TWI676522B - 監測主軸軸承預壓值的方法、定量地界定主軸的溫度與主軸軸承預壓值之間的關係的方法、定量地界定主軸的轉速與主軸軸承預壓值之間的關係的方法以及透過資料庫來界定最佳的主軸軸承預壓值的方法 - Google Patents

監測主軸軸承預壓值的方法、定量地界定主軸的溫度與主軸軸承預壓值之間的關係的方法、定量地界定主軸的轉速與主軸軸承預壓值之間的關係的方法以及透過資料庫來界定最佳的主軸軸承預壓值的方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI676522B
TWI676522B TW107125894A TW107125894A TWI676522B TW I676522 B TWI676522 B TW I676522B TW 107125894 A TW107125894 A TW 107125894A TW 107125894 A TW107125894 A TW 107125894A TW I676522 B TWI676522 B TW I676522B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
spindle
preload
value
axial force
bearing
Prior art date
Application number
TW107125894A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202007468A (zh
Inventor
恒吉忠雄
陳芃瑞
郭己誠
呂東毅
黃興杰
Original Assignee
財團法人精密機械研究發展中心
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 財團法人精密機械研究發展中心 filed Critical 財團法人精密機械研究發展中心
Priority to TW107125894A priority Critical patent/TWI676522B/zh
Priority to JP2018190706A priority patent/JP6941594B2/ja
Priority to US16/155,336 priority patent/US10942074B2/en
Application granted granted Critical
Publication of TWI676522B publication Critical patent/TWI676522B/zh
Publication of TW202007468A publication Critical patent/TW202007468A/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/0009—Force sensors associated with a bearing
    • G01L5/0019—Force sensors associated with a bearing by using strain gages, piezoelectric, piezo-resistive or other ohmic-resistance based sensors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/12—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring axial thrust in a rotary shaft, e.g. of propulsion plants
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/0009—Force sensors associated with a bearing

Abstract

一種監測主軸軸承預壓值的方法，該方法包含下列步驟：(1)透過推拉力曲線預壓分析儀以獲取主軸軸承預壓值；(2)透過軸向力量感測器同步地獲取該主軸的軸向力量感測輸出值，軸向力量感測輸出值係透過推拉力曲線預壓分析儀所獲取的主軸軸承預壓值進行校準；(3)建立主軸軸承預壓值與軸向力量感測輸出值之間的關係，藉此可將軸向力量感測輸出值視為主軸軸承預壓值，並透過監測軸向力量感測輸出值方式來監測主軸軸承預壓值。

