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舍弗勒参加2019汉诺威欧洲机床展-7号展厅C46展位 舍弗勒SpindleSense减少设备停机,提高可用率

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舍弗勒SpindleSense传感器系统结构:1 位移传感器;2 评估单元;3 线缆

2019-09-04 | 施韦因富特

  • 电子保护系统防止连续过载和碰撞损坏
  • 传感器以微米级精度监测主轴轴承的位移
  • 通过位移测量,结合舍弗勒滚动轴承专业知识可有效评估加工工况
  • 2毫秒内快速检测到临界工况

主轴对机床的整体性能来说至关重要,它是设备的核心,在很大程度上决定机床的切削能力、工件的表面质量和加工精度。主轴轴承是负载最大的部件之一,因为它要能够长时间以极高的转速精确地传递加工力,而且很难避免碰撞的发生。因此,大部分机床停机都是因为主轴出现问题,而且这些问题常常因为碰撞和连续过载导致。例如,在铣削加工中,较高的径向负载、较长的刀具伸出量和较高的转速等会让主轴轴承靠近刀具的部分负载过高,并产生不利的动态条件。之所以会出现找这些情况,是因为用户不具备合适的工具来监测主轴轴承上的临界负载,从而采取有效措施。舍弗勒最新推出的主轴轴承监测系统SpindleSense完美解决了这一问题。

具备量产条件

首批具备量产条件的SpindleSense传感器系统包含一个径向测量环和一个轴向测量环,内径均为70mm。舍弗勒还将于年底推出80mm和100mm内径的系统。所有测量单元的标准宽度均为16mm。最终交付还包括SST设置工具,用于 SpindleSense的参数设置。

主轴轴承监测系统SpindleSense集成在主轴轴承中,能够以很高的分辨率从五个方向 (三个平移方向和两个旋转方向)测量主轴在实际转速下的位移。一旦超过设定阈值,传感器就会向机床控制系统发送警报,阈值可根据主轴和机床的类型单独设置。舍弗勒利用多年积累的滚动轴承专业知识来设置轴承的参数,例如压力、旋滚比和保持架兜孔游隙等。

系统集成了软件

主轴轴承监测系统SpindleSense内部集成了软件和所需的算法,无需其他组件便可在本地工作,并向机床控制系统发送警报。系统可实现以下功能:

  • 碰撞检测:传感器能够在2毫秒内发出过载信号。用户可以快速停机,最大程度地减少甚至防止主轴轴承损坏。
  • 长时间保护机床主轴:在实际应用中,主轴中连续的机械过载很难马上识别出。如果采用SpindleSense并设置过载参数,系统便会立即触发警报。用户可在第一个工件加工完成后立即调整加工程序,并通过换刀或修改切削参数来减小主轴负载。这样可以降低峰值负载和减少出现峰值负载的频率,从而延长主轴寿命,减少机床停机次数,最终提高机床可用率并降低维修成本。

测量值的输出有两种方式可选:一种是在轴承负载和运动参数达到设定限阈值时发出警报;另外一种是通过CAN总线输出径向和轴向位移和倾斜值。机床和主轴制造商可以利用这些数值开发分析工具,用于提升主轴承载能力的利用率,比如可以利用测量得到的倾斜值来可视化呈现主轴的负载情况。这样,机床用户就可以掌握加工过程中主轴的负载变化情况,然后结合主轴的使用寿命,更加精确地调节机床的加工过程。这意味着,即使主轴在最大负载下工作,仍可避免因过载而损坏。在限定值范围内进行安全操作有助于提高生产效率、延长主轴使用寿命和减少停机次数。

通过CAN总线输出的位移值也可用于零点补偿,这样可以在得到相同加工质量的情况下采用较大的切削值,或者维持切削值不变而获得更高的加工质量。

电子式与机械式过载系统比较

与机械式(即被动式)过载系统相比,舍弗勒SpindleSense不仅能够在发生碰撞时为主轴提供保护,还能够在确保安全的情况下最大程度地利用主轴的承载能力,是一种革命性的系统。通过SpindleSense传感器系统,机床制造商可以为他们的客户提供一个高效智能化的工具,帮助他们提高生产效率、设备可用率和加工质量。

Publisher: Schaeffler AG
Country: 中国

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