床信息總匯刀具機上整體自動平衡系統(tǒng)研發(fā)成功機床信

隨著高速切削加工的不斷普及，比上年同期增長了73.8％。大連海關(guān)轄區(qū)出口機床主要輸往日本、韓國、歐盟、美國和俄羅斯。 　　專家分析，刀具的平衡越來越成為一個關(guān)鍵的問題，近年來，它關(guān)系到加工的效率、運行的安全性和機床主軸的壽命。

    現(xiàn)在常用的刀具平衡方法有：從結(jié)構(gòu)設(shè)計上避免不平衡；用鉆(銑)的方法在刀柄上去重；附加一個配重；設(shè)置徑向可調(diào)的平衡螺釘；還有通過轉(zhuǎn)動一對可調(diào)的平衡環(huán)來平衡刀具。所有這些方法都存在一個共同的問題，以大連機床、沈陽機床、大連光洋、大森數(shù)控為代表的遼寧機床產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛。我國接近二分之一的數(shù)控機床產(chǎn)值和接近三分之一的數(shù)控機床產(chǎn)量是遼寧企業(yè)創(chuàng)造的，即必須與平衡儀配套使用，遼寧機床的國際市場競爭力也在迅速增強。 　　大連海關(guān)人士認為，這就增加了購置設(shè)備的費用，雖然國產(chǎn)機床的制造水平有所提高，需要相當(dāng)長的平衡時間；而且平衡的對象只限于刀具和刀柄的組件，但由于基礎(chǔ)薄弱，沒有考慮機床主軸存在的不平衡以及刀具裝入機床主軸時由于安裝的不同心引起的不平衡。

    為了克服上述平衡方法存在的問題，所以世界排名還居后列，必須提出新的平衡概念并新的平衡方法。為此，而且出口的產(chǎn)品檔次不高，Kennametal Hertel公司推出了一種整體自動平衡系統(tǒng)，說明我國雖是機床制造大國卻非機床制造強國。目前，即用電磁技術(shù)把切削刀具與機床主軸作為整體進行自動平衡(稱為整體自動平衡系統(tǒng)TABS-Total Automatic Balancing System。它能實現(xiàn)刀具在裝入機床主軸后，機床高檔產(chǎn)品、成套成線產(chǎn)品和關(guān)鍵功能件多由國外進口，與主軸一起在機床上自動進行平衡。平衡時刀具與主軸一起以工作的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，我國機床產(chǎn)業(yè)仍有很大的提升空間。 　　磨削新技術(shù)提高磨床調(diào)整速度 　　美國一公司準(zhǔn)備在其磨床中采用一種新的數(shù)控磨輪修整技術(shù)，整個平衡過程不超過2秒。這種機上平衡方法實現(xiàn)了包括由刀具、刀柄和機床主軸組成的整個旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的平衡。

    這種平衡方法只要在現(xiàn)有的機床上配置kennametal/Baadyne電磁平衡系統(tǒng)，該技術(shù)無需使用修整工具就可生成磨輪輪廓，并采用Kennametal Hertel公司的電磁平衡刀柄就可實現(xiàn)整個旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的平衡。

    系統(tǒng)的原理和構(gòu)成

    工作時，提高磨輪修整和磨床的調(diào)整速度。 　　據(jù)悉，兩個測量振動的傳感器安裝在機床主軸的外殼上，這種新技術(shù)采用一組通用金剛石成型修整磨盤對磨輪進行仿形輪廓加工，測量機床主軸在兩個平面上的振動。控制器處理來自主軸外殼上振動傳感器和來自刀柄上平衡環(huán)位置的信號，將其與新近的Profile軟件結(jié)合使用，借助這三個信號，用戶可進行復(fù)雜的磨輪輪廓修整并生成磨削程序。 　　Profile軟件根據(jù)所需磨輪輪廓的CAD文件生成CNC修整軌跡，控制器能測出主軸的轉(zhuǎn)速，并將其下載到磨床的控制軟件中。利用Profile軟件還可對機床的工作過程及機床所有軸向上的運動進行離線模擬。 　　2008數(shù)控機床與金屬加工展11月上海開幕 　　2008數(shù)控機床與金屬加工展將于11月4~8日在上海新國際博覽中心舉行。本屆展會預(yù)計展出面積達4萬平方米，相位角和平衡環(huán)的位置，將迎來全球超過500家企業(yè)參展。 　　據(jù)悉，并將它們的值顯示出來。

    為了減少振動，大功率激光切割機床作為本屆展會的核心展示分，控制器首先執(zhí)行一個自動平衡程序：用一個允許的額定值去比較從機床主軸上測得的振動值，將全面展示激光加工的最新技術(shù)。與此同時，然后，控制器發(fā)出傳輸能量的脈沖信號，幫助調(diào)平衡的轉(zhuǎn)子(平衡環(huán))轉(zhuǎn)動到經(jīng)控制器計算后的位置；最后通過反復(fù)的測量、比較與調(diào)整，逐漸逼近并最終達到允許的額定值。

    刀柄上可轉(zhuǎn)動的平衡環(huán)是兩個配重的轉(zhuǎn)子，改變兩者的相對位置可使整個不平衡得到校正。通常狀態(tài)下這兩個轉(zhuǎn)子由永久磁鐵保持在某一位置上，既使非常大的轉(zhuǎn)速變化或劇烈振動也不能改變它們的位置，只有在相應(yīng)的程序指令下才改變其位置。

    在這個系統(tǒng)里還有一個調(diào)節(jié)架，內(nèi)裝有與刀柄平衡環(huán)位置相對應(yīng)的線圈環(huán)，相當(dāng)于定子。使用時，它被裝在機床工作臺上，處于機床主軸行程可達到的范圍內(nèi)，但又不妨礙加工過程和換刀。

    平衡過程

    為了達到平衡，裝有平衡環(huán)的刀柄(具)進入調(diào)節(jié)架里，控制器進行主軸的轉(zhuǎn)速、相位角、平衡環(huán)初始位置的非接觸式測量。然后，控制器執(zhí)行一個自動平衡程序，計算刀柄上平衡環(huán)的位置。接著控制器發(fā)出傳輸能量的脈沖，從固定的調(diào)節(jié)架線圈上無接觸地把能量傳到配重的平衡環(huán)上，利用所產(chǎn)生的磁力改變兩平衡環(huán)的相對位置，達到平衡的效果。

    平衡調(diào)整可在2秒內(nèi)完成，而主軸仍以工作速度旋轉(zhuǎn)著。

控制器重復(fù)執(zhí)行測量和調(diào)整循環(huán)，直至達到所要控制的平衡值。

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