Description

監測主軸軸承預壓值的方法、定量地界定主軸的溫度與 主軸軸承預壓值之間的關係的方法、定量地界定主軸的轉速與主軸軸承預壓值之間的關係的方法以及透過資料庫來界定最佳的主軸軸承預壓值的方法
本發明涉及一種監測主軸軸承預壓值的方法，特別是整合軸向力量感測器以監測主軸軸承之即時的預壓值的方法。
無論是生活上的日常用品或工業上的機械設備，於其生產製造過程中常會需要透過工具機來進行加工作業，在提升工具機主軸的加工精度及切削性能表現上，主軸軸承的預壓值扮演了極為重要的角色，也由於主軸軸承預壓值的大小會直接影響到主軸動態性能的表現，諸如：主軸剛性、迴轉精度、主軸的溫升幅度、切削效率及壽命等，因此，如何合適地調整控制主軸軸承的預壓值對於工具機性能最佳化的表現是至關重大的因素。
然而，目前業界在量測主軸軸承的預壓值時，大多是透過自然頻率法或是轉矩法，但前述的量測方法均係以間接的方式來推論主軸軸承的預壓值的大小，也因此推論出來的預壓值與實際的預壓值往往存在極大的差距，再者，前述的量測方法還容易受到機台結構或測試環境的影響，導致誤差增加的可能性。
除此之外，由於主軸軸承的預壓值係會隨著運轉條件的改變(諸如：主軸轉速、主軸溫度等)而變化，而前述的量測方法也無法有效且即時地監測主軸在運轉加工過程中，其主軸軸承當下的預壓值的情況，顯見其仍有改善的空間。
有鑑於此，本發明之目的在提供一種監測主軸軸承預壓值的方法，其能有效且即時地監測主軸的預壓值。
為達成上述目的，本發明提供一種監測主軸軸承預壓值的方法，該方法包含下列步驟：(1)透過一推拉力曲線預壓分析儀以獲取該主軸軸承預壓值；(2)透過一軸向力量感測器同步地獲取該主軸的一軸向力量感測輸出值，該軸向力量感測輸出值係透過該推拉力曲線預壓分析儀所獲取的該主軸軸承預壓值進行校準；(3)建立該主軸軸承預壓值與該軸向力量感測輸出值之間的關係，藉此可將該軸向力量感測輸出值視為該主軸軸承預壓值，並透過監測該軸向力量感測輸出值方式來監測該主軸軸承預壓值。
藉此，本發明透過前述技術特徵，當主軸於實際運轉時，使用者僅需透過該軸向力量感測器所監測到的主軸的軸向力量感測輸出值，及該主軸軸承預壓值與該軸向力量感測輸出值之間的關係，便可立即獲知當下的主軸軸承預壓值，達到監測預壓值的功效。
為佳地，該軸向力量感測器係設於該主軸。
為佳地，該主軸包含一隔環，該軸向力量感測器係設於該隔環。
為佳地，於步驟(3)中，在主軸處於工作狀態時，該主軸軸承預壓值係透過該軸向力量感測器所量測到的軸向力量感測輸出值來獲得。
有關本發明所提供的一種監測主軸軸承預壓值的方法的詳細特點或步驟，將於後續的說明中予以描述。然而，在本發明領域中具有通常知識者應能瞭解，該等詳細說明以及實施本發明所列舉的特定實施例，僅係用於說明本發明，並非用以限制本發明之專利申請範圍。
2‧‧‧主軸
10‧‧‧外殼
12‧‧‧扣環
14‧‧‧軸環
20‧‧‧軸桿
30‧‧‧隔環
40‧‧‧第一軸承
42‧‧‧第一滾動件
44‧‧‧第一外軸承環
46‧‧‧第一內軸承環
50‧‧‧第二軸承
52‧‧‧第二滾動件
54‧‧‧第二外軸承環
56‧‧‧第二內軸承環
60‧‧‧推拉力曲線預壓分析儀
62‧‧‧測力負荷模組
64‧‧‧位移感測模組
66‧‧‧軸向力量感測器
第1圖為本發明實施例之監測主軸軸承預壓值的方法的流程圖；第2圖為本發明實施例之主軸的剖視圖；第3圖為本發明實施例之測試系統的示意圖，包含測力負荷模組及位移感測模組。
