[0001] 本发明涉及数控车床的温度监控技术领域， 特别涉及一种高精度数控车床的温 度监测、 控制装置。

背景技术

[0002] 数控车床是一种高精度、 高自动化、 高柔性的精密制造装备。 随着数控车床及 相关制造技术的快速发展， 金属车削加工对数控车床的精度和精度稳定性 提出 了更高的要求。 在精密车削加工中， 由数控车床热变形所引起的制造误差占总 误差的 40%〜 70%。 在数控车床中， 影响车床热变形的主要因素有电主轴的热 变形、 刀具的热变形等。 电主轴和刀具均属于数控车床的重要零部件， 电主轴 和刀具的热变形为数控车床热变形的最重要影 响因素， 并直接影响数控车床的 加工精度和被加工产品的质量。 因此， 为了有效控制数控车床的热变形， 需要 对电主轴和刀具等重要部位进行温度监测， 然后采用多种方式消除热变形或热 变形影响。 然而， 常规温度监测方式不能及时发现关键温度信息 从而导致温度 监测的滞后、 不稳定、 低精度等问题， 常规的热变形控制方法如自动热变形补 偿方法往往成本高、 稳定性差、 效果有限。

发明概述

技术问题

问题的解决方案

技术解决方案

[0003] 本发明目的在于提供一种基于热力学定律的数 控车床温度监控装置， 解决现有 技术中的前述问题。 为此， 本发明提供的技术方案如下。

[0004] 在一个实施例中， 描述了一种基于热力学定律的数控车床温度监 控装置， 它包 括信号调理模块、 数据采集模块、 数据处理模块和温度调控模块， 以及设置在 电主轴电机上用于监测电主轴电机温度的电主 轴温度传感器和设置在刀尖上用 于监测刀尖温度的刀具温度传感器， 所述电主轴温度传感器和刀具温度传感器 将被测部位的温度信息转换为电信号后经信号 调理模块传至数据采集模块， 所 述数据采集模块完成模数转换后将温度数据传 至数据处理模块， 所述数据处理 模块根据收到的温度数据做出决策并向温度调 控模块发出相应的温度调控指令 ， 所述温度调控模块根据收到的温度调控指令对 相应的待调控部位进行温度调 控， 所述电主轴温度传感器位于电主轴电机的定子 内部且不与定子内其他零部 件发生空间干涉。

[0005] 一种实施方式中， 所述电主轴温度传感器包括温度监控热敏电阻 和温度保护热 敏电阻， 所述温度监控热敏电阻位于电主轴电机定子内 不与定子内其他零部件 发生空间干涉的温升最高部位， 所述温度保护热敏电阻由与电主轴电机相数相 同数量的热敏电阻串联， 每组温度保护热敏电阻贴紧于每相绕组中温升 最高的 线圈的最高温升部位。

[0006] 本发明可以有效解决上述问题， 相关的有益效果及其他方面的优点将由下面结 合附图的详细描述而变得清楚明白， 附图通过示例的方式描述了本发明的原理 发明的有益效果

对附图的简要说明

附图说明

[0007] 所描述的实施例将通过下面结合附图的描述而 易于理解， 附图中类似的参考标 号表示类似的结构元件， 以下是各附图的具体说明。

[0008] 图 1为本发明实施例 1的数控车床温度监控装置主视方向的总体结� �示意图。

[0009] 图 2为本发明实施例 1的数控车床温度监控装置俯视方向的总体结� �示意图。

[0010] 图 3为图 2中刀具系统的局部放大图。

[0011] 图 4为本发明实施例 1的电主轴基座内部结构示意图。

[0012] 图 5为钼铑丝温度传感器组测点位置及布置图。

[0013] 图 6为本发明实施例 1的数控车床温度监控装置的总体架构图。

[0014] 图 7为本发明实施例 1的数控车床温度监控装置的温度调控模块原� �图。

[0015] 图 8为本发明实施例 1的 KTY84电阻温度变化曲线。

[0016] 图 9为本发明实施例 1的数控车床温度监控装置的电主轴温度监控� �理示意图。 [0017] 图 10为本发明实施例 4的数控车床温度监控装置的电主轴温度监控� �理示意图 实施该发明的最佳实施例

