用于機床的冷卻劑系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種用于機床的冷卻劑系統(tǒng)，包括：用于冷卻劑的泵(12)；至少一臺消耗設備(10)；壓力傳感器(24)，所述壓力傳感器用于檢測所述冷卻劑系統(tǒng)的實際壓力(Pi)；反饋控制裝置(22)，所述反饋控制裝置作用于所述泵(12)上，用于將所述冷卻劑系統(tǒng)的所述壓力調(diào)節(jié)到目標壓力(Ps)；以及限制閥(26)，所述限制閥用于限制供應到所述消耗設備的所述冷卻劑的所述壓力，其特征在于，所述限制閥(26)的開啟壓力(Plim)是可變的，并且所述反饋控制裝置(22)適用于根據(jù)所述目標壓力(Ps)調(diào)節(jié)所述開啟壓力，因此所述開啟壓力總是以一定值大于所述目標壓力。
【專利說明】用于機床的冷卻劑系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及用于機床的冷卻劑系統(tǒng)，所述冷卻劑系統(tǒng)包括:用于冷卻劑的泵；至少一臺消耗設備；壓力傳感器，所述壓力傳感器用于檢測冷卻劑系統(tǒng)的實際壓力；反饋控制裝置，所述反饋控制裝置作用于泵上，用于將冷卻劑系統(tǒng)的壓力調(diào)節(jié)到目標壓力；以及限制閥，所述限制閥用于限制供應到消耗設備的冷卻劑的壓力。
【背景技術】
[0002]在機床中，通常在一個處理循環(huán)中使用多個不同的工具。每個工具都需要通過供應液體冷卻劑來冷卻，只要該工具正在使用。由于不同工具對冷卻劑的需求不同，因此，這些工具的制造商會針對每個工具指定冷卻劑系統(tǒng)所必須提供的特定目標壓力。
[0003]在上述類型的冷卻劑系統(tǒng)中，系統(tǒng)中的壓力由傳感器進行檢測，并且對泵進行調(diào)節(jié)以保持指定的目標壓力。限制閥僅用作安全閥并且具有固定的開啟壓力，該開啟壓力顯著地大于最高的可能目標壓力。在這個系統(tǒng)中，泵僅能相對較慢地對壓力需求的變化做出反應，因此，在特定情況下，特別是在由于，例如，其中一臺消耗設備已被關閉而導致對冷卻劑的需求急劇減少的情況下，可能發(fā)生不需要的壓力沖擊，但這些壓力沖擊保持低于安全閥的開啟壓力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目標在于提供一種具有較少泵送損失并且仍然能夠快速適應需求變化的冷卻劑系統(tǒng)。
[0005]為了實現(xiàn)這一目標，根據(jù)本發(fā)明，限制閥的開啟壓力是可變的，并且反饋控制裝置適用于根據(jù)目標壓力調(diào)節(jié)開啟壓力，從而使開啟壓力總是以一定值大于目標壓力。
[0006]因此，根據(jù)本發(fā)明，限制閥不僅用作單純的安全閥，而且當對冷卻劑的需求減少時，還具有抑制不需要的壓力波動的功能。在這種情況下，為了抑制壓力波動，可接受的是，通過限制閥排出一定量的冷卻劑，因此泵送損失會略微增加。然而，由于限制閥開啟的階段僅非常的短并且只是偶爾地發(fā)生，因此泵送損失的增加可以忽略不計。
[0007]為了盡可能地抑制壓力波動，所期望的是，限制閥的開啟壓力僅略微高于目標壓力。然而，如果壓力差太小，則可能發(fā)生的是，壓力閥將更加頻繁地開啟，這樣泵送損失可能僅僅因為控制器的正常控制波動而增加。由于這個原因，實際上，開啟壓力與目標壓力之間的差距應適合于由泵、壓力傳感器和控制器形成的控制回路的控制波動。
[0008]從屬權利要求中指明了本發(fā)明的可選的有用特征。