為了詳細說明本發明之技術特點所在，茲舉以下之實施例並配合圖示說明如後，其中：第1圖為本實施例之流程圖，第2圖係為本實施例之一主軸2或是轉動總成的一橫截面。該主軸2可包括一外殼10、一軸桿20、一隔環30、一第一軸承40及一第二軸承50。該第一軸承40具有複數個第一滾動件42、一第一外軸承環44及一第一內軸承環46。該第二軸承50具有複數個第二滾動件52、一第二外軸承環54及一第二內軸承環56，該第一外軸承環44可藉由一扣環12固持在外 殼10中，以及第二外軸承環54可藉由可螺合入外殼10的一具螺紋的軸環14固持在外殼10中。該隔環30之兩端分別抵接於該第一內軸承環46及該第二內軸承環56。該第一內軸承環46、該第二內軸承環56及該隔環30可接受並固定至該軸桿20並可為一單一單元一起地轉動。該主軸2係經構形用以容許該軸桿20相對於該外殼10轉動。再者，於一些可能的實施例中，該主軸2係設於一工具機內(圖中未示)，該工具機具有一立柱、一橫樑、一滑枕、一頭部、一工作台、一底座及一油箱(圖中未示)，該油箱填充有潤滑油用以潤滑及冷卻主軸2。
需要強調的是，儘管於本實例及圖式中係使用滾珠軸承作為說明，但該等方法及實例同樣地可應用但不限於諸如滾子軸承及相類似之軸承的結構上。滾珠軸承係僅作為一實例並且不應視為具限制性。請再參閱第2圖，於本實例中，使用者可藉由調整該軸環14的位置以改變該第一軸承40及該第二軸承50的預壓值，當該軸環14係經旋入該外殼10內且未與該第二外軸承環54接觸時，該第一滾動件42及該第二滾動件52尚未與其相對應的該第一軸承40之第一內、外軸承環46,44及該第二軸承50之第二內、外軸承環56,54達到緊配合，因此該軸桿20仍可自由地橫向或軸向地移動一特定距離，此時係屬於預壓值為零的情況。
當軸環14進一步地旋入外殼10中，該第二軸承50、該隔環30及該第一軸承40會朝該扣環12的方向移動，直到彼此相互抵靠在一起。若再進一步將該軸環14朝內旋入，此時該主軸2的第一及第二軸承40、50就會產生預壓值，隨著該軸環14旋入越多，該預壓值就會越大。於本實施例中，該預壓值係表示為力，其單位係以牛頓表示之，但也可為但不限於表示為尺寸，其單位以μm表示之。
請再參閱第3圖，其係為本實施例中用以量測該主軸2的軸承40、50之預壓值的一種推拉力曲線預壓分析儀(PPC Preload Analyzer,Push-Pull-Curve Preload Analyzer)60的示意圖。該推拉力曲線預壓分析儀60包含有一測力負荷模組62及一位移感測模組64，透過該推拉力曲線預壓分析儀60可導出針對該主軸2的一力-位移曲線，並結合該推拉力曲線預壓分析儀60的預壓值分析方法，藉以獲得該主軸2的軸承40、50的預壓值。需要特別說明的是，有關該推拉力曲線預壓分析儀60的詳細結構及該預壓值分析方法之運用，已經完整且詳細地揭示於PCT國際公開案第WO 2010/010451號中，為了節省篇幅，在此容申請人不再贅述。
請再參閱第1-3圖，本發明所示實施例之一種監測主軸軸承預壓值的方法。該方法具體包括以下步驟：
S1，量測該主軸2的軸桿20之軸向位移與軸向受力的特性，並透過該推拉力曲線預壓分析儀(PPC Preload Analyzer)60來解析並獲得主軸軸承預壓值。於本實施例中，該主軸2是處於冷條件(Cold condition)時，量測主軸2的軸桿20之軸向位移與軸向受力的特性，並透過該推拉力曲線預壓分析儀60來解析主軸軸承預壓值。其中，所述的冷條件(Cold Condition)是指主軸2的溫度與室溫相同，且主軸2的轉速為零或極低的狀態。
S2，透過一軸向力量感測器(axial force sensor)66同步地獲取該主軸2的一軸向力量感測輸出值(axial force sensor output)，其中，該軸向力量感測輸出值係與該主軸軸承預壓值相互對應。接著，建立該主軸軸承預壓值與該軸向力量感測輸出值之間的關係，藉此可將該軸向力量感測輸出值視為該主軸軸承預壓值，並透過監測該軸向力量感測輸出值方式來監測該主軸軸承預壓值。
