本發(fā)明涉及電主軸冷卻，具體涉及一種立式電主軸冷卻方法。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代機(jī)械制造過(guò)程中，由熱變形引起的誤差達(dá)50％，尤其在高速高精密加工中，該比例更高達(dá)60％～80％。電主軸作為高速高精密數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵部件，其性能直接影響機(jī)床的加工精度。由于電主軸電機(jī)內(nèi)置、外殼封閉，使得電機(jī)功率損耗產(chǎn)生的熱量和前后軸承摩擦產(chǎn)生的熱量無(wú)法及時(shí)有效的導(dǎo)出，大量積聚在軸芯轉(zhuǎn)子處，致使軸芯軸承轉(zhuǎn)子部分受熱膨脹，產(chǎn)生了嚴(yán)重的熱變形，改變了原有零部件間的配合間隙，形成的誤差疊加到加工中心點(diǎn)(tcp)，最終降低電主軸加工精度。

2、傳統(tǒng)電主軸通常是利用冷卻液(水或油)對(duì)電機(jī)定子和電主軸殼體進(jìn)行循環(huán)冷卻，然而，傳統(tǒng)冷卻方法沒(méi)有根據(jù)電主軸的發(fā)熱情況來(lái)調(diào)節(jié)冷卻液流量，冷卻過(guò)程中存在過(guò)冷或者冷卻不足的情況，導(dǎo)致冷卻效果差，從而影響電主軸的加工精度和穩(wěn)定性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明一種立式電主軸冷卻方法，基于立式電主軸冷卻系統(tǒng)，所述立式電主軸冷卻系統(tǒng)包括：

2、定子，分別與所述定子相連的第一端蓋及第二端蓋；

3、其中，所述定子與第一端蓋及第二端蓋相連后構(gòu)成封閉空間；

4、還包括設(shè)于所述封閉空間中的轉(zhuǎn)子，貫穿所述第一端蓋設(shè)置的第一冷卻流道，以及貫穿所述第二端蓋設(shè)置的第二冷卻流道；

5、溫度傳感器，用于獲取冷卻后的冷卻液溫度；

6、所述立式電主軸冷卻方法包括以下步驟：

7、預(yù)設(shè)第一冷卻后冷卻液溫度序列，

8、所述第一冷卻后冷卻液溫度序列為正常工作時(shí)，第一冷卻后冷卻液溫度值按照時(shí)間順序進(jìn)行排列所得到的序列；

9、基于至少一個(gè)時(shí)刻的第二冷卻后冷卻液溫度值，確定第二冷卻后冷卻液溫度序列，

10、所述第二冷卻后冷卻液溫度序列為至少一個(gè)時(shí)刻的第二冷卻后冷卻液溫度值按照時(shí)間順序進(jìn)行排列得到的序列；

11、基于第二冷卻后冷卻液溫度序列、第一冷卻后冷卻液溫度序列以及動(dòng)態(tài)閾值集，確定至少一個(gè)時(shí)間點(diǎn)的冷卻液調(diào)節(jié)信息，

12、所述動(dòng)態(tài)閾值集為用于判斷立式電主軸工作時(shí)是否需要調(diào)節(jié)冷卻液流量的閾值集合；

13、基于冷卻液調(diào)節(jié)信息調(diào)節(jié)冷卻液的流量。

14、在一些實(shí)施例中，所述第一冷卻流道包括：第一冷卻子流道，以及與所述第一冷卻子流道相連通的第二冷卻子流道；

15、其中，所述第一冷卻子流道貫穿第一端蓋設(shè)置，用于將外部的冷卻液導(dǎo)入至封閉空間中；所述第二冷卻子流道為環(huán)形結(jié)構(gòu)，且其底部設(shè)有通孔。

16、在一些實(shí)施例中，所述第一端蓋包括：第一密封環(huán)，所述第一密封環(huán)上還設(shè)有第一密封圈，所述第一密封環(huán)與第一密封圈套設(shè)于轉(zhuǎn)子上；

17、所述第二端蓋包括：第二密封環(huán)，以及第三密封環(huán)，所述第三密封環(huán)套設(shè)于轉(zhuǎn)子上，所述第二密封環(huán)與第三密封環(huán)相適配。

18、在一些實(shí)施例中，所述第二密封環(huán)的頂部設(shè)有第一環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述第三密封環(huán)的底部設(shè)有第二環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述第二環(huán)形結(jié)構(gòu)套設(shè)于第一環(huán)形結(jié)構(gòu)外周上；

