機床振動過載及機床撞機保護系統

機床振動過載及機床撞機保護系統

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生的靜載荷.

B  軸承預拉引起的靜載荷。

C  電機通過皮帶輪和齒輪直接或間接傳遞的動載荷。

D  轉子或刀具不平衡引起的動載荷.

E  切削過程產生的動載荷.

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

振動監測系統

SeTAC（三軸加速度計算機）安裝在每臺機器上，具有專用固件，能夠自主實施建議的振動方法，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間

-根據方程式計算等效工作時間

-估計主軸的剩余壽命

-改善振刀引起工件表面質量和工件尺寸不穩定

需要測量哪種振動？

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

無論如何，在機床主軸上，最好考慮作用于各個方向的動態載荷。因此，作為單一參數，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的所有振動的最佳選擇

機床撞機保護系統

數控機床尤其五軸數控機床，由于其機床本體結構、加工路徑、操作、編程、工裝夾具等極為復雜，一旦出現操作及編程疏忽，如刀具長度、工件原點設置錯誤，機床部件與毛坯件、工裝、夾具等輔助部件發生運動干涉（見圖1）等，都極易造成數控機床意外碰撞，輕則刀具破損，重則主軸、銑頭、工件損壞，機床精度喪失，長時間故障停機等，給企業造成重大經濟損失，嚴重影響企業科研生產。

圖1  五軸銑頭與工裝發生干涉

目前企業主要從加強管理入手，規范操作及編程。如培訓操作人員規范操作，要求加工前必須進行加工程序模擬仿真等，降低犯錯率，從管理方面進行預防，取得了一定的效果，但機床碰撞事件仍時有發生。而采用振動傳感器監測的數控機床碰撞保護功能--意大利 SETAC ，對數控系統本身配置沒有要求，安裝調試完成后就可以直接使用，功能實現較為簡易，但是需要額外的硬件采購成本。此外，該功能實現的是碰撞保護，無法預防碰撞的發生，能降低數控機床碰撞造成的損失。