加工机的加工主轴热变形校准装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种可准确获得旋转轴于轴向的热伸长变形量，并由控制器对进给轴的进给量进行校正补偿，进而达到有效提升加工机加工精度的加工主轴热变形校准装置。
【背景技术】
[0002]—般的加工机主要于加工主轴上装设加工刀具，从而对工作台上的加工件进行加工作业，依据不同的加工机型式，其加工的进给轴可以为加工主轴或工作台。虽然目前大部分的加工机采用计算机进行数值控制，可大幅提升其机械性能及加工精度，然而，在高速的精密切削过程中，加工主轴常会因高速旋转及高速切削造成轴向及径向的热变形，就该轴向的热变形而言，其轴向的热变形所产生的热伸长变形量将会改变原先设定的加工刀具与加工件之间的距离，进而造成进给轴的进给量误差，而该进给量误差对于高精度要求的精密机械加工而言，将会严重影响到加工机对加工件的加工精度。为了获得该加工主轴轴向的热伸长变形量，需要对进给轴的进给量进行校正补偿，目前有本领域技术人员通过位移计测量加工主轴轴向的热伸长变形量，但是，该位移计的配置成本过高，因此至今仍未能广泛应用；另有本领域技术人员于加工主轴上装设有温度传感器，以测量加工主轴的温度变化，再根据膨胀系数计算出加工主轴轴向的热伸长变形量，然而，由于加工主轴的热变形包括轴向变形及径向变形，因此仅根据温度变化计算的方式得到轴向热伸长变形量的数据并不客观，因此实质上并无法有效提升加工机的加工精度。
[0003]有鉴于此，本案发明人遂以其多年从事相关行业的研发与制作经验，针对目前所面临的问题深入研究，经过长期努力的研究与试作，终究研创出一种不仅可有效降低设备成本，且可准确获得旋转轴轴向的热伸长变形量，以对进给轴的进给量进行校正补偿，进而有效提升加工机加工精度的加工机的加工主轴热变形校准装置，以改善现有技术的缺点，此即为本实用新型的设计宗旨。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的之一在于提供一种加工机的加工主轴热变形校准装置，其于加工主轴的旋转轴上装设有反射部件，于轴座上对应该反射部件的位置设有光学测头，从而可测得该旋转轴上的反射部件的位置值，该光学测头将该反射部件的位置值传输至一处理器，该处理器即可计算出该反射部件的位置变化量，从而准确获得该旋转轴于轴向的热伸长变形量，再由加工机中的控制器依据该旋转轴的热伸长变形量对进给轴的进给量进行校正补偿，进而达到有效提升加工机的加工精度的目的。
[0005]本实用新型的目的之二在于提供一种加工机的加工主轴热变形校准装置，其中，该光学测头主要包括光发射器及光接收器，光发射器的光束可经由旋转轴上的反射部件反射至光接收器，从而可测得该旋转轴上的反射部件的位置值，该光学测头进一步将该反射部件的位置值传输至一处理器，该处理器即可计算出该反射部件的位置变化量，进而利用光学测头及处理器准确获得该旋转轴于轴向的热伸长变形量，达到有效降低设备成本的目的。
[0006]为了达到上述目的，本实用新型提供了一种加工机的加工主轴热变形校准装置，包括一反射部件、一光学测头、一处理器和一控制器，其中:
[0007]该反射部件装设于该加工主轴的旋转轴上，与该旋转轴同动旋转；
[0008]该光学测头装设于该加工主轴的轴座上，并使该光学测头对应于该反射部件的位置，该光学测头内设有光发射器及光接收器，该光发射器所发射的光束经由该反射部件反射至该光接收器，从而测得该反射部件的位置值；
[0009]该处理器连接于该光学测头，用于对该光学测头测得的该反射部件的位置值进行计算，从而计算出该反射部件的位置变化量；
[0010]该控制器用于控制加工机的进给轴的进给量，该控制器连接于该处理器，该控制器用于依据该处理器传输的该反射部的位置变化量对该进给轴的进给量进行校正补偿。
[0011]在本实用新型的一实施例中，该反射部件装设于该旋转轴上的隔环，该隔环的下表面经过平面抛光，从而呈现可反射光束的镜面型态。
[0012]在本实用新型的一实施例中，该光学测头中的光发射器所发射的光束为激光束或红外线光束。
[0013]在本实用新型的一实施例中，该处理器内具有运算单元，该运算单元用于对该光学测头传输的该反射部件的位置值进行计算，并计算出该反射部件的位置变化量。
[0014]在本实用新型的一实施例中，该反射部件的位置变化量为该旋转轴于轴向的热伸长变形量。
[0015]在本实用新型的一实施例中，该加工机的进给轴为加工主轴，该控制器用于对该加工主轴的进给量进行校正补偿。
[0016]在本实用新型的一实施例中，该加工机的进给轴为工作台，该控制器用于对该工作台的进给量进行校正补偿。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型中的加工主轴的局部剖面示意图；
[0018]图2为图1的局部放大示意图；
[0019]图3为本实用新型的控制示意图。
[0020]附图标记说明:10-轴座；11_轴承；13_弹性件；14_拉刀杆；15_夹爪；16_加工刀具；17_反射部件；20_光学测头；201_光发射器；202_光接收器；21_处理器；30_控制器。
【具体实施方式】
[0021]如图1、图2、图3所示，本实用新型中的加工主轴于外部设有固定不转动的轴座10，于该轴座10内则以多组轴承11架置旋转轴12，使得该旋转轴12可由旋转驱动源带动于轴座10内转动，该旋转轴12的内部迭设有提供拉刀所需力量的弹性件13以及于中心位置穿设有同动旋转的拉刀杆14，该拉刀杆14下端链接一可弹性开合的夹爪15，通过该夹爪15对加工刀具16进行拉刀或松刀，由于该部分并非为本实用新型的重点，且为现有技术，因此不予赘述。本实用新型主要于该旋转轴12上装设有反射部件17，从而使该反射部件17与旋转轴12同动旋转，于本实施例中，该