機(jī)床振動過載及機(jī)床撞機(jī)保護(hù)系統(tǒng)

機(jī)床振動過載及機(jī)床撞機(jī)保護(hù)系統(tǒng)

作用在主軸軸承上的載荷由不同原因引起：

A  作用在軸承上的主軸重量產(chǎn)生的靜載荷.

B  軸承預(yù)拉引起的靜載荷。

C  電機(jī)通過皮帶輪和齒輪直接或間接傳遞的動載荷。

D  轉(zhuǎn)子或刀具不平衡引起的動載荷.

E  切削過程產(chǎn)生的動載荷.

荷載A、B、C可以估算。ISO 281和軸承制造商提供了計(jì)算作用在軸承上的等效動載荷（P）的一般規(guī)則。荷載D不可預(yù)測，但軸承設(shè)計(jì)中考慮了可接受平衡等級的一般規(guī)則。負(fù)載E通常是不可預(yù)測的，這取決于許多因素。

振動監(jiān)測系統(tǒng)

SeTAC（三軸加速度計(jì)算機(jī)）安裝在每臺機(jī)器上，具有專用固件，能夠自主實(shí)施建議的振動方法，主要包括：

-測量三軸振動RMS模塊

-記住主軸承受一定程度振動的時(shí)間

-根據(jù)方程式計(jì)算等效工作時(shí)間

-估計(jì)主軸的剩余壽命

-改善振刀引起工件表面質(zhì)量和工件尺寸不穩(wěn)定

需要測量哪種振動？

如ISO 10816-3所示，振動速度（RMS）是作用在機(jī)器上的振動嚴(yán)重程度的良好指示器。

無論如何，在機(jī)床主軸上，最好考慮作用于各個(gè)方向的動態(tài)載荷。因此，作為單一參數(shù)，三軸RMS振動模塊是直接測量與作用在主軸上的動載荷相關(guān)的所有振動的最佳選擇

機(jī)床撞機(jī)保護(hù)系統(tǒng)

數(shù)控機(jī)床尤其五軸數(shù)控機(jī)床，由于其機(jī)床本體結(jié)構(gòu)、加工路徑、操作、編程、工裝夾具等極為復(fù)雜，一旦出現(xiàn)操作及編程疏忽，如刀具長度、工件原點(diǎn)設(shè)置錯(cuò)誤，機(jī)床部件與毛坯件、工裝、夾具等輔助部件發(fā)生運(yùn)動干涉（見圖1）等，都極易造成數(shù)控機(jī)床意外碰撞，輕則刀具破損，重則主軸、銑頭、工件損壞，機(jī)床精度喪失，長時(shí)間故障停機(jī)等，給企業(yè)造成重大經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重影響企業(yè)科研生產(chǎn)。

圖1  五軸銑頭與工裝發(fā)生干涉

目前企業(yè)主要從加強(qiáng)管理入手，規(guī)范操作及編程。如培訓(xùn)操作人員規(guī)范操作，要求加工前必須進(jìn)行加工程序模擬仿真等，降低犯錯(cuò)率，從管理方面進(jìn)行預(yù)防，取得了一定的效果，但機(jī)床碰撞事件仍時(shí)有發(fā)生。而采用振動傳感器監(jiān)測的數(shù)控機(jī)床碰撞保護(hù)功能--意大利 SETAC ，對數(shù)控系統(tǒng)本身配置沒有要求，安裝調(diào)試完成后就可以直接使用，功能實(shí)現(xiàn)較為簡易，但是需要額外的硬件采購成本。此外，該功能實(shí)現(xiàn)的是碰撞保護(hù)，無法預(yù)防碰撞的發(fā)生，能降低數(shù)控機(jī)床碰撞造成的損失。