本发明的最佳实施方式

[0018] 本发明的最佳实施方式如下文的实施例 1所述。 需要说明的是， 本发明的所有 实施例都有其优越性和实质性进步， 此处给出的最佳具体实施方式仅仅是相对 而言的发明人基于发明人某一工程需求的优选 方案， 不具有任何限定作用， 不 排除更佳的处于本发明保护范围的更优具体实 施方式， 而且， 本领域人员可以 结合本发明选择本发明没有直接描述但在本发 明保护范围内的其他任何实施方 式或其组合， 也应视为在本发明保护范围内。

发明实施例

本发明的实施方式

[0019] 在下面的具体描述中， 大量具体细节被阐述来提供对于所描述的实施 例的基础 原理的透彻理解。 但是， 对于本领域技术人员来说， 显然， 所描述的实施例在 没有这些具体细节的一部分或全部的情况下也 可以实施。 在实施例的描述过程 中， 已知的处理步骤没有被具体描述， 以避免不必要地模糊根本的原理。

[0020] 下面借助于附图详细描述本发明的实施例。 然而， 本领域技术人员应该理解， 在此参考这些附图给出的具体描述是示例性目 的， 本发明超出这些有限的实施 例。

[0021] 实施例 1。

[0022] 如图 1、 图 2、 图 3、 图 4所示， 本发明的一个实施例的数控车床 100包括电主轴 1 10、 刀具系统 120、 PLC系统 130、 多爪卡盘 140、 电主轴基座 150、 电控柜组件 16 0等。

[0023] 所述电主轴 110包括电主轴电机 111和电主轴驱动器 112。

[0024] 所述刀具系统 120包括刀架 121、 刀柄 122和刀尖 123。

[0025] 所述电主轴基座 150包括电主轴基座本体 151。

[0026] 所述电控柜组件 160包括所述数控车床 110主要电控系统的硬件零部件， 例如电 机驱动器、 控制器、 PLC系统 130等涉及的硬件零部件以及相关的线缆、 转换器 等其他硬件零部件。 所述电控柜组件 160还包括主要用于容纳、 支撑、 保护所述 数控车床 110主要电控系统硬件零部件的电控柜体。

[0027] 关于数控车床 100各零部件及主要模块的功能、 连接关系、 工作原理、 工作方 式及其他具体实施方法有众多成熟的数控车床 现有技术可供本领域人员直接采 用并实施， 在此不详细描述现有技术的数控车床 100具体实施方式， 以避免不必 要地模糊本发明根本的原理， 但本发明涉及的数控车床 100具体实施方式与现有 技术有区别时， 将详细描述。

[0028] 本发明的一个实施例的数控车床温度监控装置 200包括电主轴温度传感器 210、 刀具温度传感器 220、 信号调理模块 230、 数据采集模块 240、 数据处理模块 250 和温度调控模块 260。

[0029] 所述电主轴温度传感器 210设置在电主轴 110上用于监测电主轴 110的实时温度

[0030] 一种实施方式中， 所述电主轴温度传感器 210设置在电主轴电机 111上用于监测 电主轴电机 111的实时温度。

[0031] 所述刀具温度传感器 220设置在刀具系统 120上用于监测刀具系统 120的实时温 度。

[0032] 一种实施方式中， 所述刀具温度传感器 220设置在刀尖 123上用于监测刀尖 123 的实时温度。

[0033] 一种实施方式中， 数控车床温度监控装置的总体架构图如图 6所示， 该架构下

， 所述电主轴温度传感器 210和刀具温度传感器 220将被测部位的温度信息转换 为电信号后经信号调理模块 230传至数据采集模块 240, 所述数据采集模块 240完 成模数转换后将温度数据传至数据处理模块 250, 所述数据处理模块 250根据收 到的温度数据做出决策并向温度调控模块 260发出相应的温度调控指令， 所述温 度调控模块 260根据收到的温度调控指令对相应的待调控部 位进行温度调控。