19、還包括：與所述定子相連的第三端蓋，

20、所述第三端蓋中設(shè)有容置槽，以及與容置槽相連通的第三冷卻流道；

21、所述第三端蓋與第二端蓋的連接處還設(shè)有第二密封圈。

22、在一些實(shí)施例中，所述確定至少一個(gè)時(shí)間點(diǎn)的冷卻液調(diào)節(jié)信息包括：

23、基于第一冷卻后冷卻液溫度序列、第二冷卻后冷卻液溫度序列確定溫度偏差值，

24、溫度偏差值=第二冷卻后冷卻液溫度值-第一冷卻后冷卻液溫度值；

25、基于溫度偏差值以及動(dòng)態(tài)閾值集生成冷卻液調(diào)節(jié)信息。

26、在一些實(shí)施例中，所述動(dòng)態(tài)閾值集基于加工精度設(shè)置，具體方式為：，

27、其中，為動(dòng)態(tài)閾值；為基礎(chǔ)閾值；為精度等級(jí)；為調(diào)整系數(shù)。

28、在一些實(shí)施例中，所述基于溫度偏差值以及動(dòng)態(tài)閾值集生成冷卻液調(diào)節(jié)信息包括：

29、當(dāng)溫度偏差值大于第一調(diào)節(jié)閾值時(shí)，生成第一冷卻液調(diào)節(jié)信息；

30、當(dāng)溫度偏差值小于第一調(diào)節(jié)閾值時(shí)，生成第二冷卻液調(diào)節(jié)信息。

31、在一些實(shí)施例中，所述生成第一冷卻液調(diào)節(jié)信息包括：

32、計(jì)算第一冷卻液流量；

33、所述第一冷卻液流量的計(jì)算方式為：

34、，

35、其中，為第個(gè)采樣周期的冷卻液流量；為第個(gè)采樣周期的冷卻液流量；為比例增益；為微分增益；為第個(gè)采樣周期的溫度偏差值；為第個(gè)采樣周期的溫度偏差值；為采樣周期，即兩個(gè)連續(xù)采樣點(diǎn)之間的時(shí)間間隔。

36、在一些實(shí)施例中，所述生成第二冷卻液調(diào)節(jié)信息包括：

37、計(jì)算第二冷卻液流量；

38、所述第二冷卻液流量的計(jì)算方式為：

39、，

40、其中，為第個(gè)采樣周期的冷卻液流量；為第個(gè)采樣周期的冷卻液流量；為比例增益；為積分增益；為微分增益；為開(kāi)始到當(dāng)前時(shí)刻所有偏差的累加值；為第個(gè)采樣周期的溫度偏差值；為第個(gè)采樣周期的溫度偏差值；為采樣周期，即兩個(gè)連續(xù)采樣點(diǎn)之間的時(shí)間間隔。

41、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明主要具有以下技術(shù)效果：

42、基于立式電主軸冷卻系統(tǒng)工作過(guò)程中，冷卻后冷卻液溫度序列確定溫度偏差值，根據(jù)溫度偏差值以及動(dòng)態(tài)閾值集生成冷卻液調(diào)節(jié)信息，解決了循環(huán)冷卻效果差的技術(shù)問(wèn)題，提高了電主軸的加工精度和穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)了充分冷卻立式電主軸冷卻系統(tǒng)的技術(shù)效果。

技術(shù)特征：

1.一種立式電主軸冷卻方法，其特征在于，基于立式電主軸冷卻系統(tǒng)，所述立式電主軸冷卻系統(tǒng)包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種立式電主軸冷卻方法，其特征在于，所述第一冷卻流道包括：第一冷卻子流道，以及與所述第一冷卻子流道相連通的第二冷卻子流道；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種立式電主軸冷卻方法，其特征在于，所述第一端蓋包括：第一密封環(huán)，所述第一密封環(huán)上還設(shè)有第一密封圈，所述第一密封環(huán)與第一密封圈套設(shè)于轉(zhuǎn)子上；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種立式電主軸冷卻方法，其特征在于，所述第二密封環(huán)的頂部設(shè)有第一環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述第三密封環(huán)的底部設(shè)有第二環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述第二環(huán)形結(jié)構(gòu)套設(shè)于第一環(huán)形結(jié)構(gòu)外周上；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種立式電主軸冷卻方法，其特征在于，所述確定至少一個(gè)時(shí)間點(diǎn)的冷卻液調(diào)節(jié)信息包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種立式電主軸冷卻方法，其特征在于，所述動(dòng)態(tài)閾值集基于加工精度設(shè)置，具體方式為：，

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種立式電主軸冷卻方法，其特征在于，所述基于溫度偏差值以及動(dòng)態(tài)閾值集生成冷卻液調(diào)節(jié)信息包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種立式電主軸冷卻方法，其特征在于，所述生成第一冷卻液調(diào)節(jié)信息包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種立式電主軸冷卻方法，其特征在于，所述生成第二冷卻液調(diào)節(jié)信息包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種立式電主軸冷卻方法，屬于電主軸冷卻技術(shù)領(lǐng)域，包括：定子，分別與所述定子相連的第一端蓋及第二端蓋；其中，所述定子與第一端蓋及第二端蓋相連后構(gòu)成封閉空間；還包括設(shè)于所述封閉空間中的轉(zhuǎn)子，貫穿所述第一端蓋設(shè)置的第一冷卻流道，以及貫穿所述第二端蓋設(shè)置的第二冷卻流道；溫度傳感器，用于獲取冷卻后的冷卻液溫度。本發(fā)明解決了循環(huán)冷卻效果差的技術(shù)問(wèn)題，提高了電主軸的加工精度和穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)了充分冷卻立式電主軸冷卻系統(tǒng)的技術(shù)效果。

技術(shù)研發(fā)人員：李玉琴,涂建民,曾炳勝,嚴(yán)韜
受保護(hù)的技術(shù)使用者：四川埃姆克伺服科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26