於本實施例中，在量測主軸2的軸桿20之軸向位移與軸向受力的同時，記錄該軸桿20的軸向力量輸出值，此時，該主軸2同樣是處於冷條件(cold condition)下，再者，該軸向力量感測輸出值係透過該推拉力曲線預壓分析儀(PPC Preload Analyzer)60所獲取的該主軸軸承預壓值(spindle preload amount)進行校準。於S2中，該軸向力量感測器66係設置於該隔環30上，實際應用並不以此為限，該軸向力量感測器66也可依照使用需求而設置但不限於該外殼10、該軸環14、該軸桿20、該第一軸承40或該第二軸承50上(圖中未示)。此外，該軸向力量感測器66係可選用應變規或壓電元件，於本實施例是選用應變規，且由該軸向力量感測器66所獲取的軸向力量感測輸出值係為電壓值。
由於，S2中已經建立該主軸軸承預壓值與該軸向力量感測輸出值之間的關係，因此，在主軸(spindle)2處於工作狀態(operating condition)時，使用者便可透過量測該軸向力量感測器(axial force sensor)66所量測到的軸向力量感測輸出值來獲得該主軸軸承預壓值(spindle preload amount)。其中，所述的工作狀態(operating condition)是指主軸2於實際加工時的狀態，此時主軸2是處在工作溫度及轉速狀態下。
接著，於S3中，本發明更進一步揭示一種定量地界定主軸2的溫度與主軸軸承預壓值之間的關係的方法，及一種定量地界定主軸2的轉速與主軸軸承預壓值之間的關係的方法。
該定量地界定主軸2的溫度與主軸軸承預壓值之間的關係的方法，包含有：前述S1及S2的步驟所建立該主軸軸承預壓值(spindle preload amount)與該軸向力量感測輸出值(axial force sensor output)之間的關係，藉此可將該軸向力量感測輸出值視為該主軸軸承預壓值；接著，透過一溫度感測器(圖中未示)獲取該主軸2的溫度，並同時透過該軸向力量感測器66來獲取相對應的該軸向力量感測輸出值，並建立該溫度與該軸向力量感測輸出值之間的關係，藉此定量 地界定該主軸2的溫度與該主軸軸承預壓值之間的關係。於本實施例中，該溫度感測器係設於該主軸2上，也就是說，該溫度感測器係可設置於但不限於該隔環30、該外殼10、該軸環14、該軸桿20、該第一軸承40或該第二軸承50上(圖中未示)，於其他可能的實施例中，該溫度感測器係可設置於該工具機的元件上，諸如該工具機的油箱、該立柱、該橫樑、該滑枕、該頭部、該工作台或該底座等。
需要補充說明的是，由於主軸2的溫度及轉速都會影響主軸軸承預壓值，因此為了要定量地界定主軸2的溫度與主軸軸承預壓值之間的關係，於本實施例中，在量測該主軸2的溫度及其相對應的該軸向力量感測輸出值時，首先是先讓主軸2處於工作狀態(operating condition)下，此時主軸2的轉速及溫度會高於處在冷條件(cold condition)時的轉速及溫度，接著，讓該主軸2停止運轉，於主軸2停止運轉的瞬間，透過該軸向力量感測器66量測當下的軸向力量感測輸出值，並透過該溫度感測器感測當下主軸2的溫度，由於此時主軸2的溫度仍處於工作狀態(operating condition)的溫度，但主軸2的轉速則為零，因此可以避免主軸2的轉速對主軸軸承預壓值所造成的影響，此時即可得到一組相對應地主軸2的溫度及軸向力量感測輸出值，接著，再重複數次前述過程，如此可以得到複數組相對應地主軸2的溫度及軸向力量感測輸出值，此時再透過解析該複數組相對應地主軸2的溫度與軸向力量感測輸出值，藉以建立溫度與軸向力量感測輸出值之間的關係，及定量地界定該主軸2的溫度與該主軸軸承預壓值之間的關係。接著再以此前述的關係為基礎，在該主軸2的溫度處於冷條件(cold condition)的室溫溫度的條件下，建立該主軸2於室溫溫度的條件時，該主軸2的溫度與該主軸軸承預壓值之間的關係，及在該主軸2的溫度處於工作溫度(operating temperature)的條件下，建立該主軸2於工作溫度的條件時，該主軸2的溫度與該主軸軸承預壓值之間的關係。
