您的工具机主轴状态良好吗？
固德科技报｜您的工具机主轴状态良好吗？#加工製造
#预知保养
Posted On : 21 Jan. 2019
工具机其中主轴，被誉为『机床的心脏』，属于设备的核心配件，对于主轴的要求也就更加严格。那麽，又该如何有效精准地检测主轴品质？
工具机设备智能化
随着工业 4.0 的发展，再加上国际市场的削价竞争，台商纷纷都外移设置工厂，台湾已逐渐失去竞争优势，各中小企业引颈期盼能有新的解决方案来加速升级转型。不管是汽车工业、航太工业、光学面板、医疗、纺织等製造领域中，都需要工具机设备。要提升产业升级 4.0，对于主要工具机设备智能化的提升是首要工作。
＃工具机 ＃智能化 ＃工业4.0
机床的心脏：工具机主轴
工具机俗称工具母机，负责切削、加工各式金属零组件等，由主轴、CNC 控制器、感测器、螺杆、驱动马达等元件所构成。因此如何将这些重点部件智能化将决定工具机整体的智能化程度。而工具机其中主轴，被誉为『机床的心脏』，属于设备的核心配件，对于主轴的要求也就更加严格。
那麽，又该如何有效精准地检测主轴品质？
藉由振动量测了解主轴品质
大部分的设备及结构都会有振动的产生，因此振动量测技术不再只是基本的量测振动，更可以积极地藉由感测器所蒐集来的振动数据，了解主轴品质并藉此提早进行管理维护，延长主轴使用寿命并避免在使用时停机维修、损坏的问题发生。
主轴品质检测规范使用
ISO-1081 6规范
主轴类型：直结式主轴、齿轮式主轴、皮带式主轴等。
转速区间：120-15000 RPM
测试条件：无负载条件下测试
分类原则：功率、轴高、结构（饶性or刚性）
利用量测机械非转动部位的振动量测讯号，来评鑑主轴的健康状态，以达到预知保养、提前维护、避免无预警停机的情况发生。
ISO-17243
主轴类型：内藏式主轴
轴承种类限制：滚动轴承
转速区间：600-30000 RPM
测试条件：无负载条件下测试（无切割、无金先削、无研磨）
分类原则：功率、最高转速、培林型式（滚珠式、滚柱式）
感测器安装于工具机内藏式主轴，经由主轴壳体振动所得到的讯号来评鑑品质方式。
Zone A 优良新机 新机械，振动品质优良，没有特定期限。
Zone B 正常机械 可接受的振动值，机械可长时间使用，没有特定期限。
Zone C 警告状态 不可长时间使用，必须找适当的时间进行保养修復。
Zone D 危险状态 异常的振动值，足以造成机械损坏，建议即刻修復。
ISO-1940
主轴震动不平衡，容易造成刀具磨损或精度误差，绝大部分的转子机械会做定期动平衡校正，来避免震动量过大导致机械的损坏。
| 平衡等级 | 转子类型举例 |
|---|---|
| G 0.4 | 机密磨床心轴、主轴、陀螺仪。 |
| G 1 | 磨床的驱动轴、特殊要求的小电机。 |
| G 2.5 | 燃气轮机、蒸气轮机、船用主涡轮机(商用)、刚性涡轮发电机转子、 转子、压缩机、机床驱动部件、工具机主轴、有特殊要求的中型和大型电机转子、小型电机转子、涡轮泵。 |
| G 6.3 | 加工设备零件、船用主涡轮机(商用)、分离机鼓轮、航空燃气涡轮机 、无特殊要求中大型电动机和发电机（轴高至少80毫米）、风扇、齿轮、机床、纸捲、印刷滚轮、泵浦、涡轮增压器。 |
| G 16 | 特殊要求的传动轴、滚压式部件、农用机械部件，汽车、卡车、 机车的引擎部件，特殊要求的六缸四冲程引擎的曲轴和传动轴。 |
| G 40 | 挠性连接的六缸或六缸以上的柴油机的曲轴和驱动轴。车轮、轮架、 轮座、驱动轴。汽车、卡车、机车的曲轴和传动轴。 |
| G 100 | 高速六缸或六缸以上的柴油机的曲轴和驱动轴，汽车、卡车、 机车的引擎。 |
| G 250 | 刚性连接四冲程柴油机的引擎。 |
| G 630 | 四缸引擎的曲轴和驱动轴，挠性连接的船用柴油机的曲轴和驱动轴。 |
| G 1600 | 大型二冲程引擎的曲轴和驱动轴。 |
| G 4000 | 低速柴油机的刚性曲轴和驱动轴。 |
影响主轴的共振转速
加工机结构由不同部件所组构而成，每一种部件结构所引发的自然频率，彼此相互影响产生的共振问题也会影响主轴的运转与寿命。找出共振区间，避开不适合的操作转速，避免引发共振现象。
感测器安装量测点
将感测器放置欲量测之培林、培林座机械壳体。完整量测方向约有前侧径向 2 点、后侧径向2点与前侧轴向1点（如图），径向量测点尽可能是正交，每次量测点位应该相同并纪录结果，振动标准皆参考相同的 ISO 振动标准。安装感测器的原则以越接近培林越好，环境振动背景值不应超过机械稳定运转振动量的10%。
有效品管主轴品质的最佳利器
固德推出的 VMS-PM 机械动态分析仪，内建所有适用工具机标准规范，除了 ISO-10816、ISO-17243、ISO1940 外，还提供环境微振动标准、动态分析、多通道动态分析、自然频率等量测功能。
藉此定义出设备状态，并分为优良、正常、警告、危险四种等级，即时显示量测结果，让使用者一目瞭然。并可作为标准的研发工具、品管仪器甚至是在客户端分析除错时的最佳检修工具。