在U型框架上的电机座（16）、丝杆尾座（15）支撑；所述丝杆副通过联轴器（04）连接伺服电机（03），所述线性导轨装配有导轨滑块（07），所述导轨滑块通过螺栓固定连接横梁（08），所述横梁横跨在矿物铸件床身的上方且沿线性导轨滑动；所述侧向金属管路预埋于U型框架两侧且从矿物铸件床身的后端面伸出管接口，所述中路金属管路位于刀库安装面（A）及转台安...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡汉生，蔡桂阳，杜毓斌，黄展源，何锦彬，吴杰，谢创鸿，王虹丽，
申请(专利权)人：巨轮中德机器人智能制造有限公司，巨轮智能装备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44