工具機(jī)的加工液冷卻系統(tǒng)及其使用方式的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明為一種應(yīng)用商品級(jí)空調(diào)的冷卻主機(jī)，經(jīng)由液體作為媒介，通過熱交換原理于工具機(jī)臺(tái)上的冷卻與流體感測(cè)裝置，尤指一種加工過程中需使用到大量加工液的工具機(jī)臺(tái)，該加工液可應(yīng)用于加工及冷卻上使用，有效提升工具機(jī)加工的穩(wěn)定度。
【背景技術(shù)】
[0002]工具機(jī)于加工過程中會(huì)產(chǎn)生無可避免的高熱高溫，導(dǎo)致工具機(jī)本身或者是加工件上的微量變形，此微量變形在高精密加工設(shè)備上，即容易造成加工精度的損失，因此如何降低溫度對(duì)于工具機(jī)加工的影響是現(xiàn)代高精密工具機(jī)的重要課題；除了通過導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)及散熱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)外，絕大多數(shù)工具機(jī)種都會(huì)應(yīng)用導(dǎo)熱性及流動(dòng)性佳的加工液做為排除熱源的媒介。
[0003]因加工液做為主要排除熱源的媒介，所以加工液的散熱與降溫便為取決加工穩(wěn)定度的重要指標(biāo)之一；可參考圖1，在現(xiàn)有的技術(shù)中，加工液降溫皆是通過將工具機(jī)加工液儲(chǔ)存槽501與專用的冷卻機(jī)700以管路做連結(jié)，通過工具機(jī)600控制器監(jiān)控加工液儲(chǔ)存槽501中的加工液溫度，當(dāng)加工液溫度達(dá)設(shè)定值上限，則會(huì)啟動(dòng)工具機(jī)600或冷卻機(jī)700內(nèi)裝的抽水裝置，將加工液經(jīng)由管路送至冷卻機(jī)700進(jìn)行降溫后在輸送回加工液儲(chǔ)存槽501。
[0004]然而，在上述現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中，該冷卻機(jī)700都是采專用訂制模式，也就是說該種冷卻機(jī)700只能供給工具機(jī)600使用，使得工具機(jī)600在冷卻時(shí)只能通過冷卻機(jī)700進(jìn)行液體降溫程序，若是冷卻機(jī)700發(fā)生故障或損壞，則必須請(qǐng)冷卻機(jī)700的生產(chǎn)原廠來維修或替換整臺(tái)冷卻機(jī)700，簡而言之，若生產(chǎn)原廠不再生產(chǎn)該冷卻機(jī)700，或者是工具機(jī)600位在難以獲取生產(chǎn)原廠進(jìn)行維修、替換冷卻機(jī)700服務(wù)的地理位置時(shí)，一旦冷卻機(jī)700停擺，則整個(gè)工具機(jī)600等同不能運(yùn)作而嚴(yán)重停滯工作進(jìn)度，必須向生產(chǎn)原廠申報(bào)、叫修、檢查、替換…等繁雜的程序后，才能重新啟動(dòng)冷卻機(jī)700、工具機(jī)600進(jìn)行作業(yè)，造成諸多產(chǎn)能的嚴(yán)重影響實(shí)難想象，故有必要加以改良。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的，其一在于提出一種可與各式工具機(jī)結(jié)合的加工液冷卻系統(tǒng)，加工液冷卻系統(tǒng)應(yīng)用冷卻主機(jī)與熱交換器，其特征在于該冷卻主機(jī)為商品級(jí)的冷卻主機(jī)，且為獨(dú)立可置換的單元，可達(dá)成易于組裝及維修的功效。能夠使用于具有加工液的工具機(jī)上，藉由與控制器結(jié)合，藉此提高對(duì)溫度的掌握度；此一冷卻系統(tǒng)可與現(xiàn)有的外接市購冷卻機(jī)的方式做一區(qū)別。