[0034] 考虑温度传感器安装及拆卸的便捷性， 考虑避免温度传感器损坏带来的传感器 难更换问题， 本领域人员通常将电主轴温度传感器 210设置于电主轴电机 111的 外表面或者电主轴基座 150靠近电主轴电机 111的部位。 此时， 电主轴温度传感 器 210监测到的温度并非电主轴电机 111的真实温度， 监测到的实际温度曲线与 电主轴电机 111的实际温度变化曲线不一致， 从而不能准确监控电主轴电机 111 的实时准确温度， 难以保证温度调控的及时性和准确性。

[0035] 为实时感知电主轴电机 111核心区域的准确温度， 提高电主轴电机 111温度监控 的实时准确性从而保证温度调控的及时性和准 确性， 所述电主轴温度传感器 210 位于电主轴电机 111的定子内部。

[0036] 一种实施方式中， 所述电主轴温度传感器 210位于电主轴电机 111定子内部且不 与定子内其他零部件发生空间干涉。

[0037] 一种实施方式中， 所述电主轴温度传感器 210包括温度监控热敏电阻 211和温度 保护热敏电阻 212。

[0038] 一种实施方式中， 温度监控热敏电阻 211位于电主轴电机 111定子内不与定子内 其他零部件发生空间干涉的温升最高部位， 从而最准确最及时的防止电主轴电 机 m温升超标， 进而影响电主轴电机 m性能、 能量效率、 稳定性、 可靠性和 使用寿命。

[0039] 一种实施方式中， 在电机封装前通过试验性通入恒定电流一段时 间如 3分钟或 1

0分钟后采用红外温度测量仪可直接测量并� �定温升最高部位。

[0040] 一种实施方式中， 电主轴电机 111的相数为 N相， 温度保护热敏电阻 212共有 N 组热敏电阻串联， 每组温度保护热敏电阻 212贴紧于每相绕组中温升最高的线圈 的最高温升部位， 从而最准确最及时的防止电主轴电机 111某相绕组温升超标， 进而影响电主轴电机 111性能、 能量效率、 稳定性、 可靠性和使用寿命， 甚至导 致电主轴电机 111烧毁。

[0041] 当电主轴电机 111某相的某个绕组温度超过温度保护热敏电阻 212的反应温度时

， 所述数据处理模块 250根据收到的温度数据做出电主轴电机 111断电决策并向 温度调控模块 260发出相应的温度调控指令， 所述温度调控模块 260根据收到的 温度调控指令对相应的待调控部位进行温度调 控， 同时， PLC系统 130或 NC数控 系统自动切断电主轴电机 111电流使电主轴电机 111处于无电流状态。

[0042] 比如， 如图 9、 图 10所示， 电主轴电机 111的相数为三相， 温度保护热敏电阻 21 2共有三组热敏电阻串联， 每组温度保护热敏电阻 212贴紧于每相绕组温升最高 的线圈的温升最高部位。 [0043] 一种实施方式中， 在电机封装前通过试验性通入恒定电流一段时 间如 3分钟或 1

0分钟后采用红外温度测量仪可直接测量并� �定每相绕组温升最高的线圈及该线 圈温升最高部位。

[0044] 考虑电主轴电机 111温度变化与分布规律， 考虑电主轴电机 111的温度变化范围 ， 一种实施方式中， 温度监控热敏电阻 211采用 KTY84， 温度保护热敏电阻 212 采用 PTC热敏电阻。

[0045] 如图 8所示， 温度监控热敏电阻 211采用 KTY84时， KTY84的电阻改变与被测部 位温度改变具有非常好的线性特性， 可以较高精度的监测电主轴电机 111的温度 变化。

[0046] 在实际实施过程中， KTY84的预警温度设置范围可以选择 120°C ±5°C、 110°C ±5°C、 100°C ±5°C _^ 90°C ±5°C、 80°C ±5°C、 115°C ±5°C、 105°C ±5°C _^ 95°C ±5°C、 85°C ±5°C、 75°C ±5°C等任一预警温度范围， 主轴停转温度范围可以选 择 155°C ±5°C、 145°C ±5°C、 135°C ±5°C、 125°C ±5°C、 115°C ±5°C、 110°C ±5 °C、 100°C ±5°C、 90°C ±5°C、 150°C ±5°C、 140°C ±5°C、 130°C ±5°C、 120°C ±5°C等任一停转温度范围。 其中， 主轴停转温度范围的温度值均高于预警温度 设置范围的温度值。