於S3中，該定量地界定主軸2的轉速與主軸軸承預壓值之間的關係的方法，包含有：前述S1及S2的步驟所建立該主軸軸承預壓值(spindle preload amount)與該軸向力量感測輸出值(axial force sensor output)之間的關係，藉此可將該軸向力量感測輸出值視為該主軸軸承預壓值；接著，透過一轉速感測器(圖中未示)獲取該主軸的轉速，並同時透過該軸向力量感測器66來獲取相對應的該軸向力量感測輸出值，並建立該轉速與該軸向力量感測輸出值之間的關係，藉此定量地界定該主軸2的轉速與該主軸軸承預壓值之間的關係。
需要補充說明的是，由於主軸2的溫度及轉速都會影響主軸軸承預壓值，因此為了要定量地界定主軸2的轉速與主軸軸承預壓值之間的關係，於本實施例中，在量測該主軸2的轉速及其相對應的該軸向力量感測輸出值時，首先是先讓主軸2處於冷條件(cold condition)下，此時主軸2的轉速為零且主軸2的溫度為室溫，接著，讓該主軸2開始在工作狀態(operating condition)下運轉，在開始運轉的瞬間，透過該軸向力量感測器66量測當下的軸向力量感測輸出值，並透過該轉速感測器量測當下的主軸的轉速，由於此時該主軸2的轉速是處於工作狀態(operating condition)的高轉速，但主軸2的溫度仍處於冷條件(cold condition)的室溫，因此可以避免主軸2的溫度對主軸軸承預壓值所造成的影響，此時即可得到一組相對應地主軸2的轉速及軸向力量感測輸出值，接著，再重複數次前述過程，如此可以得到複數組相對應地主軸2的轉速及軸向力量感測輸出值，此時再透過解析該複數組相對應地主軸2的轉速與軸向力量感測輸出值，藉以建立轉速與軸向力量感測輸出值之間的關係，及定量地界定該主軸2的轉速與該主軸軸承預壓值之間的關係。接著再以此前述的關係為基礎，在該主軸2的轉速係處於冷條件(cold condition)的低轉速的條件(low speed condition)下，建立該主軸2於低轉速的條件時，該主軸2的轉速與該主軸軸承預壓值之間的關係，及在該主軸2的轉速係處於工作狀態的轉速(operating speed)的條件下，建立該主 軸2於工作狀態的轉速的條件時，該主軸2的轉速與該主軸軸承預壓值之間的關係。
接著，於S4中，在主軸2處於工作狀態(operating condition)時，監控與記錄該軸向力量感測器66的軸向力量感測輸出值，並同時監控與記錄當下該主軸2及裝設有該主軸2的機械設備(圖中未示)的各項資訊，該各項資訊至少包含有主軸2的溫度、轉速及切削力等加工條件，此外還可包含但不限於有機械設備的加工效能、加工精度及檢驗結果等。
最後，於S5中，將S1至S4所建立並累積的數據資料加以整合，並將其儲存於一資料庫(圖中未示)內，藉此，當使用者有設計或調整主軸軸承預壓值的需求時，使用者可透過解析該資料庫的資訊，並以此獲得搭配該主軸2運轉加工狀態的最佳的主軸軸承預壓值，其中，使用者是可透過物聯網及人工智慧的技術來解析該資料庫的資訊。
由上述實例可知，本發明透過該等步驟的技術特徵，得以讓使用者快速且即時的獲知主軸軸承的預壓值，無論主軸2係處於工作狀態或冷條件狀態下均可適用。再者，相較於習知的自然頻率法或轉矩法而言，本發明所獲取的主軸軸承預壓值係可明確量化的數值，因此，使用者得以更精確地調校主軸軸承預壓值的大小，從而找到最適合其運轉加工狀態的主軸軸承預壓值。此外，透過本發明所建立起的資料庫，讓機械廠可以因應不同的客戶需求來進行主軸軸承預壓值的調整，例如，A客戶的使用需求是在高轉速且高溫下進行加工作業，B客戶的使用需求則是低轉速且低溫下進行加工作業，此時，機械廠僅需透過資料庫的資料便可快速判斷客戶的機台所對應地最佳的主軸軸承預壓值，而不需等到客戶機台出現故障後，才回頭進行調整，顯見本發明確實具有習知技術所無法預期之功效。
最後，必須再次說明的是，本發明於前述實施例中所揭露方法及構成元件僅為舉例說明，並非用來限制本發明的專利範圍，舉凡未超脫本發明精神所作的簡易結構潤飾或變化，或與其他等效元件的更替，仍應屬於本發明申請專利範圍涵蓋的範疇。