[0006]本發(fā)明的目的，其二在于具備對(duì)加工液循環(huán)管路的監(jiān)控功能，藉以保護(hù)機(jī)臺(tái)的運(yùn)作的安全性，并避免非預(yù)期的損壞；有別于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明通過在加工液循環(huán)管路中設(shè)計(jì)一流體感測(cè)裝置，藉以監(jiān)控正常持續(xù)運(yùn)作的流體狀況；當(dāng)偵測(cè)到加工液循環(huán)管路中流體運(yùn)作發(fā)生異常時(shí)，如流速過低、停止或水位不足以維持正常循環(huán)，能夠?qū)⑿盘?hào)回傳以停止工具機(jī)或冷卻主機(jī)，避免工具機(jī)或冷卻主機(jī)在非正常的狀況下持續(xù)運(yùn)作。
[0007]本發(fā)明的目的，其三在于提出一種商品級(jí)空調(diào)的冷卻主機(jī)的新應(yīng)用方式，此方式通過與熱交換器連結(jié)，藉由高溫加工液與低溫冷媒的溫度差異，應(yīng)用熱交換原理，以進(jìn)行液體的冷卻降溫，有別于傳統(tǒng)上與蒸發(fā)器做系統(tǒng)連結(jié)，僅使用于進(jìn)行氣體的冷卻降溫作用不同。
[0008]為達(dá)到本發(fā)明上述的目的，本案提出一種工具機(jī)的加工液冷卻系統(tǒng)，其包括一冷卻主機(jī)及可設(shè)于工具機(jī)內(nèi)的一溫度感測(cè)及控制裝置。溫度感測(cè)及控制裝置用以偵測(cè)工具機(jī)的一溫度參數(shù)。冷卻主機(jī)包括一熱交換器及一冷媒循環(huán)管路。熱交換器連接冷媒循環(huán)管路及工具機(jī)的一加工液循環(huán)管路。溫度感測(cè)及控制裝置依據(jù)溫度參數(shù)而啟閉或調(diào)節(jié)冷卻主機(jī)的運(yùn)作模式。冷卻主機(jī)是市售的冷卻主機(jī)。藉此，工具機(jī)內(nèi)的加工液可經(jīng)加工液循環(huán)管路流至熱交換器處，并由冷卻主機(jī)輸送冷媒經(jīng)冷媒循環(huán)管路至熱交換器，而產(chǎn)生熱交換的加工液冷卻效果，且冷卻主機(jī)可視磨損狀況而任意替換為市售的冷卻主機(jī)。如此，本發(fā)明的加工液冷卻系統(tǒng)適用于各種工具機(jī)，且可利用各式市售的冷卻主機(jī)來運(yùn)作。
[0009]上述的溫度感測(cè)及控制裝置可設(shè)有一個(gè)或二個(gè)溫度傳感器。當(dāng)溫度感測(cè)及控制裝置設(shè)有一個(gè)溫度傳感器時(shí)，用以量測(cè)加工液溫度，可進(jìn)行定溫控制，當(dāng)加工液溫度高于設(shè)定值達(dá)一定范圍的差異時(shí)，即啟動(dòng)冷卻主機(jī)，使加工液與冷媒在熱交換器中產(chǎn)生熱交換的動(dòng)作，達(dá)到加工液的降溫動(dòng)作。當(dāng)液體溫度低于設(shè)定值達(dá)一定范圍的差異時(shí)，即關(guān)閉冷卻主機(jī)。當(dāng)溫度感測(cè)及控制裝置設(shè)有二個(gè)溫度傳感器時(shí)，一溫度傳感器設(shè)于加工液儲(chǔ)存槽用以量測(cè)液體溫度，另一溫度傳感器設(shè)于工具機(jī)中用以量測(cè)機(jī)體溫度或室內(nèi)溫度以做為參考溫度；溫度感測(cè)及控制裝置比較液體溫度與參考溫度的差異，通過比對(duì)可做差溫控制，當(dāng)兩者所測(cè)得的溫差數(shù)值達(dá)設(shè)定的差異時(shí)，即啟動(dòng)冷卻主機(jī)，使加工液與冷媒在熱交換器中產(chǎn)生熱交換的動(dòng)作，達(dá)到加工液的降溫動(dòng)作；反之，則關(guān)閉冷卻主機(jī)。