[0047] 当 KTY84监测到的被测部位温度值位于预警温度设� ��范围内时， 一种实施方式 中， 数据处理模块 250向 PLC系统 130或 NC数控系统发出预警并由 PLC系统 130或 NC数控系统自动记录保存出现该预警的时间和� ��际温度数值。

[0048] 当 KTY84监测到的被测部位温度值位于主轴停转温� ��范围内时， 一种实施方式 中， 数据处理模块 250经 PLC系统 130或 NC数控系统向电主轴驱动器 112发出指令 而直接使电主轴电机 111停止转动并处于断电状态。

[0049] 温度保护热敏电阻 212采用 PTC热敏电阻时， 根据实际需要的反应温度选择具 有相应反应温度的 PTC热敏电阻。 例如， 一种 PTC热敏电阻的冷态电阻 (20°C)S7 50Q, 热态电阻 (180°C)^1710Q， 反应温度 180°C， 其特性曲线符合 DINVDE 0660第 303部分， DIN44081,DIN44082。 当电主轴电机 111被测部位的实际温度达 到 PTC热敏电阻的反应温度时， 一种实施方式中， 数据处理模块 250经 PLC系统 1 30或 NC数控系统向电主轴驱动器 112发出指令而直接使电主轴电机 111停止转动 并处于断电状态。

[0050] 考虑温度传感器安装及拆卸的便捷性， 考虑避免温度传感器损坏带来的传感器 难更换问题， 本领域人员通常将刀具温度传感器 220设置于刀尖 123外表面但远 离刀尖 123的加工部。 此时， 刀具温度传感器 220监测到的温度并非刀尖 123加工 部的真实温度， 监测到的实际温度曲线与刀尖 123加工部的实际温度变化曲线不 一致， 从而不能准确监控刀尖 123加工部的实时准确温度， 难以保证温度调控的 及时性和准确性。

[0051] 为实时感知刀尖 123加工部核心区域的准确温度， 提高刀尖 123温度监控的实时 准确性从而保证温度调控的及时性和准确性， 所述刀具温度传感器 220位于刀尖 123外表面并与刀尖 123的加工部保持 1mm以上 20mm以内的间隔。

[0052] 为进一步提高刀尖 123加工部核心区域温度监控的实时性和准确性 ， 所述刀具 温度传感器 220测头与刀尖 123加工部之间的间隔可以选择 1mm以上 18mm以内、 1mm以上 17mm以内、 1mm以上 16mm以内、 1mm以上 15mm以内、 1mm以上 12m m以内、 1mm以上 10mm以内、 1mm以上 8mm以内、 1mm以上 5mm以内、 1mm以 上 3mm以内、 1mm以上 2mm以内、 2mm以上 18mm以内、 2mm以上 17mm以内、 2 mm以上 16mm以内、 2mm以上 15mm以内、 2mm以上 12mm以内、 2mm以上 10mm 以内、 2mm以上 8mm以内、 2mm以上 5mm以内、 2mm以上 3mm以内、 3mm以上 1 8mm以内、 3mm以上 17mm以内、 3mm以上 16mm以内、 3mm以上 15mm以内、 3 mm以上 12mm以内、 3mm以上 10mm以内、 3mm以上 8mm以内、 3mm以上 5mm以 内、 5mm以上 18mm以内、 5mm以上 17mm以内、 5mm以上 16mm以内、 5mm以上 15mm以内、 5mm以上 12mm以内、 5mm以上 10mm以内、 5mm以上 8mm以内、 5 mm以上 6mm以内等间隔范围。

[0053] 一种实施方式中， 所述刀具温度传感器 220包括钼铑丝温度传感器组 221。

[0054] 考虑刀尖 123加工部一般涉及三个加工面， 所述刀具温度传感器 220包括三组钼 铑丝温度传感器组 221。 各组钼铑丝温度传感器组 221的测点位置如图 5所示。

[0055] 温度监控热敏电阻 211、 温度保护热敏电阻 212、 钼铑丝温度传感器组 221所需 的信号调理模块 230、 数据采集模块 240、 数据处理模块 250有众多现有技术如西 门子 840D数控系统及相应机床、 CN201010599119.7等可以参考， 本领域人员结 合现有技术可以快速实施， 在此不再详细描述。

