[发明专利]一种超精密机床环境温度控制系统

说明书

技术领域

本发明属于环境温度控制技术，涉及一种超精密机床的环境温度控制系统。

背景技术

在机械加工过程中，由于热胀冷缩的原因，环境温度的变化会引起加工工件的变形，导致工件外形尺寸精度发生变化。同时环境温度变化，也会导致加工机床本身产生热变形，尤其对于加工精度要求极高的超精密加工，任何微小的机床或工件的热变形都将会导致所加工的零件超差，因此必须对超精密机床环境温度进行精确控制。

以往超精密机床环境温度控制多采取在需要进行温控的环境中布置单一温度传感器，单点实时检测采集现场温度信号，以此作为外围温控系统反馈控制信号，通过温度后馈补偿来对机床所处环境进行精密温度控制。由于这一控制方法采用的温度信息静态单一，无法全面准确地反映机床周围环境温度场的时间、空间等动态信息，以此反馈信息作为空调控制输入信号，是一种被动、后馈、局域、静态的控制方式，无法实现对超精密机床环境的精准预见性温度控制。作为过量控制又会造成过高的能耗；机床工作的过程一般经历跑合热机、正常工作、停机结束的阶段，目前的温控系统无法根据机床工作的不同状态进行精密控制。

发明内容

本发明的目的是：提出一种超精密机床的环境温度控制系统，以便全面准确地反映机床周围环境温度场的时间、空间等动态信息；实现主动、前馈、综合、动态温度精确控制；根据机床工作的不同状态进行精密控制；减小温控系统精度波动和能源浪费。

本发明的技术方案是：一种超精密机床环境温度控制系统，包括操作间1、控制台9、恒温恒湿空调装置10、进气管路11和回气管路12；控制台9控制恒温恒湿空调装置10的工作状态，恒温恒湿空调装置10的出气口与进气管路11的进气端口连通，进气管路11的出气端口与操作间1顶部的操作间进气口连通，回气管路12的第2端口与恒温恒湿空调装置10的回气口连通；其特征在于：在操作间1有一个超净间2，超净间2的超净间地板6与操作间1的地板之间、超净间2的墙壁与操作间1的墙壁留有气路通道5，超净间2的超净间地板6和超净间天花板3上带有均匀分布的通气孔，超净间天花板3与操作间1的天花板之间是管道安装间，操作间进气口与管道安装间连通，管道安装间的墙壁上有均匀分布的管道安装间通气孔，该管道安装间通气孔与气路通道5连通；回气管路12的第1端口与管道安装间所邻接的气路通道5连通；超精密机床13安装在超净间地板6上，在超净间天花板3上分布有垂直悬吊的4根～20根电缆7，在每根电缆上设置有高低两个温度传感器8，位置较高的温度传感器8的高度高于超精密机床13的最大高度，位置较低的温度传感器8不高于超精密机床13主轴的高度，电缆7围绕超精密机床13均布，温度传感器8的信号输出端通过导线与控制台9的温度传感器信号输入端连接。

本发明的优点是：提出了一种超精密机床的环境温度控制系统，能全面准确地反映机床周围环境温度场的时间、空间等动态信息；实现了主动、前馈、综合、动态温度精确控制；能够根据机床工作的不同状态进行精密控制；减小了温控系统精度波动和能源浪费。

附图说明

图1是本发明的结构原理示意图。

具体实施方式

下面对本发明做进一步详细说明。参见图1，一种超精密机床环境温度控制系统，包括操作间1、控制台9、恒温恒湿空调装置10、进气管路11和回气管路12；控制台9控制恒温恒湿空调装置10的工作状态，恒温恒湿空调装置10的出气口与进气管路11的进气端口连通，进气管路11的出气端口与操作间1顶部的操作间进气口连通，回气管路12的第2端口与恒温恒湿空调装置10的回气口连通；其特征在于：在操作间1有一个超净间2，超净间2的超净间地板6与操作间1的地板之间、超净间2的墙壁与操作间1的墙壁留有气路通道5，超净间2的超净间地板6和超净间天花板3上带有均匀分布的通气孔，超净间天花板3与操作间1的天花板之间是管道安装间，操作间进气口与管道安装间连通，管道安装间的墙壁上有均匀分布的管道安装间通气孔，该管道安装间通气孔与气路通道5连通；回气管路12的第1端口与管道安装间所邻接的气路通道5连通；超精密机床13安装在超净间地板6上，在超净间天花板3上分布有垂直悬吊的4根～20根电缆7，在每根电缆上设置有高低两个温度传感器8，位置较高的温度传感器8的高度高于超精密机床13的最大高度，位置较低的温度传感器8不高于超精密机床13主轴的高度，电缆7围绕超精密机床13均布，温度传感器8的信号输出端通过导线与控制台9的温度传感器信号输入端连接。