高速數(shù)控銑床的主軸保護應(yīng)對策略
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發(fā)表時間：2020-07-12 16:22:32
主軸溫度保護
主軸在高速旋轉(zhuǎn)時，軸承溫度會升高。因此在高速數(shù)控銑床的設(shè)計中為主軸配備專用的冷卻系統(tǒng)對主軸進行冷卻。主軸內(nèi)部有前端、中間、后端3個軸承，根據(jù)主軸轉(zhuǎn)速及功率大小在軸承附近安裝溫度傳感器用來實時檢測主軸軸承的溫度。
高速數(shù)控銑床的主軸保護應(yīng)對策略
溫度傳感器信號由PLC模擬輸入模塊進行采集，根據(jù)所選傳感器的類型不同，信號分為4~20mA和PT1002種。在機床控制程序設(shè)計中，根據(jù)傳感器信號計算出溫度大小并進行標(biāo)定，同時在程序中設(shè)置了2檔門檻限制值對軸承的升溫進行保護，當(dāng)軸承溫升過高時相應(yīng)停止坐標(biāo)及主軸的運行，有效保護了主軸軸承。
主軸振動保護
在高速數(shù)控銑床的高速旋轉(zhuǎn)過程中，要求主軸在一定平衡范圍內(nèi)，若主軸不平衡嚴重，則會產(chǎn)生較大振動，直接影響加工表面精度，因此在電主軸內(nèi)安裝了一個振動檢測裝置，用以檢測電主軸的振動量。電主軸在從靜止到規(guī)定轉(zhuǎn)速，需要一個加速過程，在加速過程中，振動量比主軸在正常加工時要大，所以對主軸的振動檢測和保護也設(shè)置了2個限制值，分別監(jiān)控主軸加速過程和正常加工過程中的振動，振動監(jiān)控和保護是使用振動監(jiān)控模塊和機床控制程序共同完成的。
坐標(biāo)在加速過程中，如果振動值大于加速限定值，則系統(tǒng)報警，在加速過程如果振動量過大會導(dǎo)致刀具損壞。因此，一旦振動超限就停止主軸旋轉(zhuǎn)。在恒速（正常加工）過程，振動檢測值超過恒速加工限制值時，系統(tǒng)報警，停止坐標(biāo)運行；如果此故障被操作員人為刪除并重新開始切削后繼續(xù)出現(xiàn)超過恒速加工限制值的現(xiàn)象，此時系統(tǒng)報警，機床控制程序停止坐標(biāo)及主軸的運轉(zhuǎn)，需要進行檢查，機床正常后才能重新開始切削。
主軸功率保護
在加工切削過程中，在啟動切削過程或者切削量太大時，由于主軸負載太大可能出現(xiàn)達到主軸額定功率現(xiàn)象，此時能否使主軸得到保護，是維持高速電主軸高效穩(wěn)定運行的關(guān)鍵問題之一。這臺高速銑床電主軸的功率可達到60kW，因此對主軸達到功率時進行保護，由于電壓值一定，在系統(tǒng)中實際是對主軸電流的檢測和保護。
針對這一點，在主軸的控制中需要對電流進行監(jiān)測并實時控制。當(dāng)電流超出限定值（通過主軸功率測試試驗得出）時，NCK通知PLC的DB接口，并觸發(fā)計時器，進行相應(yīng)的主軸及坐標(biāo)運行停止控制，這樣在保證主軸安全使用的前提下，最大限度提高了主軸的利用率。
主軸在高速旋轉(zhuǎn)時，軸承溫度會升高。因此在高速數(shù)控銑床的設(shè)計中為主軸配備專用的冷卻系統(tǒng)對主軸進行冷卻。主軸內(nèi)部有前端、中間、后端3個軸承，根據(jù)主軸轉(zhuǎn)速及功率大小在軸承附近安裝溫度傳感器用來實時檢測主軸軸承的溫度。
高速數(shù)控銑床的主軸保護應(yīng)對策略
溫度傳感器信號由PLC模擬輸入模塊進行采集，根據(jù)所選傳感器的類型不同，信號分為4~20mA和PT1002種。在機床控制程序設(shè)計中，根據(jù)傳感器信號計算出溫度大小并進行標(biāo)定，同時在程序中設(shè)置了2檔門檻限制值對軸承的升溫進行保護，當(dāng)軸承溫升過高時相應(yīng)停止坐標(biāo)及主軸的運行，有效保護了主軸軸承。
主軸振動保護
在高速數(shù)控銑床的高速旋轉(zhuǎn)過程中，要求主軸在一定平衡范圍內(nèi)，若主軸不平衡嚴重，則會產(chǎn)生較大振動，直接影響加工表面精度，因此在電主軸內(nèi)安裝了一個振動檢測裝置，用以檢測電主軸的振動量。電主軸在從靜止到規(guī)定轉(zhuǎn)速，需要一個加速過程，在加速過程中，振動量比主軸在正常加工時要大，所以對主軸的振動檢測和保護也設(shè)置了2個限制值，分別監(jiān)控主軸加速過程和正常加工過程中的振動，振動監(jiān)控和保護是使用振動監(jiān)控模塊和機床控制程序共同完成的。
坐標(biāo)在加速過程中，如果振動值大于加速限定值，則系統(tǒng)報警，在加速過程如果振動量過大會導(dǎo)致刀具損壞。因此，一旦振動超限就停止主軸旋轉(zhuǎn)。在恒速（正常加工）過程，振動檢測值超過恒速加工限制值時，系統(tǒng)報警，停止坐標(biāo)運行；如果此故障被操作員人為刪除并重新開始切削后繼續(xù)出現(xiàn)超過恒速加工限制值的現(xiàn)象，此時系統(tǒng)報警，機床控制程序停止坐標(biāo)及主軸的運轉(zhuǎn)，需要進行檢查，機床正常后才能重新開始切削。
主軸功率保護
在加工切削過程中，在啟動切削過程或者切削量太大時，由于主軸負載太大可能出現(xiàn)達到主軸額定功率現(xiàn)象，此時能否使主軸得到保護，是維持高速電主軸高效穩(wěn)定運行的關(guān)鍵問題之一。這臺高速銑床電主軸的功率可達到60kW，因此對主軸達到功率時進行保護，由于電壓值一定，在系統(tǒng)中實際是對主軸電流的檢測和保護。
針對這一點，在主軸的控制中需要對電流進行監(jiān)測并實時控制。當(dāng)電流超出限定值（通過主軸功率測試試驗得出）時，NCK通知PLC的DB接口，并觸發(fā)計時器，進行相應(yīng)的主軸及坐標(biāo)運行停止控制，這樣在保證主軸安全使用的前提下，最大限度提高了主軸的利用率。
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