主軸上加裝傳感器，能提高夾持效果嗎？

jiajoin

傳感器的存在和發展，讓物體有了觸覺、味覺和嗅覺等感官，讓物體慢慢變得活了起來。在現代工業生產尤其是自動化生產過程中，用各種傳感器來監視和控制生產過程中的各個參數，能使設備工作在正常狀態或最佳狀態，并使產品達到最好的質量，無論是安裝在機械手上的傳感器，還是本文馬上要提到的安裝在主軸上得到傳感器，都能提高機器生產和工作的效率。

Pepperl+Fuchs（倍加福）公司的PMI無接觸感應傳感器，應用于機床主軸上的這種傳感器可以測得與夾具運動方向一致的極簡易的控制盤的位置。由于這種傳感器不受距離的影響，因此，即使是主軸存在著同心度誤差，也可以連續提供無跳躍或電子抖動的位置信號。

那它與傳統的技術方案有什么不同嗎？傳統常規的方法是采用一種機械終端開關來確定軸向夾持位置。

首先，主軸是機床的核心部件，它決定著加工工件的尺寸精度和表面質量。主軸的主要任務在于切削過程中對刀具進行精確和安全的引導。通過采用自動化的刀具更換裝置，可以降低各道工序之間的換刀時間，提高整臺加工設備的效益。無論是直接驅動的主軸，還是間接驅動的主軸，每個刀具主軸均擁有一套夾持裝置。夾緊和松開單元可以采用氣動方式，也可以采用液壓或電動方式，并通過軸向移動拉桿裝置來控制夾持狀態。主軸會把軸向移動的準確行程信息反饋給加工中心的控制系統。

而這些以往所有的感應模擬夾持問詢技術均需借助于錐形的控制盤。這種控制盤必須得到非常精確的加工和定位。若在夾持過程中拉桿發生受熱延伸，則會導致主軸的同心度誤差和控制盤的高度沖擊。因此，在這種狀況下，傳統的接近傳感器會提供錯誤的信號。過濾這些錯誤信息需要耗費很多時間，并無謂地延遲了夾持控制系統的調節回路。

較新型的技術方案則已經完美地解決這些問題。新技術采用無接觸的感應接近開關，它既可以進行二進制開關動作，也可以對刀具夾持器位置進行連續和模擬的控制。在一個純二進制的位置問詢中，各個夾持位置只能夠被近似測出，而模擬位置問詢則可以對整個工作流程中的夾持狀態進行連續的監控。通過這種連續模擬信號反饋功能，可以實現對夾持狀態的在線監控，并可直接干預潛在的夾持力損耗的危險。由此可以改善加工質量并提高整個夾持過程的安全性。

那么現在來較為詳細地介紹一下PMI傳感器和它在機床主軸的應用。

PMI傳感器可以提供穩定的、與行程成正比的初始信號，其測量范圍至14mm。在位置分辨率為33μm的情況下，這種傳感器的工作精度明顯要高于傳統的接近開關。傳感器在安裝到主軸上之后，刀具夾持器的行程便會被一次性地讀入到電子系統里。傳感器的初始信號也可以被設定為8mm或10mm的較短的夾持行程刻度。這樣即可省去對每個終端開關的信號接收和費時費力的糾偏。通過PMI技術，即使主軸已經安裝到機床設備或加工中心上，制造廠商也可以更有效率地在機床設備上調節主軸，設備操作人員也可對位置數值進行簡單的校準。由于所需的連接螺栓的數量較小，因此，不僅監控系統安裝起來比較簡便，同時也可降低因振動引起的各位置開關松動的危險。

通過一個內置的處理器，PMI系統可成為一個智能型的機電信號轉換器。在最簡單的情況下，傳感器可模擬斜面或控制錐體的連續信號斜坡。此外，還可為初始信號設立模型。由此可以對不同坡度范圍作出定義。通過這種配置，設備的控制系統可以省去運算過程，并可加快夾持調節器的速度。

而所提供的PMI-F112型傳感系統還可以設有IO-Link接口。該接口除了純粹過程數據傳送功能之外，也可以進行動態的參數改寫或對所記錄的事件數據進行周期性的摘錄。在夾持過程中，通過動態參數改寫，可以對因拉桿長度膨脹而發生的工作點的推移進行補償。而所記錄的事件數據除了可以是主軸作業時間之外，還可以是夾持事件的數量。在經過一定數量的夾持循環之后，主軸即會主動申報維護。這個內置功能是將來監控機床主軸運行狀態的一個非常重要的組件功能。

最后，傳感器不僅在機床主軸應用，早已滲透到各行各業的工業生產，甚至于宇宙開發、海洋探測、環境保護、資源調查、醫學診斷、生物工程、甚至文物保護等極其之泛的領域。可以毫不夸張地說，從茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各種復雜的工程系統，幾乎每一個現代化項目，都離不開各種各樣的傳感器。

（來源機械社區）

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前景錢

應該影響不大吧

未來第一站

能測到掉沒掉刀還是有作用的。