[0010]上述的啟動(dòng)或關(guān)閉冷卻主機(jī)，為定頻式室外主機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)合，若使用在變頻式的室外主機(jī)時(shí)，可根據(jù)溫度的差異，來做為變頻式室外主機(jī)的動(dòng)作控制。當(dāng)液體溫度太高時(shí)，變頻式室外主機(jī)提升運(yùn)轉(zhuǎn)頻率，當(dāng)溫度接近設(shè)定溫度或參考溫度時(shí)，變頻式室外主機(jī)則降低運(yùn)轉(zhuǎn)頻率。
[0011]本發(fā)明加工液冷卻系統(tǒng)更包括一流體感測(cè)裝置，其連接該控制器，用以偵測(cè)加工液循環(huán)管路中加工液的循環(huán)狀況，目前現(xiàn)有技術(shù)的工具機(jī)上皆無裝設(shè)此一流體感測(cè)裝置。當(dāng)流體感測(cè)裝置偵測(cè)到加工液循環(huán)管路無正常運(yùn)作時(shí)，會(huì)回傳訊息至控制器，下達(dá)指令使冷卻主機(jī)停止運(yùn)作，或是中止工具機(jī)加工；通過該流體感測(cè)裝置的作用，可以避免冷卻主機(jī)或工具機(jī)因意外發(fā)生時(shí)，仍持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)而造成的非正常損壞。
[0012]通過加工液循環(huán)管路，該加工液循環(huán)管路設(shè)有管路連接至熱交換器，可將高溫液體送至熱交換器與冷媒進(jìn)行溫度交換以冷卻加工液，后可供加工或降溫使用；經(jīng)由熱交換器吸收加工液熱量之后的高溫冷媒，則經(jīng)由設(shè)有管路的冷媒循環(huán)管路至冷卻主機(jī)進(jìn)行冷卻降溫，以達(dá)到反復(fù)循環(huán)降低加工液溫度的功用。
[0013]上述工具機(jī)的加工液冷卻系統(tǒng)的使用方法包括以下步驟:a、啟動(dòng)工具機(jī)，使加工液流加工液循環(huán)管路中；b、溫度感測(cè)及控制裝置偵測(cè)工具機(jī)的溫度參數(shù)，而啟動(dòng)冷卻主機(jī)，使該冷卻主機(jī)的冷媒循環(huán)管路運(yùn)作；c、加工液循環(huán)管路中的加工液在該熱交換器內(nèi)與該冷媒循環(huán)管路進(jìn)行熱交換；及d、溫度感測(cè)及控制裝置依據(jù)c步驟的加工液溫度，而控制該冷卻主機(jī)運(yùn)作，或者繼續(xù)循環(huán)c步驟。
【附圖說明】
[0014]圖1為現(xiàn)有工具機(jī)外接冷卻機(jī)方式的示意圖；
[0015]圖2為本發(fā)明工具機(jī)的加工液冷卻系統(tǒng)的示意圖；
[0016]圖3為圖2中加工液冷卻系統(tǒng)的局部放大圖；
[0017]圖4為圖2中加工液冷卻系統(tǒng)的局部放大圖；
[0018]圖5為熱交換器浸泡式的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]本發(fā)明為一種應(yīng)用商品級(jí)空調(diào)的冷卻主機(jī)結(jié)合熱交換器以液體媒介在工具機(jī)上的開放式冷卻系統(tǒng)，可參考圖2的示意圖為實(shí)施例；本發(fā)明的加工液冷卻系統(tǒng)是應(yīng)用于具有加工液的工具機(jī)600，工具機(jī)600基本上擁有加工區(qū)(加工槽)503、加工液儲(chǔ)存槽501或同等具備類似功能的結(jié)構(gòu)；加工液儲(chǔ)存槽501是儲(chǔ)存加工液。