[0009]在一項實施例中，反饋控制裝置可經(jīng)配置以保持開啟壓力與目標壓力之間的差距恒定。在另一項實施例中，這種差距可與目標壓力成比例變化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]現(xiàn)在將結合附圖更加詳細地描述實施例的實例，其中:[0011]圖1示出機床的冷卻劑系統(tǒng)的電路圖；以及
[0012]圖2是說明冷卻劑系統(tǒng)的功能的時序圖。
【具體實施方式】
[0013]附圖中所示的冷卻劑系統(tǒng)包括三臺消耗設備10，所述三臺消耗設備都由泵12供應液體冷卻劑。泵12的排出管路14分支到三臺消耗設備10，因此這三臺消耗設備都由相同的泵12供應冷卻劑。
[0014]每臺消耗設備10都由用于機床的特定工具的冷卻布置構成。這些工具的尺寸和構造都不同，并且因此對冷卻劑的需求也不同。機床的控制單元16控制消耗設備10，以便用于給定工具的冷卻布置在使用此工具時被激活(例如，通過開啟未在此處圖示的閥)。當機床配置成同時使用多個工具時，可以將多臺消耗設備同時激活。
[0015]泵12由電動機18驅(qū)動，該電動機的轉(zhuǎn)速由變頻器20控制。變頻器20的頻率由反饋控制裝置22確定，所述反饋控制裝置22從壓力傳感器24接收指示排出管路中的實際壓力Pi的信號，并且從控制單元16中接收指示取決于消耗設備的電流活動的目標壓力Ps的信號。
[0016]此外，反饋控制裝置22控制壓力限制閥26，以將排出管路14中的壓力限定于取決于目標壓力的值。為此，限制閥26從反饋控制裝置22接收指示限制閥的開啟壓力Plim的信號。
[0017]收集由運行的消耗設備輸送到工具的冷卻劑，并且如附圖中的再循環(huán)管路28所示，將這些冷卻劑再循環(huán)到貯槽30，冷卻劑可以經(jīng)由吸入管路32從貯槽30再次被泵12吸入。
[0018]分支管路34從泵的排出管路14通向限制閥26的壓力室36。壓力室36由活塞38界定，并且因此具有可變值。根據(jù)活塞38的位置，限制閥26的排氣口 40保持閉合或在較小或較大程度上開啟。致動器42，例如，電動啟動致動器，沿閉合方向(附圖中為向右)利用反饋控制裝置22所確定的一定閉合力偏置活塞38。當壓力室36中的壓力超過開啟壓力Plim時，冷卻劑施加于活塞38之上的力克服致動器42的閉合力，以使活塞向左移動并打開排氣口 40，并且因此，由泵12輸送的冷卻劑的一部分經(jīng)排氣口 40和旁通管路44返回到貯槽30。這樣，就限制了壓力室36和排出管路14中的壓力。
[0019]反饋控制裝置22控制電動機18的轉(zhuǎn)速，并且因此控制泵12的位移，從而保持排出管路14中的壓力接近目標壓力Ps，所述目標壓力Ps總是比限制閥的開啟壓力Plim小一些。隨后，泵的位移剛好足夠向正在運行的消耗設備10提供特定的目標壓力。
[0020]在工具變換的情況下，控制單元16發(fā)布命令以使之前一直運行的消耗設備10停止運行，并且改為使屬于新工具的消耗設備運行。如有必要，控制裝置16將同時增大或減小目標壓力Ps。在這種情況下，反饋控制裝置22命令致動器42來相應地調(diào)節(jié)開口壓力Plim。
[0021]當新的目標壓力小于先前的目標壓力時，反饋控制裝置22使得電動機18的轉(zhuǎn)速減小。由于泵12的位移因此而減小，壓力室36中的壓力也減小。然而這并不會引起活塞38向右移動，因為，開啟壓力減小并且因此閉合力也會同時減小。這樣，實際壓力將會快速減小到新的目標壓力。根據(jù)具體情況，閉合力甚至可能減小到一定程度，使得活塞38向左移動，并且預先開啟排氣口 40并加速壓力的減少。[0022]當工具變換意味著使用需要較高目標壓力的工具時，反饋控制裝置22命令致動器42來增大開啟壓力和閉合力。因此，向右移動活塞38，并且減小壓力室36的體積。這樣，如果壓力室36有足夠大的尺寸，那么即使在泵的位移還未達到所需值的過渡階段，也會實現(xiàn)向消耗設備10供應足夠量的冷卻劑。