Claims (13)

  1. 一種監測主軸軸承預壓值的方法，該方法包含下列步驟：(1)透過一推拉力曲線預壓分析儀以獲取該主軸軸承預壓值；(2)透過一軸向力量感測器同步地獲取該主軸的一軸向力量感測輸出值，該軸向力量感測輸出值係透過該推拉力曲線預壓分析儀所獲取的該主軸軸承預壓值進行校準；(3)建立該主軸軸承預壓值與該軸向力量感測輸出值之間的關係，藉此可將該軸向力量感測輸出值視為該主軸軸承預壓值，並透過監測該軸向力量感測輸出值方式來監測該主軸軸承預壓值；其中，該軸向力量感測器係設於該主軸。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該主軸包含一隔環，該軸向力量感測器係設於該隔環。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，於步驟(3)中，在主軸處於工作狀態時，該主軸軸承預壓值係透過該軸向力量感測器所量測到的軸向力量感測輸出值來獲得。
  4. 一種定量地界定主軸的溫度與主軸軸承預壓值之間的關係的方法，其包含有以下步驟：(1)透過一推拉力曲線預壓分析儀以獲取該主軸軸承預壓值；(2)透過一軸向力量感測器同步地獲取該主軸的一軸向力量感測輸出值，該軸向力量感測輸出值係透過該推拉力曲線預壓分析儀所獲取的該主軸軸承預壓值進行校準；(3)建立該主軸軸承預壓值與該軸向力量感測輸出值之間的關係，藉此可將該軸向力量感測輸出值視為該主軸軸承預壓值，並透過監測該軸向力量感測輸出值方式來監測該主軸軸承預壓值；(4)透過一溫度感測器獲取該主軸的溫度及其相對應的該軸向力量感測輸出值，並建立該溫度與該軸向力量感測輸出值之間的關係，藉此定量地界定該主軸的溫度與該主軸軸承預壓值之間的關係。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中，還包含有一工具機，該主軸及該溫度感測器係設於該工具機。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之方法，其中，該工具機具有一立柱、一橫樑、一滑枕、一頭部、一工作台、一底座及一油箱，該溫度感測器係設於該立柱、該橫樑、該滑枕、該頭部、該工作台、該底座或該油箱。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中，該溫度感測器係設於該主軸。
  8. 如申請專利範圍第4項所述之方法，於步驟(4)還包含有，在該主軸的溫度處於室溫溫度的條件下，建立該主軸於室溫溫度的條件時，該主軸的溫度與該主軸軸承預壓值之間的關係。
  9. 如申請專利範圍第4項所述之方法，於步驟(4)還包含有，在該主軸的溫度處於工作溫度的條件下，建立該主軸於工作溫度的條件時，該主軸溫度與該主軸軸承預壓值之間的關係。
  10. 一種定量地界定主軸的轉速與主軸軸承預壓值之間的關係的方法，其包含有以下步驟：(1)透過一推拉力曲線預壓分析儀以獲取該主軸軸承預壓值；(2)透過一軸向力量感測器同步地獲取該主軸的一軸向力量感測輸出值，該軸向力量感測輸出值係透過該推拉力曲線預壓分析儀所獲取的該主軸軸承預壓值進行校準；(3)建立該主軸軸承預壓值與該軸向力量感測輸出值之間的關係，藉此可將該軸向力量感測輸出值視為該主軸軸承預壓值，並透過監測該軸向力量感測輸出值方式來監測該主軸軸承預壓值；(4)獲取該主軸的轉速及其相對應的該軸向力量感測輸出值，並建立該轉速與該軸向力量感測輸出值之間的關係，藉此定量地界定該主軸的轉速與該主軸軸承預壓值之間的關係。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之方法，於步驟(4)還包含有，在該主軸的轉速係處於低轉速的條件下，建立該主軸於低轉速的條件時，該主軸的轉速與該主軸軸承預壓值之間的關係。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之方法，於步驟(4)還包含有，在該主軸的轉速係處於工作狀態的轉速的條件下，建立該主軸於工作狀態的轉速的條件時，該主軸的轉速與該主軸軸承預壓值之間的關係。
  13. 一種透過資料庫來界定最佳的主軸軸承預壓值的方法，其包含有以下步驟：(1)透過一推拉力曲線預壓分析儀以獲取該主軸軸承預壓值；(2)透過一軸向力量感測器同步地獲取該主軸的一軸向力量感測輸出值，該軸向力量感測輸出值係透過該推拉力曲線預壓分析儀所獲取的該主軸軸承預壓值進行校準；(3)建立該主軸軸承預壓值與該軸向力量感測輸出值之間的關係，藉此可將該軸向力量感測輸出值視為該主軸軸承預壓值，並透過監測該軸向力量感測輸出值方式來監測該主軸軸承預壓值。(4)建立一資料庫，該資料庫包含有該軸向力量感測輸出值及該主軸軸承預壓值；(5)透過分析該資料庫的資訊，並以此獲得搭配該主軸運轉加工狀態的最佳的主軸軸承預壓值。
TW107125894A 2018-07-26 2018-07-26 監測主軸軸承預壓值的方法、定量地界定主軸的溫度與主軸軸承預壓值之間的關係的方法、定量地界定主軸的轉速與主軸軸承預壓值之間的關係的方法以及透過資料庫來界定最佳的主軸軸承預壓值的方法 TWI676522B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW107125894A TWI676522B (zh) 2018-07-26 2018-07-26 監測主軸軸承預壓值的方法、定量地界定主軸的溫度與主軸軸承預壓值之間的關係的方法、定量地界定主軸的轉速與主軸軸承預壓值之間的關係的方法以及透過資料庫來界定最佳的主軸軸承預壓值的方法
JP2018190706A JP6941594B2 (ja) 2018-07-26 2018-10-09 スピンドルベアリングの予圧量を監視測定する方法
US16/155,336 US10942074B2 (en) 2018-07-26 2018-10-09 Method for monitoring spindle preload amount