[0056] 需要说明的是， 信号调理模块 230包括的温度监控热敏电阻 211信号调理子模块 数量与温度监控热敏电阻 211的数量和温度监控热敏电阻 211的特性对应， 包括 的温度保护热敏电阻 212信号调理子模块数量与温度保护热敏电阻 212的数量和 温度保护热敏电阻 212的特性对应， 包括的钼铑丝温度传感器组 221信号调理子 模块数量与钼铑丝温度传感器组 221的数量和钼铑丝温度传感器组 221的特性对 应。

[0057] 需要说明的是， 数据采集模块 240包括的温度监控热敏电阻 211数据采集子模块 数量与温度监控热敏电阻 211的数量和温度监控热敏电阻 211的特性对应， 包括 的温度保护热敏电阻 212数据采集子模块数量与温度保护热敏电阻 212的数量和 温度保护热敏电阻 212的特性对应， 包括的钼铑丝温度传感器组 221数据采集子 模块数量与钼铑丝温度传感器组 221的数量和钼铑丝温度传感器组 221的特性对 应。

[0058] 需要说明的是， 一种实施方式中， 数据处理模块 250包括的温度监控热敏电阻 2 11数据处理子模块数量与温度监控热敏电阻 211的数量和温度监控热敏电阻 211 的特性对应， 包括的温度保护热敏电阻 212数据处理子模块数量与温度保护热敏 电阻 212的数量和温度保护热敏电阻 212的特性对应， 包括的钼铑丝温度传感器 组 221数据处理子模块数量与钼铑丝温度传感器组 221的数量和钼铑丝温度传感 器组 221的特性对应。

[0059] 常规技术中， 获得数控车床各关键部位温度数据后， 一般采用停机等待高温部 分自然冷却的方式进行温度调控， 该方式下， 成本最低， 几乎不需投入。 然而 ， 该方式需要等待较长时间， 大大提高了加工时间， 降低了加工效率。

[0060] 为降低温升和热变形影响且保证加工效率， 5见有技术如 CN201010599119.7等通 常考虑直接进行热变形补偿， 从而在不影响加工效率的同时最大化降低温升 和 热变形影响。 然而， 这类技术往往需要较高的成本, 系统过于复杂， 且系统稳 定性、 可靠性往往较为有限， 实际效果不理想。

[0061] 为保证加工效率并高可靠低成本高效率的消除 温升和热变形影响， 本发明所述 温度调控模块 260包括冷气调控装置 261或 /和冷水调控装置 262。 [0062] 本发明的冷气调控装置 261或 /和冷水调控装置 262可以对待温度调控部位进行 降温， 其降温机理主要基于热力学第一定律即系统的 内能增量等于外界对它传 递的热量与外界对它所做的功之和， 即 AU=Q+W， 其中 AU为内能的改变量， Q 为外界向系统传递的能量， W为外界对系统做的功， 以及热力学第二定律即热量 可以自发地从温度高的物体传递到较冷的物体 ， 但不可能自发地从温度低的物 体传递到温度高的物体。 换言之， 冷气调控装置 261和冷水调控装置 262的降温 功能， 首先基于热力学第二定律让待调控部位的热量 传递至低温媒介即冷气调 控装置 261的低温冷气或 /和冷水调控装置 262的低温冷水实现外界对数控车床 100 传递的热量为负， 从而基于热力学第一定律使系统内能减少即温 度降低。

[0063] 基于热力学定律， 本发明的冷气调控装置 261或 /和冷水调控装置 262可以保证 加工效率， 且系统简单、 稳定性和可靠性高、 成本低， 具有易实施特点和很好 的实用价值。

[0064] 所述冷气调控装置 261可以采用小型空调机， 也可以采用冷气发生器加风扇的 空调扇装置， 还可以采用其他冷气发生装置。

[0065] 所述冷气调控装置 261靠近电主轴基座 150并向电主轴基座 150注入空气冷气从 而对电主轴电机 111降温实现对电主轴电机 111进行温度调控。

