基于热力学定律的数控车床温度监控装置的制作方法

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

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。

技术实现要素：

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。

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。

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。

一种实施方式中，所述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，以及每相绕组中温升最高的线圈的最高温升部位，均在电机封装前通过通入恒定电流一段时间后采用红外温度测量仪可直接测量并确定。

一种实施方式中，所述的温度监控热敏电阻采用kty84，所述的温度保护热敏电阻采用ptc热敏电阻。

一种实施方式中，所述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中任一预警温度范围，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中任一停转温度范围，且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；当kty84监测到的被测部位温度值位于预警温度设置范围内时，数据处理模块向plc系统或nc数控系统发出预警并由plc系统或nc数控系统自动记录保存出现该预警的时间和实际温度数值；当kty84监测到的被测部位温度值位于主轴停转温度范围内时，数据处理模块经plc系统或nc数控系统向电主轴驱动器发出指令而直接使电主轴电机停止转动并处于断电状态。

一种实施方式中，所述刀具温度传感器包括三组铂铑丝温度传感器组，各铂铑丝温度传感器组测头设置于刀尖外表面并与刀尖的加工部保持1mm以上20mm以内的间隔。

一种实施方式中，所述温度调控模块包括冷气调控装置和冷水调控装置，所述冷气调控装置和冷水调控装置通过冷气调控装置的低温冷气或冷水调控装置的低温冷水使待调控部位温度降低。

一种实施方式中，所述冷气调控装置提供的冷气经通风滤网后经风道作用于电主轴电机外表面从而实现对电主轴电机进行降温；所述冷气调控装置提供的冷气经风道穿过多爪卡盘进而从电主轴基座流出以带走电主轴电机的热量；从电主轴基座流出的冷气可作用于工件及刀具系统。

一种实施方式中，所述冷水调控装置包括冷却水箱和冷却水喷头，所述冷却水喷头固定安装于刀具系统并可随刀具系统沿x轴移动，所述冷却水喷头正对刀尖加工部，所述低温冷水经冷却水喷头作用于刀尖加工部，所述冷却水箱和冷却水喷头之间采用冷却水管连接，所述冷却水管与数控车床的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。

一种实施方式中，当电主轴温度传感器测得的实际温度值大于或等于针对电主轴温度传感器测点设定的相应温度值，温度调控装置对电主轴电机进行温度调控；当刀具温度传感器测得的实际温度值大于或等于针对刀具温度传感器测点设定的相应温度值，温度调控装置对刀尖进行温度调控。

本发明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。

附图说明

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。

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构示意图；

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构示意图；

图3为图2中刀具系统的局部放大图；

图4为本发明实施例1的电主轴基座内部结构示意图；

图5为铂铑丝温度传感器组测点位置及布置图；

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；

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理图；

图8为本发明实施例1的kty84电阻温度变化曲线；

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原理示意图；

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原理示意图。

具体实施方式

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。

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。

实施例1。

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110、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160等。

所述电主轴110包括电主轴电机111和电主轴驱动器112。

所述刀具系统120包括刀架121、刀柄122和刀尖123。

所述电主轴基座150包括电主轴基座本体151。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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111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。

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10分钟后采用红外温度测量仪可直接测量并确定温升最高部位。

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。

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。

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212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。

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10分钟后采用红外温度测量仪可直接测量并确定每相绕组温升最高的线圈及该线圈温升最高部位。

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。

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。

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。

当kty84监测到的被测部位温度值位于预警温度设置范围内时，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实际温度数值。

当kty84监测到的被测部位温度值位于主轴停转温度范围内时，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。

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)≤750ω，热态电阻(180°c)≥1710ω，反应温度180°c，其特性曲线符合dinvde0660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。

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。

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。

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12mm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、2mm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18mm以内、3mm以上17mm以内、3mm以上16mm以内、3mm以上15mm以内、3mm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、5mm以上6mm以内等间隔范围。

一种实施方式中，所述刀具温度传感器220包括铂铑丝温度传感器组221。

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包括三组铂铑丝温度传感器组221。各组铂铑丝温度传感器组221的测点位置如图5所示。

温度监控热敏电阻211、温度保护热敏电阻212、铂铑丝温度传感器组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。

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，包括的铂铑丝温度传感器组221信号调理子模块数量与铂铑丝温度传感器组221的数量和铂铑丝温度传感器组221的特性对应。

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，包括的铂铑丝温度传感器组221数据采集子模块数量与铂铑丝温度传感器组221的数量和铂铑丝温度传感器组221的特性对应。

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211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，包括的铂铑丝温度传感器组221数据处理子模块数量与铂铑丝温度传感器组221的数量和铂铑丝温度传感器组221的特性对应。

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。

为降低温升和热变形影响且保证加工效率，现有技术如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。

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。

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δu=q+w，其中δu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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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152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。

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262-1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。

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。

所述冷却水管与铂铑丝温度传感器组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。

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。

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。

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。

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[x1,y1,za1,zb1,zc1]，然后比较该一维数组[x1,y1,za1,zb1,zc1]相应位置的数值与预先设定的报警一维数组[x2,y2,za2,zb2,zc2]、断电一维数组[x3,y3,za3,zb3,zc3]、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,zc5]相应位置的数值。只要实时温度一维数组[x1,y1,za1,zb1,zc1]相应位置的数值大于或等于预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，x1表示温度监控热敏电阻211测得的实际温度值，y1表示温度保护热敏电阻212测得的反应温度值，za1、zb1、zc1分别表示针对各个刀具温度传感器220如铂铑丝温度传感器组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如铂铑丝温度传感器组221对应测点设定的温度值，i=2,3,4,5。

具体地，当实时温度一维数组[x1,y1,za1,zb1,zc1]的x1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[x1,y1,za1,zb1,zc1]的za1,zb1,zc1中任意一值大于或等于报警一维数组[x2,y2,za2,zb2,zc2]中对应的za1,zb1,zc1的数值即za1≥za2或zb1≥zb2或zc1≥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警的时间和实际温度数值，此时，y2设为0。

当实时温度一维数组[x1,y1,za1,zb1,zc1]的y1大于或等于断电一维数组[x3,y3,za3,zb3,zc3]的y3时，或者实时温度一维数组[x1,y1,za1,zb1,zc1]的x1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。

当实时温度一维数组[x1,y1,za1,zb1,zc1]的x1大于或等于电主轴调控一维数组[x4,y4,za4,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。

当实时温度一维数组[x1,y1,za1,zb1,zc1]的za1,zb1,zc1中任意一值大于或等于刀具调控一维数组[x5,y5,za5,zb5,zc5]中对应的za5,zb5,zc5的数值时，即za1≥za5或zb1≥zb5或zc1≥zc5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,zc5分别大于za2,zb2,zc2。

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262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。

实施例2。

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。

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。

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，该气管与铂铑丝温度传感器组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。

实施例3。

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。

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。

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111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。

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。

实施例4。

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如铂铑丝温度传感器组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如铂铑丝温度传感器组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。

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。

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。

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。