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW107125894A TWI676522B (zh) 2018-07-26 2018-07-26 監測主軸軸承預壓值的方法、定量地界定主軸的溫度與主軸軸承預壓值之間的關係的方法、定量地界定主軸的轉速與主軸軸承預壓值之間的關係的方法以及透過資料庫來界定最佳的主軸軸承預壓值的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TWI676522B true TWI676522B (zh) 2019-11-11
TW202007468A TW202007468A (zh) 2020-02-16

Family

ID=69179107

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW107125894A TWI676522B (zh) 2018-07-26 2018-07-26 監測主軸軸承預壓值的方法、定量地界定主軸的溫度與主軸軸承預壓值之間的關係的方法、定量地界定主軸的轉速與主軸軸承預壓值之間的關係的方法以及透過資料庫來界定最佳的主軸軸承預壓值的方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10942074B2 (zh)
JP (1) JP6941594B2 (zh)
TW (1) TWI676522B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI753724B (zh) * 2020-12-28 2022-01-21 財團法人工業技術研究院 具預壓元件之感測裝置
CN113340506A (zh) * 2021-07-12 2021-09-03 哈尔滨工业大学 一种涡轮泵轴系预紧力检测装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0835520A (ja) * 1994-07-27 1996-02-06 Hitachi Seiki Co Ltd 主軸軸受の予荷重調整装置
TW459583U (en) * 2000-12-01 2001-10-11 Ind Tech Res Inst Pre-load adjustment mechanism for active-type piezoelectric spindle bearing
WO2010010421A1 (en) * 2008-07-21 2010-01-28 Tadao Tsuneyoshi Bearing preload measurement system
CN102029407A (zh) * 2009-10-06 2011-04-27 株式会社捷太格特 机床的主轴装置