[0066] 所述电主轴基座 150包括电主轴基座本体 151、 通风滤网 152和风道 153。

[0067] 所述电主轴基座本体 151用于固定并支撑电主轴电机 111以及多爪卡盘 140。

[0068] 所述通风滤网 152用于接受冷气调控装置 261提供的冷气并防止外界灰尘杂质等 进入所述电主轴基座 150内部从而防止电主轴电机 111、 多爪卡盘 140以及相关的 轴承遭受灰尘影响。

[0069] 所述风道 153为电主轴基座本体 151内腔与电主轴电机 111之间形成的空隙， 以 及电主轴基座本体 151内腔与多爪卡盘 140孔腔间的气流通道。

[0070] 一种实施方式中， 如图 4所示， 所述冷气调控装置 261提供的冷气经通风滤网 15 2后经风道 153作用于电主轴电机 111外表面从而实现对电主轴电机 111进行降温 ， 同时， 所述冷气调控装置 261提供的冷气经风道 153穿过多爪卡盘 140进而从电 主轴基座 150流出以带走电主轴电机 111的热量。 此外， 从电主轴基座 150流出的 冷气还可均匀作用于工件、 刀尖 123及刀具系统 120, 从而对工件、 刀尖 123及刀 具系统 120进行一定程度的降温， 发挥一定的温度调控作用。

［0071］ 所述冷水调控装置 262包括冷却水箱 262-1和冷却水喷头 262-2。 所述冷却水箱 26

2-1有众多现有技术及成熟产品可供选择， 特别是很多成熟的冷却水箱 262-1产品 可以根据需要设定输出的冷却水温度。

［0072］ 一种实施方式中， 所述冷却水喷头 262-2固定安装于刀具系统 120并可随刀具系 统 120沿 X轴移动， 所述冷却水箱 262-1相对数控车床 100位置固定不变或与地面 固定连接或静止于地面， 所述冷却水箱 262-1和冷却水喷头 262-2之间采用冷却水 管连接， 低温冷水由所述冷却水箱 262-1推送出来经冷却水管到达冷却水喷头 262 -2， 并从冷却水喷头 262-2喷出。

［0073］ 所述冷却水管与钼铑丝温度传感器组 221信号线均与数控车床 100的 X轴动力线 、 数据线等共同被同一拖链固定支撑并实现运动 保护， 涉及的现有技术可以直 接采用。

［0074］ 一种实施方式中， 所述冷却水喷头 262-2正对刀尖 123加工部， 所述低温冷水经 冷却水喷头 262-2作用于刀尖 123加工部， 实现对刀尖 123加工部的降温。

［0075］ 一种实施方式中， 数控车床温度监控装置的温度调控模块原理图 如图 7所示， 该原理下， 数据处理模块 250发出温度调控指令至数控车床 PLC系统 130, PLC系 统 130根据相应指令分别控制冷气调控装置 261和冷水调控装置 262的打开与关闭 ， 冷气调控装置 261可以对电主轴电机 111进行温度调控并附带对工件进行适当 的降温， 冷水调控装置 262可以对刀具系统 120进行温度调控并附带对工件进行 适当的降温。

［0076］ 此处所述的附带对工件进行适当的降温是指冷 气经电主轴电机 111后有一部分 留至工件， 或者低温冷水经刀具系统 120部分流至工件。

［0077］ 需要说明的是， 一种实施方式中， 数据处理模块 250将数据采集模块 240获得的 温度数据实时汇总并得到实时温度一维数组［ xl,yl, _Za l,zbl, _ZC l］， 然后比较该一维 数组［xl ,y 1 ,zal ,zb 1 ,zc 1］相应位置的数值与预先设定的报警一维数� �［x2,y2,za2,zb2 ,zc2］、 断电一维数组［\3, 3 _^ ^3 _^ ^3/03］、 电主轴调控一维数组［x4,y4,za4,zb4,zc4］ 、 刀具调控一维数组［x5,y5,za5,zb5, _ZC 5］相应位置的数值。 只要实时温度一维数组 ［xl,yl,zal,zbl,zcl］相应位置的数值大于或等于� ��先设定的一维数组相应位置的数 值， 则所述温度调控模块 260、 PLC系统 130或 NC数控系统执行相应的操作。 其 中， xl表示温度监控热敏电阻 211测得的实际温度值， yl表示温度保护热敏电阻 212测得的反应温度值， zal、 zbl、 zcl分别表示针对各个刀具温度传感器 220如 钼铑丝温度传感器组 221测得的实际温度值， xi表示针对温度监控热敏电阻 211对 应测点设定的温度值， yi表示针对温度保护热敏电阻 212对应测点设定的反应温 度值， zai、 zbi、 zci分别表示针对各个刀具温度传感器 220如钼铑丝温度传感器 组 221对应测点设定的温度值， i=2,3,4,5。

