ジェイテクト、工作機械主軸の静止時、回転時の剛性が測定できるシステムを開発

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システム外観と概略図

ジェイテクトは2017年12月20日、電磁石の吸引力を利用することで、工作機械主軸の静止時だけでなく回転時の特性(剛性・固有値)を測定できるシステムを開発したと発表した。あらゆる主軸姿勢に対応できる。

工作機械の発展には主軸の性能や信頼性の向上が不可欠だ。なかでも主軸用軸受が重要な役割を担っており、その性能に大きな影響を与える因子に「軸受の予圧」がある。予圧が大きくなると主軸の剛性は高くなる一方、高速性、発熱、寿命などの点では不利になる。逆に予圧が小さくなると高速性、発熱、寿命などの点で有利になるが、剛性は低下する。性能ばらつきの少ない主軸を製作するためには「予圧のばらつき」を小さくすることが有効となる。

軸受の予圧を管理するための項目の測定は、静止時の主軸に対して実施されるのが一般的だが、同社では、加工中の主軸は高速で回転しているので、特性の評価は本来回転中に実施されるべきとの考えから、今回のシステムの開発を行った。

同システムは、電磁石の吸引力を利用して主軸先端に取付けたアーバー(疑似的工具)を異なる周波数で加振し(ラジアル、アキシアル両方向の加振が可能)、その時の変位をセンサーで検知する構造だ。これにより、静止時はもとより、回転中の工作機械主軸の特性(剛性・固有値)も測定できる。この技術は同社のみ可能な技術(同社調べ)で、「予圧管理への適用による主軸性能の均一化への貢献」や「主軸特性の変化の有無の把握」を可能にするものだ。

固有値の測定事例 ~主軸角度・回転速度の影響~

さらに将来的には、「主軸の異常診断」や「最適加工条件の検討」の支援ができる可能性があるとし、同システムを利用する顧客に対する製品開発のサポート(信頼性の向上やロバスト性の確認など)の実施を目指すという。

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