一种基于PLC自动控制冷却液温度的机床冷却系统的制作方法

本实用新型涉及冷却系统技术领域，具体讲是一种基于PLC自动控制冷却液温度的机床冷却系统。

背景技术：

机床在工作过程中，机床切削刀具在金属切削过程中，通过切削液不仅能带走大量切削热，降低切削区温度，而且由于它的润滑作用，还能减少摩擦，从而降低切削力和切削热。因此，切削液能提高加工表面质量，保证加工精度，降低动力消耗，提高刀具耐用度和生产效率；不仅如此，机床电机在运行过程中，也需要对其进行降温，防止电机过热。

经过检索发现，专利号CN207642798U的实用新型公开了一种数控机床冷却系统，数控机床包括底座、立柱和电机支架，立柱固定在底座上，电机支架固定于立柱的一侧，电机支架上还设有透明结构的外壳，数控机床的电机安装于电机支架上，并位于外壳内，冷却系统包括室外机及室内机，室外机固定于立柱的另一侧，室内机设于外壳内并对外壳内的空间进行冷却。

专利号CN207473448U得实用新型公开了一种基于PLC控制的降温装置，包括PLC控制器，PLC控制器电连接有参数设定模块，参数设定模块电连接有数据采集模块，数据采集模块分别电连接有温度检测模块、湿度检测模块和光照检测模块，PLC控制器上安装有控制面板，控制面板上分别安装有操作按钮和信号灯，且操作按钮和信号灯均与PLC控制器电连接，PLC控制器电连接有行程开关，PLC控制器电连接故障警报单元，PLC控制器电连接有执行机构，行程开关、障警报单元和执行机构均与被控单元电连接。

然而，经过分析发现，现有的机床冷却系统无法自动控制其温度，无法自动控制冷却液的温度，导致降温和冷却的效率过低影响工件质量，而且无法对机床其他位置进行降温，同时造成能源浪费。

技术实现要素：

因此，为了解决上述不足，本实用新型在此提供一种基于PLC自动控制冷却液温度的机床冷却系统，能够分别对机床电机箱及加工件进行降温，构成冷却系统，同时能够实现自动控制冷却液的温度，防止影响工件质量，且有利于节约电能及缩减人工成本。

本实用新型是这样实现的，构造一种基于PLC自动控制冷却液温度的机床冷却系统，包括PLC控制器、安装板、冷风仓、散热仓和冷却液管，PLC控制器固定连接于安装板一侧，散热仓固定连接于于安装板对侧，散热仓的一侧设有冷风仓，且散热仓与冷风仓之间设有隔热墙，且冷风仓固定连接于隔热墙上，冷风仓一侧设有出风口；隔热墙的中心位置安装有制冷组件；PLC控制器的底部设有阀控组件，阀控组件包括电磁阀和温度传感器，且电磁阀安装于冷却液管内部，并与设置于冷却液管一侧的出口管相接触，出口管一端连通有冷凝仓，冷凝仓中设有冷凝管，且冷凝管连接有压缩机，温度传感器安装于冷凝仓上；电磁阀和压缩机并联后与PLC控制器连接，PLC控制器还分别耦接有温度传感器和制冷片的控制线路。

进一步的，制冷组件由制冷片、铜框、风扇和卡块构成，制冷片的中心位置贯穿卡合固定于隔热墙中，制冷片的放热端置于散热仓中，并通过卡块与隔热墙连接，制冷片的制冷端置于冷风仓中，且铜框设置于该制冷端的侧面，铜框的上下底面安装有对称的风扇，通过设置的制冷片具体为热电半导体制冷体，其分为两面，一面吸热，一面散热，该半导体由N型半导体和P型半导体组成，N型材料有多余的电子，有负温差电势，P型材料电子不足，有正温差电势；当电子从P型穿过结点至N型时，结点的温度降低，其能量必然增加，而且增加的能量相当于结点所消耗的能量，相反，当电子从N型流至P型材料时，结点的温度就会升高，制冷片的设置相比原有制冷方法无需冷凝剂，同时该制冷片可以按照数量进行安装，提高制冷效果，随后制冷片制冷过程中，通过风扇增加冷风流动，通过定位板与机床进行安装，将冷风从出风口中鼓入机床电机中，为电机进行辅助散热，减轻电机工作负担。