［0078］ 具体地， 当实时温度一维数组［\1^1 1 1^1］的\1大于或等于报警一维数组［ x2,y2,za2,zb2,zc2］的 x2时， 或者实时温度一维数组［xl,yl,zal,zbl,zcl］ zal,zbl,zc 1中任意一值大于或等于报警一维数组［\2, 2#2 2^2］中对应的2&1 1^1的 数值即 zal^za2或 zbl^zb2或 zcl^zc2任一情形发生时， 数据处理模块 250通过 PLC 系统 130或 NC数控系统发出预警并自动记录保存出现该预� ��的时间和实际温度数 值， 此时， y2设为 0。

［0079］ 当实时温度一维数组 1^1 1 1^1］的 1大于或等于断电一维数组［\3^3 3 ,zb3,zc3］的 y3时， 或者实时温度一维数组［\1, 1/&1/151/（；1］的\1大于或等于断电 一维数组［x3,y3,za3,zb3,zc3］的x3时， 数据处理模块 250通过 PLC系统 130或 NC数 控系统对电主轴电机 111进行断电处理， 此时， za3,zb3,zc3均设为 0。 该方式下， 即使温度监控热敏电阻 211和温度保护热敏电阻 212中有一个不能正常工作， 或 者数据错误， 或者数据延迟， 系统也能及时进行断电处理， 避免特殊情形下的 电主轴电机 111受损。

［0080］ 当实时温度一维数组［\1, 1 1 1^1］的\1大于或等于电主轴调控一维数组［\4 ,y4, _z a4,zb4,zc4］的 x4时， 电主轴电机 111对应的温度调控装置 260开始工作， 温度 调控装置 260对电主轴电机 111进行温度调控， 例如， 通过上文所述的冷气调控 装置 261的冷气对电主轴电机 111进行降温。 其中， X4大于 x2且小于 x3。

［0081］ 当实时温度一维数组［\1, 1/&1/151,201］的2&1,2151/01中任意一值大于� �等于刀 具调控一维数组［ 5, 5#5 5^5］中对应的2&5 5^5的数值时， 即 zal za5或 zb hzb5或 ZC1 C5任一情形发生时， 刀具系统 120对应的温度调控装置 260开始工 作， 温度调控装置 260对刀尖 123进行温度调控， 例如， 通过上文所述的冷水调 控装置 262的冷却水喷头 262-2喷出的冷水对刀尖 123进行降温。 其中， za5,zb5,zc 5分别大于 za2,zb2,zc2。

[0082] 如图 9所示， 一种实施方式中， 信号调理模块 230、 数据采集模块 240、 数据处 理模块 250共同集成为一个软硬件总模块， 从而整体上分别从相应的温度传感器 获得温度数据， 并通过 PLC系统 130分别控制冷气调控装置 261、 冷水调控装置 26 2和电主轴驱动器 112。 此时， 温度监控热敏电阻 211的温度信号经信号调理模块 230、 数据采集模块 240、 数据处理模块 250共同集成而成的软硬件总模块得出控 制指令， 该控制指令通过 PLC系统 130控制冷气调控装置 261、 冷水调控装置 262 和电主轴驱动器 112, 进而控制冷气调控装置 261、 冷水调控装置 262和电主轴电 机 111。 具体实施过程中的控制代码、 线路连接方式、 软硬件结构， 众多现有技 术如西门子 840D数控系统及相应机床、 CN201010599119.7、 CN201611146489.9 等可以直接采用， 本领域人员结合现有技术可以快速实施， 在此不再详细描述

