OTX全新传输技术助力实现精准砂轮动平衡和精确声学监控

近年来,随着磨床行业的不断发展,主轴转速日趋提高,磨床加工能力显著提升,从而能够获得更高的表面光洁度。要保持磨床的高性能,必须持续监控机械零部件和砂轮产生的振动。
动平衡系统可通过自动补偿不平衡量,有效减小砂轮振动强度,从而提高所加工工件质量,特别是提高工件表面光洁度和几何精度。例如,齿圈、输入轴、中间轴、行星轮以及所有行星齿轮组件均需进行磨削加工,其中轮廓精度与表面光洁度是关键控制指标。高端齿轮磨床可以控制齿轮齿面的扭曲和波纹度。马波斯 Dittel 砂轮动平衡系统通过其主动控制架构,能实时监测砂轮振动、补偿砂轮偏心,并将砂轮偏心产生的振动抵消至最小。
为了实现更高表面光洁度,就需要增加每道磨削工序中的砂轮修整循环频次。 马波斯 Dittel AE(声发射)超声传感器可有效监控和控制修整循环频次。 每次修整时,其可限制每次修整过程中砂轮磨料的去除量,优化砂轮修整损耗,且确保得到完整理想的砂轮修形面。 砂轮接触工件或修整器时会产生噪声,声学监测系统能够检测和测量这个噪声等级。 通过监测加工过程中的此类噪声,可及时识别加工中的潜在问题,并在机床上进行相应修正。 为提高监测有效性,应将传感器安装在加工区旁尽可能近的位置。 可将声发射传感器直接集成在砂轮的 动平衡头中, 其位置在砂轮与工件或与修整器的接触点处。
动平衡头位于砂轮主轴内,通过非接触式传输向其供电和进行数据交换。全新 OTX 传输系统包含两类核心功能部件:
-
基于马波斯控制系统指令,驱动平衡块,抵消砂轮偏心导致的不平衡至最小;
-
AE传感器位于动平衡头内的旋转组件上,检测、处理和传输声学信号,并将信号传输给马波斯控制系统。
如采用 OTX 传输技术,可适配马波斯新一代模块化分布式监控系统——BLÚ,作为其控制系统。实际上,BLÚ特别为此设计了传输节点。在研发中,OTX 传输技术融合了马波斯与 Dittel 在砂轮动平衡和声学监控领域的专业技术。动平衡动作流程:首先,控制系统分析由加速度传感器与转速传感器检测到的不平衡量;然后,控制系统通过不同的控制策略管理砂轮的动平衡;其所对应的平衡算法加载于主控电子电路中执行;最后,通过OTX传输技术,将平衡块的移动指令传输给旋转头。
马波斯 Dittel 动平衡系统支持不同的动平衡策略:
-
启发式策略(动平衡头无角度编码器)
-
确定式策略(动平衡头带角度编码器)
同时适配不同的主轴结构:
-
单面
-
双面
OTX 技术提升了传统 MiniCT 系统的能力,性能更高和结构更合理。
事实上,在单面平衡应用中,MiniCT 传输需要使用三个节点:ACC节点(检测加速度传感器),WBTX节点(驱动传输),AE节点(检测噪声波形)。然而,OTX 的结构设计更加理想,仅需一个节点即可连接加速度传感器和定子。实际上,WB 和 AE 信号均为数字信号,都通过单电缆传输。
在转子内进行声电转换和信号处理,有效提高了降噪性能。事实上,在转子内进行 AE 采样和信号处理能得到可靠的数字信号,然后将其传输给定子和 BLÚ。
OTX will also allow for greater flexibility in terms of different machine layouts. The new hardware components are mechanically compatible with the previous MiniCT rotor and stator (axial Ø42 mm and Ø38 mm). In addition, new dimensions are available, such as an axial transmission with a diameter of 32 mm, which can drive balancing heads down to Ø24 mm, as well as a ring transmission. OTX 的灵活性更高,可适配不同的机床结构。新硬件的机械结构兼容原 MiniCT 转子和定子(轴向 Ø42 mm 和 Ø38 mm)。此外,还提供新尺寸,例如直径可达 32 mm 的轴向传输,可将动平衡头直径减小到 Ø24 mm,也支持环形传输结构。
此传输技术配套相应动平衡头支持高速应用,根据特定的结构设计,转速可达 30,000 RPM。
All the components also include an improved embedded diagnosis system to monitor the system itself, as well as the machining process.
所有部件均搭载升级的嵌入式诊断系统,可同时监控系统本身和加工过程状态。
OTX新传输技术的主要亮点:
-
合理的结构设计
-
一个节点集成WBTX、AE和ACC通信通道
-
嵌入式AE信号处理 – 直接在主轴内的传感器旁处理AE信号
-
FFT分析和全数字信号传输,信号质量更高
-
支持启发式策略和确定式策略动平衡头管理
-
支持单面和双面管理
-
适配超紧凑型应用(传输直径最小Ø32mm,动平衡头直径最小Ø24mm)
-
适配高转速应用(可达30,000 RPM)
-
适配环形传输结构
-
机械结构兼容原MiniCT方案
-
更高诊断性能