[0020]本發(fā)明的加工液冷卻系統(tǒng)包括一冷卻主機(jī)100及一溫度感測(cè)及控制裝置200。溫度感測(cè)及控制裝置200可設(shè)于工具機(jī)600內(nèi)。溫度感測(cè)及控制裝置200用以偵測(cè)工具機(jī)600的一溫度參數(shù)。冷卻主機(jī)100包括一熱交換器300及一冷媒循環(huán)管路400。熱交換器300與可連接于工具機(jī)600的一加工液循環(huán)管路500連接，以及冷卻主機(jī)100根據(jù)溫度感測(cè)及控制裝置200偵測(cè)的溫度參數(shù)而啟閉或調(diào)節(jié)運(yùn)作模式，而冷卻主機(jī)100為市售的冷卻主機(jī)。藉此，工具機(jī)600內(nèi)的加工液可經(jīng)加工液循環(huán)管路500流至熱交換器300處，并由冷卻主機(jī)100輸送冷媒經(jīng)冷媒循環(huán)管路400至熱交換器300，而產(chǎn)熱交換的加工液冷卻效果，且冷卻主機(jī)100可視磨損狀況而任意替換為市售的冷卻主機(jī)。其中，冷卻主機(jī)100為一空調(diào)的室外主機(jī)，空調(diào)的室外主機(jī)是定頻式或變頻式的室外主機(jī)的其中一，也就是說冷卻主機(jī)100可以是各種市售冷卻主機(jī)，且不局限于變頻或定頻式空調(diào)主機(jī)。
[0021]請(qǐng)參照?qǐng)D2，溫度感測(cè)及控制裝置200包括一第一溫度傳感器201、一第二溫度傳感器202及一控制器203。當(dāng)工具機(jī)600開始運(yùn)作后，會(huì)啟動(dòng)溫度感測(cè)及控制裝置200對(duì)加工液進(jìn)行偵測(cè)，溫度感測(cè)及控制裝置200的第一溫度傳感器201偵測(cè)加工液儲(chǔ)存槽501中的加工液溫度，以進(jìn)行定溫控制；第二溫度傳感器202偵測(cè)工具機(jī)600之機(jī)體溫度及/或所在環(huán)境的氣溫作為參考溫度，通過控制器203比較液體溫度(即第一溫度傳感器201偵測(cè)到的溫度)與參考溫度(即第二溫度傳感器202偵測(cè)到的溫度)之間的溫度差異所產(chǎn)生的溫度參數(shù)，控制器203依據(jù)該溫度參數(shù)對(duì)冷卻主機(jī)100進(jìn)行差溫控制；當(dāng)控制器依據(jù)差異，對(duì)加工液進(jìn)行溫度控制時(shí)，在設(shè)定的目標(biāo)溫度誤差范圍之內(nèi)做變化，可為開關(guān)控制或比例控制。由于加工液儲(chǔ)存槽501連接加工液循環(huán)管路500，表示，加工液在加工液儲(chǔ)存槽501及加工液循環(huán)管路500中是相通的，因此，第一溫度傳感器201除了偵測(cè)加工液儲(chǔ)存槽501中的加工液溫度外，也可以偵測(cè)加工液循環(huán)管路500中加工液溫度，所以，第一溫度傳感器201不限偵測(cè)加工液儲(chǔ)存槽501中的加工液溫度。
[0022]其中，若不需要溫差控制時(shí)，第二溫度傳感器202是可以被省略，如此，溫度感測(cè)及控制裝置200的控制器203依據(jù)第一溫度傳感器201偵測(cè)的加工液溫度所產(chǎn)生的溫度參數(shù)來控制冷卻主機(jī)100的運(yùn)作。此外，若工具機(jī)600有被設(shè)定一預(yù)定溫度參