[0083] 实施例 2。

[0084] 与实施例 1不同的是， 本实施例的温度调控装置 260包括两个冷气调控装置 261 ， 一个冷气调控装置 261对电主轴电机 111进行温度调控， 一个冷气调控装置 261 对刀尖 123进行温度调控。 所述的对刀尖 123进行温度调控的冷气调控装置 261包 括一个正对刀尖 123的气嘴， 所述的对电主轴电机 111进行温度调控的冷气调控 装置 261包括一个正对通风滤网 152的气嘴。 所述低温冷气经所述气嘴可直接对 待调控部位进行降温。

[0085] 为节约成本， 所述的两个冷气调控装置 261共用一个冷气发生装置。

[0086] 所述的对刀尖 123进行温度调控的冷气调控装置 261还包括一个气管， 该气管与 钼铑丝温度传感器组 221信号线均与数控车床 100的 X轴动力线、 数据线等共同被 同一拖链固定支撑并实现运动保护， 涉及的现有技术可以直接采用。

[0087] 实施例 3。

[0088] 与实施例 1不同的是， 本实施例的温度调控装置 260包括两个冷水调控装置 262 ， 一个冷水调控装置 262对电主轴电机 111进行温度调控， 一个冷水调控装置 262 对刀尖 123进行温度调控。 [0089] 所述的对刀尖 123进行温度调控的冷水调控装置 262同实施例 1。

[0090] 所述的对电主轴电机 111进行温度调控的冷水调控装置 262包括若干条冷却水通 路， 各冷却水通路靠近温升较高的电主轴电机 111定子绕组并能对电主轴电机 11 1进行降温。 此时， 电主轴基座 150不需设置电主轴基座本体 151、 通风滤网 152 和风道 153等， 仅需提供冷却水通路所需的通孔或槽腔， 可以参考现有技术中多 类工业设备的外部冷却管路安装与固定结构， 在此不详细描述。

[0091] 为节约成本， 所述的两个冷水调控装置 262共用一个冷却水箱 262-1。

[0092] 实施例 4。

[0093] 与实施例 1不同的是， 如图 10所示， 本实施例的信号调理模块 230、 数据采集模 块 240、 数据处理模块 250共同集成为一个软硬件总模块， 从而整体上分别从温 度保护热敏电阻 212和 /或刀具温度传感器 220如钼铑丝温度传感器组 221获得温度 数据， 然后集成于 PLC系统 130进一步构成一整体， 再通过 PLC系统 130分别控制 冷气调控装置 261、 冷水调控装置 262。 此时， 温度保护热敏电阻 212和 /或刀具温 度传感器 220如钼铑丝温度传感器组 221的温度信号经信号调理模块 230、 数据采 集模块 240、 数据处理模块 250共同集成而成的软硬件总模块得出控制指令 ， 该 控制指令通过 PLC系统 130控制冷气调控装置 261和冷水调控装置 262, 进而控制 冷气调控装置 261和冷水调控装置 262; 而温度监控热敏电阻 211的温度信号直接 送达电主轴驱动器 112并经电主轴驱动器 112内部信号调理模块、 采集模块和数 据处理模块后得出控制指令和电主轴电机 111的实时温度数据， 该控制指令通过 电主轴驱动器 112直接控制电主轴电机 111， 此时， PLC系统 130直接从电主轴驱 动器 112获得电主轴电机 111的实时温度数据并根据这些实时温度数据发 出控制 指令控制冷气调控装置 261和冷水调控装置 262。 温度监控热敏电阻 211经电主轴 驱动器 112而由电主轴驱动器 112直接控制电主轴电机 111的具体实施方式可以参 考西门子 840D系列数控车床而具体实施， 在此不详细描述。

[0094] 以上结合具体实施例对上述方案进行了相关说 明和描述。 应理解， 上述实施例 是用于说明本发明而不限制本发明的范围。 实施例中采用的实施条件可以根据 具体厂家的条件做进一步调整， 未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

[0095] 上述实例只为说明本发明的技术构思及特点， 其目的在于让熟悉此项技术的人 能够了解本发明的内容并据以实施， 并不能以此限制本发明的保护范围。 凡根 据本发明精神实质所做的等效变换或修饰， 都应涵盖在本发明的保护范围之内

[0096] 以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了 详细说明， 应理解的是以上所述 仅为本发明的具体实施例， 并不用于限制本发明， 凡在本发明的原则范围内所 做的任何修改、 补充或类似方式替代等， 均应包含在本发明的保护范围之内。