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小智案例 | 数控机床主轴振动监测的正确方法

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星期一

2019年08月 17:41

除了刨床、拉床等主运动为直线运动的机床外,大多数机床都有主轴部件。主轴部件的运动精度是决定加工质量和切削效率的重要因素。然而,主轴振动问题几乎在所有机床设备都普遍存在,尤其在≥10 000r/min的高速数控机床上,主轴问题尤为明显。

近年来,随着高速数控机床的日益普及,设备的安全稳定性问题也愈发突出。其中,在影响设备正常运行的诸多要素中,高速主轴因素占比较大,高速加工需求的高速主轴一般转速≥10 000r/min,主轴的支承核心是高速精密主轴轴承,其性能好坏将直接影响高速主轴的工作性能以及主轴的加工精度。



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图片来源网络


机床在主轴高速运行时振动强烈,主轴温升快,只能进行降速加工,无法满足高速、高精度加工的工艺要求,导致机床性能严重下降,甚至造成主轴损坏,产生十几万乃至上百万的直接损失。

加大对高速主轴的关注力度,为关键的环节就是对机床高速主轴的监控与保护,这已成为设备制造、使用以及维护领域亟待解决的重要问题之一。


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图片来源网络


作为机床使用、维护部门,对目前高速主轴轴承异常的鉴别大部分还是依靠设备操作、维护人员的主观判定,准确性远远低于依靠主轴传感器采集、算法分析的结果。

譬如,在加工过程中,通过操作人员的听觉和触觉;以及在一年一次的数控设备3级保养工作中,维护工程师检测主轴,通过运行主轴预热程序以不同转速试转主轴的方法,仍要通过个人感知来判别高速主轴运转过程中的异常。

这两种方法,因检测环境、个人经验不同而结果差异很大,缺乏一致性和可比性。加之检测时间周期跨度大(数控设备3级保养是在1年进行1次),因此,不能实时、客观及有效地检测高速主轴运行状态,往往主轴在出现异常时已经损坏,造成长时间停机以及巨大的经济损失。


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本期推介


主轴振动监测算法包


展湾深入百余个数控车间,经过不断的研究和试验,开发出主轴振动监测算法包。通过部署该算法包,能够实时监测主轴振动及温度,在加工过程中一旦出现异常数据,即时发出告警信息通知相关设备人员,反应速度达到毫秒级。

并且,用户可自主进行阈值设置,定义主轴振动监测范围。利用不同维度的基础数据加以AI场景化解析,很好地解决了高速主轴轴承振动的监测问题。


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主轴振动监测界面

展湾智慧通主轴振动监测算法包的根本目标,是确诊机床连续运行高速主轴的潜在故障,保证设备安全高效运行,从而节省维修费用,减少停机时间,提高设备综合利用率OEE。

主轴振动几乎在所有机床设备都普遍存在,看似微末的问题通过展湾智慧通主轴振动监测算法包的部署运行,轻松做到了对高速主轴的潜在危险因素的精准预测,从根源上掐断了设备重大故障、主轴报废和人身伤害等事故的苗头,满足高速、高精度加工的工艺要求,保护机床性能,避免设备寿命过度耗损。

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