进一步的，冷风仓的边缘位置设有定位板，通过设置的定位板便于将装置于机床的电机箱对接，也可以通过连接管道至电机箱中。

进一步的，散热仓的顶部和底部分别开设有散热孔，通过设置的散热孔便于将制冷片发热端的热量进行散热，大大提高了制冷效率，同时通过PLC控制器内部的时间继电器可对制冷片进行定时开启，同时风扇与外部电源电性连接，便于控制冷风，同时能够节约电能。

进一步的，出口管中安装有单向阀，通过设置的单向阀用于防止冷却液回流，当温度传感器接收到机床车间中的温度时，将电信号反映至PLC控制器中，随后压缩机启动通过制冷剂的低压蒸汽被压缩机吸入并压缩为高压蒸汽后排至冷凝管，达到降低温度的目的，冷凝管表面还包裹有防护玻璃管，防止冷凝管直接与冷凝液接触，冷凝仓的空间较小，制冷效率更加，同时冷凝仓中冷凝液由冷却液管进行补充，电磁阀后将冷却液通过出口管对冷凝仓进行补给，能够快速使冷凝液进行冷却，实现自动控制冷却液温度的目的，快速将工件降温。

本实用新型通过改进在此提供一种基于PLC自动控制冷却液温度的机床冷却系统，能够分别对机床电机箱及加工件进行降温，构成冷却系统；能够实现自动控制冷却液的温度，防止影响工件质量，有利于节约电能及缩减人工成本。具体优点体现为：

优点1：制冷组件由制冷片、铜框、风扇和卡块构成，制冷片的中心位置贯穿卡合固定于隔热墙中，制冷片的放热端置于散热仓中，并通过卡块与隔热墙连接，制冷片的制冷端置于冷风仓中，且铜框设置于该制冷端的侧面，铜框的上下底面安装有对称的风扇，通过设置的制冷片具体为热电半导体制冷体，其分为两面，一面吸热，一面散热，该半导体由N型半导体和P型半导体组成，N型材料有多余的电子，有负温差电势，P型材料电子不足，有正温差电势；当电子从P型穿过结点至N型时，结点的温度降低，其能量必然增加，而且增加的能量相当于结点所消耗的能量，相反，当电子从N型流至P型材料时，结点的温度就会升高，制冷片的设置相比原有制冷方法无需冷凝剂，同时该制冷片可以按照数量进行安装，提高制冷效果，随后将制冷片制冷过程中，通过风扇增加冷风流动，通过定位板与机床进行安装，将冷风从出风口中鼓入机床电机中，为电机进行辅助散热，减轻电机工作负担。

优点2：冷风仓的边缘位置设有定位板，通过设置的定位板便于将装置于机床的电机箱对接，也可以通过连接管道至电机箱中；散热仓的顶部和底部分别开设有散热孔，通过设置的散热孔便于将制冷片发热端的热量进行散热，大大提高了制冷效率，同时通过PLC控制器内部的时间继电器可对制冷片进行定时开启，同时风扇与外部电源电性连接，便于控制冷风，同时能够节约电能。

优点3：出口管中安装有单向阀，通过设置的单向阀用于防止冷却液回流，当温度传感器接收到机床车间中的温度时，将电信号反映至PLC控制器中，随后压缩机启动通过制冷剂的低压蒸汽被压缩机吸入并压缩为高压蒸汽后排至冷凝管，达到降低温度的目的，冷凝管表面还包裹有防护玻璃管，防止冷凝管直接与冷凝液接触，冷凝仓的空间较小，制冷效率更加，同时冷凝仓中冷凝液由冷却液管进行补充，电磁阀后将冷却液通过出口管对冷凝仓进行补给，能够快速使冷凝液进行冷却，实现自动控制冷却液温度的目的，快速将工件降温。