[0023]在經(jīng)修改的實施例中，控制單元16可發(fā)布命令來開關消耗設備10并且以一定延時來改變目標壓力，因此，例如，致使反饋控制裝置22 “期待”泵12的位移的變化。
[0024]圖2是圖示了冷卻劑系統(tǒng)的功能的時序圖。
[0025]圖2中的曲線46表示消耗設備10的冷卻劑需求Q的時間變化,這種變化的原因是:在時間tl、t2和t3處，存在從一臺消耗設備到另一臺消耗設備的轉(zhuǎn)換，或者消耗設備被開啟或關閉了。圖2較低部分的較細實線指示了由控制單元16確定的目標壓力Ps的時間依賴性。在時間11處，目標壓力增大。在時間t2和t3處，目標壓力保持恒定,但是冷卻劑需求Q分別因消耗設備的開啟和關閉而變化。繪制為虛線的曲線指示了開啟壓力Plim的相應變化。在此處所示的實例中，目標壓力Ps與開啟壓力Plim之間的差距總是恒定的，與目標壓力的絕對高度無關。在經(jīng)修改的實施例中，這種差距還可以與目標壓力Ps的絕對高度成比例?？扇芜x地，該差距也可以是目標壓力的更為復雜的函數(shù)。
[0026]在圖2中以粗線繪制的曲線指示了實際壓力Pi的時間依賴性?？梢钥闯?，由于系統(tǒng)的控制特性，實際壓力Pi總是在相應目標壓力Ps周圍稍微振蕩。然而，已經(jīng)選定Plim與Ps之間的差距，因此，在這些波動過程中并未達到開啟壓力plim。
[0027]在時間tl處，實際壓力Pi根據(jù)目標壓力Ps的增大而增大。在時間t2處，因為另一臺消耗設備的開啟，使得實際壓力臨時下降。然而，這種下降可由泵的轉(zhuǎn)速的相應增加立即抵消。
[0028]在時間t3處，因為當目標壓力Ps保持恒定時消耗設備已經(jīng)被關閉了，所以對冷卻劑的需求急劇下降。因為電動機18的轉(zhuǎn)速無法足夠快速地減小，因此，在這種情況下，開啟壓力Plim在短時間間隔內(nèi)被超過，以使壓力限制閥26開啟。這樣，壓力沖擊便受限于開啟壓力Plim。隨著泵的轉(zhuǎn)速進一步減小，實際壓力減小，因此限制閥再次閉合，并且壓力再次調(diào)整以在目標壓力Ps周圍振蕩。
【權利要求】
1.一種用于機床的冷卻劑系統(tǒng)，包括:用于冷卻劑的泵(12);至少一臺消耗設備(10)；壓力傳感器(24)，所述壓力傳感器用于檢測所述冷卻劑系統(tǒng)的實際壓力(Pi);反饋控制裝置(22)，所述反饋控制裝置作用于所述泵(12)上，用于將所述冷卻劑系統(tǒng)的所述壓力調(diào)節(jié)到目標壓力(Ps);以及限制閥(26)，所述限制閥用于限制供應到所述消耗設備的所述冷卻劑的所述壓力，所述冷卻劑系統(tǒng)的特征在于，所述限制閥(26)的開啟壓力(Plim)是可變的，并且所述反饋控制裝置(22)適用于根據(jù)所述目標壓力(Ps)調(diào)節(jié)所述開啟壓力，因此所述開啟壓力總是以一定值大于所述目標壓力。
2.根據(jù)權利要求1所述的冷卻劑系統(tǒng)，其中所述反饋控制裝置(22)適用于將所述開啟壓力(Plim)調(diào)節(jié)到與所述目標壓力(Ps)具有恒定差距的值。
3.根據(jù)權利要求1所述的冷卻劑系統(tǒng)，其中所述反饋控制裝置(26)適用于將所述開啟壓力(Plim)調(diào)節(jié)到與相應的目標壓力(Ps)成比例的值。
【文檔編號】B23Q11/10GK103946759SQ201280057480
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2012年8月21日 優(yōu)先權日:2011年12月2日
【發(fā)明者】迪克·溫德羅特, 安德雷亞斯·坎迪茲優(yōu), 嚴斯霍格·烏爾里希 申請人:K.H.布林克曼泵兩合有限公司