加工機的加工主軸熱變形校準裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種可準確獲得旋轉軸于軸向的熱伸長變形量，并由控制器對進給軸的進給量進行校正補償，進而達到有效提升加工機加工精度的加工主軸熱變形校準裝置。
【背景技術】
[0002]—般的加工機主要于加工主軸上裝設加工刀具，從而對工作臺上的加工件進行加工作業，依據不同的加工機型式，其加工的進給軸可以為加工主軸或工作臺。雖然目前大部分的加工機采用計算機進行數值控制，可大幅提升其機械性能及加工精度，然而，在高速的精密切削過程中，加工主軸常會因高速旋轉及高速切削造成軸向及徑向的熱變形，就該軸向的熱變形而言，其軸向的熱變形所產生的熱伸長變形量將會改變原先設定的加工刀具與加工件之間的距離，進而造成進給軸的進給量誤差，而該進給量誤差對于高精度要求的精密機械加工而言，將會嚴重影響到加工機對加工件的加工精度。為了獲得該加工主軸軸向的熱伸長變形量，需要對進給軸的進給量進行校正補償，目前有本領域技術人員通過位移計測量加工主軸軸向的熱伸長變形量，但是，該位移計的配置成本過高，因此至今仍未能廣泛應用；另有本領域技術人員于加工主軸上裝設有溫度傳感器，以測量加工主軸的溫度變化，再根據膨脹系數計算出加工主軸軸向的熱伸長變形量，然而，由于加工主軸的熱變形包括軸向變形及徑向變形，因此僅根據溫度變化計算的方式得到軸向熱伸長變形量的數據并不客觀，因此實質上并無法有效提升加工機的加工精度。
[0003]有鑒于此，本案發明人遂以其多年從事相關行業的研發與制作經驗，針對目前所面臨的問題深入研究，經過長期努力的研究與試作，終究研創出一種不僅可有效降低設備成本，且可準確獲得旋轉軸軸向的熱伸長變形量，以對進給軸的進給量進行校正補償，進而有效提升加工機加工精度的加工機的加工主軸熱變形校準裝置，以改善現有技術的缺點，此即為本實用新型的設計宗旨。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的之一在于提供一種加工機的加工主軸熱變形校準裝置，其于加工主軸的旋轉軸上裝設有反射部件，于軸座上對應該反射部件的位置設有光學測頭，從而可測得該旋轉軸上的反射部件的位置值，該光學測頭將該反射部件的位置值傳輸至一處理器，該處理器即可計算出該反射部件的位置變化量，從而準確獲得該旋轉軸于軸向的熱伸長變形量，再由加工機中的控制器依據該旋轉軸的熱伸長變形量對進給軸的進給量進行校正補償，進而達到有效提升加工機的加工精度的目的。
[0005]本實用新型的目的之二在于提供一種加工機的加工主軸熱變形校準裝置，其中，該光學測頭主要包括光發射器及光接收器，光發射器的光束可經由旋轉軸上的反射部件反射至光接收器，從而可測得該旋轉軸上的反射部件的位置值，該光學測頭進一步將該反射部件的位置值傳輸至一處理器，該處理器即可計算出該反射部件的位置變化量，進而利用光學測頭及處理器準確獲得該旋轉軸于軸向的熱伸長變形量，達到有效降低設備成本的目的。
[0006]為了達到上述目的，本實用新型提供了一種加工機的加工主軸熱變形校準裝置，包括一反射部件、一光學測頭、一處理器和一控制器，其中:
[0007]該反射部件裝設于該加工主軸的旋轉軸上，與該旋轉軸同動旋轉；
[0008]該光學測頭裝設于該加工主軸的軸座上，并使該光學測頭對應于該反射部件的位置，該光學測頭內設有光發射器及光接收器，該光發射器所發射的光束經由該反射部件反射至該光接收器，從而測得該反射部件的位置值；
[0009]該處理器連接于該光學測頭，用于對該光學測頭測得的該反射部件的位置值進行計算，從而計算出該反射部件的位置變化量；
[0010]該控制器用于控制加工機的進給軸的進給量，該控制器連接于該處理器，該控制器用于依據該處理器傳輸的該反射部的位置變化量對該進給軸的進給量進行校正補償。
[0011]在本實用新型的一實施例中，該反射部件裝設于該旋轉軸上的隔環，該隔環的下表面經過平面拋光，從而呈現可反射光束的鏡面型態。
[0012]在本實用新型的一實施例中，該光學測頭中的光發射器所發射的光束為激光束或紅外線光束。
[0013]在本實用新型的一實施例中，該處理器內具有運算單元，該運算單元用于對該光學測頭傳輸的該反射部件的位置值進行計算，并計算出該反射部件的位置變化量。
[0014]在本實用新型的一實施例中，該反射部件的位置變化量為該旋轉軸于軸向的熱伸長變形量。
[0015]在本實用新型的一實施例中，該加工機的進給軸為加工主軸，該控制器用于對該加工主軸的進給量進行校正補償。
[0016]在本實用新型的一實施例中，該加工機的進給軸為工作臺，該控制器用于對該工作臺的進給量進行校正補償。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型中的加工主軸的局部剖面示意圖；
[0018]圖2為圖1的局部放大示意圖；
[0019]圖3為本實用新型的控制示意圖。
[0020]附圖標記說明:10-軸座；11_軸承；13_彈性件；14_拉刀桿；15_夾爪；16_加工刀具；17_反射部件；20_光學測頭；201_光發射器；202_光接收器；21_處理器；30_控制器。
【具體實施方式】
[0021]如圖1、圖2、圖3所示，本實用新型中的加工主軸于外部設有固定不轉動的軸座10，于該軸座10內則以多組軸承11架置旋轉軸12，使得該旋轉軸12可由旋轉驅動源帶動于軸座10內轉動，該旋轉軸12的內部迭設有提供拉刀所需力量的彈性件13以及于中心位置穿設有同動旋轉的拉刀桿14，該拉刀桿14下端鏈接一可彈性開合的夾爪15，通過該夾爪15對加工刀具16進行拉刀或松刀，由于該部分并非為本實用新型的重點，且為現有技術，因此不予贅述。本實用新型主要于該旋轉軸12上裝設有反射部件17，從而使該反射部件17與旋轉軸12同動旋轉，于本實施例中，該