附图说明

图1是本实用新型基于PLC自动控制冷却液温度的机床冷却系统结构示意图；

图2是本实用新型的制冷组件结构示意图；

图3是本实用新型的阀控组件结构示意图；

图4是本实用新型的PLC控制器模块图示意图。

图中所示序号：PLC控制器1、安装板2、制冷组件3、制冷片301、隔热墙302、铜框303、风扇304、卡块305、冷风仓4、定位板401、出风口402、散热仓5、散热孔501、阀控组件6、冷却液管7、电磁阀8、压缩机9、冷凝仓10、冷凝管11、出口管12、温度传感器13和单向阀14。

具体实施方式

下面将结合附图1-图4对本实用新型进行详细说明，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围；此外，术语“第一”、“第二”、“第三”“上、下、左、右”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。同时，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电性连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型通过改进在此提供一种基于PLC自动控制冷却液温度的机床冷却系统，如图1-图4所示，可以按照如下方式予以实施；包括PLC控制器1、安装板2、冷风仓4、散热仓5和冷却液管7，PLC控制器1螺栓固定连接于安装板2一侧，散热仓5螺栓固定连接于于安装板2对侧。散热仓5的一侧设有冷风仓4，冷风仓4一侧设有出风口402；散热仓5与冷风仓4之间设有隔热墙302，且冷风仓4固定连接于隔热墙302上，隔热墙302的中心位置安装有制冷组件3。

PLC控制器1的底部设有阀控组件6，阀控组件6包括电磁阀8和温度传感器13，且电磁阀8安装于冷却液管7内部，并与设置于冷却液管7一侧的出口管12相接触，出口管12一端连通有冷凝仓10，冷凝仓10中设有冷凝管11，且冷凝管11连接有压缩机9，温度传感器13安装于冷凝仓10上。电磁阀8和压缩机9并联后与PLC控制器1连接，PLC控制器1还分别耦接有温度传感器13和制冷片301的控制线路。

作为现有技术的，PLC控制器1内部设有PLC芯片，PLC芯片的型号为西门子S7-1200。温度传感器13的型号为DS18B21，电磁阀8型号为0927200。

例如专利号CN207473448U的专利所公开的现有技术，PLC芯片电连接有参数设定模块，参数设定模块电连接有数据采集模块，数据采集模块电连接有温度传感器13。PLC芯片与外部PLC控制装置（电脑、控制台等）通过控制线对接，PLC控制装置可以通过参数设定模块对PLC芯片的参数进行设定，例如温度预设的最高值和最低值。PLC芯片电连接有执行机构，执行机构电连接有制冷组件3、电磁阀8、压缩机9，PLC芯片还分别电连接有供电模块和存储模块，供电模块连接于外部电源，存储模块用于存储指令信息。

本实用新型中，制冷组件3由制冷片301、铜框303、风扇304和卡块305构成，制冷片301的中心位置贯穿卡合固定于隔热墙302中，制冷片301的放热端置于散热仓5中，并通过卡块305与隔热墙302连接，制冷片301的制冷端置于冷风仓4中，且铜框303设置于该制冷端的侧面，铜框303的上下底面安装有对称的风扇304，通过设置的制冷片301具体为热电半导体制冷体，其分为两面，一面吸热、一面散热。

该热电半导体制冷体由N型半导体和P型半导体组成，N型材料有多余的电子，有负温差电势，P型材料电子不足，有正温差电势；当电子从P型穿过结点至N型时，结点的温度降低，其能量必然增加，而且增加的能量相当于结点所消耗的能量，相反，当电子从N型流至P型材料时，结点的温度就会升高。

