监测机床的“心脏”

文章来源:MM《现代制造》 点击数:583 发布时间:2017-08-29
主轴是机床的“心脏”。现在有一款可以实现连续监测磨损状态的整体传感器模块。有了这一模块,用户也可以导出这些数据,并使人们有可能根据这些数据,进行分析与探测。
监测机床的“心脏”

西门子公司及其子公司Weiss Spindeltechnologie开发的 SMI 24传感器模块可以不断监测机床的“心脏”——主轴,并且可以为用户提供有价值的信息。而且,目前这一模块可以监测磨损状态,并使收集数据的导出成为可能,这么做的目的是,以便对数据进行分析并推断相关技术趋势。此外,该模块有助于机床内部主轴的调试。

德国Weiss Spindeltechnologie有限公司已于数年前推出了SMI 24传感器模块,该模块可以实现数字数据从主轴到控制系统的传输。Weiss能够利用收集到的主轴信息进行机床修复。用户自行进行主轴诊断。

目前,Weiss已对SMI 24传感器模块进行进一步开发,且并入了“数据导出工具”。目前,这使得将从外部硬盘驱动上收集到的数据保存为csv文件成为可能,然后可对数据进行单独处理。

根据Weiss产品经理Jürgenller的解释,其中一项重要的先决条件是使用西门子高端CNC数控系统。他是这样解释的:“只有在配合使用Sinumerik 840D sl的情况下,才可能顺利导出数据。无论任何人,只要选择数据导出,并为其机床配备Weiss电机主轴与传感器模块,就可以在任何地方,通过互联网调用关于其机床的核心数据。在操作人员或维护人员的办公室里,可以实现类似家庭办公,或者野外旅游期间,可随时利用手机或笔记本电脑办公。

主动而非被动地采取措施——有了从SMI 24传感器模块中导出的数据,用户可以根据转速和扭矩曲线创建图表,用以对主轴运行时间进行清晰的说明。而且,这也可以预测滚柱轴承的剩余使用寿命

预防性维护措施使其成为可能

这项工作的基础是SMI 24传感器模块:这一工作可以实现多个信号的统计评估,并按时间顺序将这些信号归档——无需其他传感器。因此,可以保存主轴运行时间、执行的刀具夹持次数、转速配置文件与扭矩。

在清晰的总结性图表的帮助下,负责人员可以在其机床显示屏上、或任何联网的个人电脑上,检测趋势,并对主轴的磨损状态进行判断。例如,刀具夹持与释放时间的变化,可以提供主轴刀具夹持系统正在如何变化的决定性迹象。有鉴于此,维护人员可以及时展开针对性的问题分析,或采取预防性维护措施。

作为2017年4 月Maroldsweisach“动手日”的一部分,Weiss产品经理Jürgen Müller通过互联网,管理机床。机床配备有SMI 24设备,并且安置在
Erlangen的西门子技术与应用中心(TAC)

根据分析图表,如果在较长运行期间,操作人员注意到滚柱轴承温度的变化,则同样有用。而且,对于高级别的员工,可以根据当前状态或磨损进行判断。

仅根据这些示例,已经清楚地表明,SMI 24分析工具有助于防止出现意外的机床停机。作为2017年4月Maroldsweisach的“动手日”的一部分,Jürgen Müller进行了进一步的实践。通过互联网,他开始管理一台配备适当且位于Erlangen西门子技术与应用中心(TAC)的机床。不久之后,屏幕上显示出不同的图表,Jürgen Müller说明了这些图表的关系:“除了电机温度和滚柱轴承温度的当前测量值之外,还有一项关于是否以及何时超出预选温度极值的概述。”此外,系统可以提供一些重要数据,如主轴运行时间、转速与扭矩曲线、以及执行的换刀次数。根据这些信息,不仅可以针对滚柱轴承、刀具夹持系统等可更换零件的使用寿命进行推理,而且可以针对其受到的应力进行推理。Jürgen Müller 工程师说道:“此外,合格的机床操作人员,能够根据运行时间、夹持次数及温度等导出的数据评估趋势,据此,可以推导滚柱轴承与刀具夹持系统的磨损状态。”Jürgen Müller总结道,“根据一系列指示,可以提前计划大量的维修工作。因此维护人员可以化被动为主动。”

根据概览图,相关维护人员或生产人员可以识别各自屏幕上的趋势变化,并得出关于主轴磨损状态的结论

“电子式平板”有助于调试

这不仅涉及Weiss产品SMI 24可以提供大量优势的预防性维护。极大地简化对机床主轴的调试,因为原先需将大量的主轴特定数据输入控制系统;而现在,包括详细说明手工作业在内的该项任务主要由经验丰富的装配工执行。

有了Weiss的SMI 24主轴传感器模块,使用现代Sinamics转换器版本就非常简单,就像通过USB接口将硬盘和PC连接起来一样。通过与总公司西门子合作,Weiss已经开发了一种“电子式平板”,通过该平板,可将所有参数自动输入控制系统。此外,来自旋转传感器和电机温度传感器的信号均被数字化,并被传输至西门子驱动器。为了输入相关刀具状态与释放活塞位置的信号,开关柜中不需要任何电子I/O(输入/输出)外围设备模块。相反,这些数据可自动进行数字化,然后在PLC(可编程序逻辑控制器)中的已定义接口处,直接收集这些数据。