制冷片301的设置相比原有制冷方法的区别在于无需冷凝剂，同时该制冷片301可以按照数量进行安装，提高制冷效果，随后将制冷片301制冷过程中，通过风扇304增加冷风流动，通过定位板401与机床进行安装，将冷风从出风口402中鼓入机床电机中，为电机进行辅助散热，减轻电机工作负担；冷风仓4的边缘位置设有定位板401，通过设置的定位板401便于将装置与机床的电机箱对接，也可以通过连接管道至电机箱中。

散热仓5的顶部和底部分别开设有散热孔501，通过设置的散热孔501便于将制冷片301发热端的热量进行散热，大大提高了制冷效率，同时通过PLC控制器1内部的时间继电器可对制冷片301进行定时开启，同时风扇304与外部电源电性连接，便于控制冷风，同时能够节约电能。出口管12中安装有单向阀14，通过设置的单向阀14用于防止冷却液回流，当温度传感器13接收到机床车间中的温度时，将电信号反映至PLC控制器1中，随后压缩机9启动通过制冷剂的低压蒸汽被压缩机9吸入并压缩为高压蒸汽后排至冷凝管11，达到降低温度的目的，冷凝管11表面还包裹有防护玻璃管，防止冷凝管11直接与冷凝液接触，冷凝仓10的空间较小，制冷效率更加，同时冷凝仓10中冷凝液由冷却液管7进行补充，电磁阀8后将冷却液通过出口管12对冷凝仓10进行补给，能够快速使冷凝液进行冷却，实现自动控制冷却液温度的目的，快速将工件降温。

该种基于PLC自动控制冷却液温度的机床冷却系统的工作原理：

首先，将PLC控制器1通过设置的定位板401与机床的电机箱对接，将PLC控制器1的PLC芯片通过控制线与外部PLC控制装置（电脑、控制台等）对接，供电模块连接于外部电源，通过PLC控制装置对PLC芯片的参数设定模块进行参数设定，设定温度预设的最高值和最低值。

其次，制冷片301制冷过程中，温度传感器13实时监测回流冷却液的温度，并将温度以电信号的形式输送至数据采集模块，数据采集模块将电信号输送至参数设定模块，参数设定模块将电信号转化成温度参数，并与温度预设的最高值和最低值相比较。比较后生产的反馈电信号输送至PLC芯片，PLC芯片根据反馈电信号对执行机构进行相对应的控制。

若是监测的回流冷却液的温度高于温度预设的最高值，则说明冷却液冷却不充分，需要加大冷却液的冷却力，此时，PLC芯片将启动信号发送至压缩机9，随后压缩机9启动通过制冷剂的低压蒸汽被压缩机9吸入并压缩为高压蒸汽后排至冷凝管11，达到降低温度的目的。同时，PLC芯片将启动信号发送至电磁阀8，将冷却液通过出口管12对冷凝仓10中进行补给，冷凝仓10中冷却液通过管路导出后，对工件进行降温。同时，PLC芯片将启动信号发送至风扇304，通过风扇304增加冷风流动，达到降低温度的目的。

若是监测的回流冷却液的温度低于温度预设的最低值，则说明冷却液冷却过充分，需要降低冷却液的冷却力，此时，PLC芯片将关闭信号发送至电磁阀8，关闭补给，不再对工件进行降温。同时，PLC芯片将关闭信号发送至风扇304，风扇304停止工作，减少冷风流动。经过上述两个步骤回流冷却液的温度即可开始回升。

综上；本实用新型基于PLC自动控制冷却液温度的机床冷却系统，与现有基于PLC自动控制冷却液温度的机床冷却系统相比，能够分别对机床电机箱及加工件进行降温，构成冷却系统，同时能够实现自动控制冷却液的温度，使被控冷却液参数保持在设定值，防止影响工件质量，且有利于节约电能及缩减人工成本。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。