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0822481B2 (ja) * 1985-11-27 1996-03-06 日本精工株式会社 予圧切換型スピンドルユニツト
JP2602325B2 (ja) * 1989-04-20 1997-04-23 エヌティエヌ株式会社 予圧可変式スピンドルユニット
JPH06262485A (ja) * 1993-03-05 1994-09-20 Mori Seiki Co Ltd 主軸装置
US5488871A (en) * 1994-02-16 1996-02-06 The Timken Company Bearing adjustment using compressive force sensor
JP3633961B2 (ja) * 1994-08-31 2005-03-30 Ｎｔｎ株式会社 車軸用軸受装置の予圧測定方法及び装置
JPH09108903A (ja) * 1995-10-11 1997-04-28 Nippon Seiko Kk 予圧可変スピンドル
JPH1089355A (ja) * 1996-09-12 1998-04-07 Daikin Ind Ltd 主軸ベアリングの予圧制御装置
JP3174759B2 (ja) * 1998-06-29 2001-06-11 光洋精工株式会社 複列転がり軸受の予圧測定方法
JP2001295838A (ja) * 2000-04-12 2001-10-26 Nsk Ltd 軸受予圧調整方法および軸受構造
US6546781B1 (en) * 2000-10-05 2003-04-15 Ford Motor Company Method of verifying spindle bearing functionality prior to service
US6460423B1 (en) * 2001-02-01 2002-10-08 The Timken Company Method of measuring preload in a multirow bearing assembly
JP2004034223A (ja) * 2002-07-03 2004-02-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 主軸装置及び予圧制御方法
JP2004127276A (ja) * 2002-09-09 2004-04-22 Ntn Corp ワイヤレスセンサシステムおよびワイヤレスセンサ付軸受装置
JP2004169756A (ja) * 2002-11-18 2004-06-17 Nsk Ltd センサ付軸受装置
JP2005133891A (ja) * 2003-10-31 2005-05-26 Ntn Corp 軸受の予圧測定方法および予圧測定装置
JP2005321236A (ja) * 2004-05-07 2005-11-17 Nsk Ltd 転がり軸受ユニットの荷重測定装置
CN101832866B (zh) * 2004-05-14 2012-09-19 株式会社神户制钢所 轮胎测试机以及用于轮胎测试机的跳动测量方法
JP2008540962A (ja) * 2005-05-10 2008-11-20 ザ ティムケン カンパニー センサ装置一体型軸受アセンブリ
JP4993492B2 (ja) * 2007-09-11 2012-08-08 Ｎｔｎ株式会社 軸受装置
JP5147528B2 (ja) * 2008-05-13 2013-02-20 Ｎｔｎ株式会社 軸受装置
JP2010096565A (ja) * 2008-10-15 2010-04-30 Ntn Corp センサ付車輪用軸受

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0835520A (ja) * 1994-07-27 1996-02-06 Hitachi Seiki Co Ltd 主軸軸受の予荷重調整装置
TW459583U (en) * 2000-12-01 2001-10-11 Ind Tech Res Inst Pre-load adjustment mechanism for active-type piezoelectric spindle bearing
WO2010010421A1 (en) * 2008-07-21 2010-01-28 Tadao Tsuneyoshi Bearing preload measurement system
CN102029407A (zh) * 2009-10-06 2011-04-27 株式会社捷太格特 机床的主轴装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
郭已誠，「全球首創主軸預壓定量控制系統主軸預壓量測技術」，PMC，104年3月4日 *
郭已誠，「全球首創主軸預壓定量控制系統主軸預壓量測技術」，PMC，104年3月4日。

Also Published As

Publication number Publication date
US10942074B2 (en) 2021-03-09
TW202007468A (zh) 2020-02-16
JP6941594B2 (ja) 2021-09-29
US20200033210A1 (en) 2020-01-30
JP2020015159A (ja) 2020-01-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jun et al. Evaluation of a spindle-based force sensor for monitoring and fault diagnosis of machining operations
CN102866006B (zh) 一种通用性强的主轴系统动静态性能测试综合实验台
TWI676522B (zh) 監測主軸軸承預壓值的方法、定量地界定主軸的溫度與主軸軸承預壓值之間的關係的方法、定量地界定主軸的轉速與主軸軸承預壓值之間的關係的方法以及透過資料庫來界定最佳的主軸軸承預壓值的方法
CN107702920A (zh) 轴承诊断装置
US8315826B2 (en) Diagnostic method for a ball bearing, in particular for an angular-contact ball bearing, a corresponding diagnostic system, and use of the diagnostic system
JP6650030B2 (ja) 転がり軸受疲労状態予測装置及び転がり軸受疲労状態予測方法
CN106768748B (zh) 一种内置式机床主轴轴向动刚度测试装置及测试方法
WO2019221251A1 (ja) 軸受の状態監視方法及び状態監視装置
Russell et al. Evaluating load distribution at the bearing-housing interface using thin film pressure sensors
CN104568441B (zh) 轴承摩擦扭矩测量工具及轴承预紧量验证方法
CN105388011A (zh) 一种主轴轴向静刚度测试装置及其使用方法
CN110567626B (zh) 一种间接式轴承预紧力测量方法及系统
CN110082238B (zh) 一种滚珠丝杠副综合磨损系数测量方法
WO2007015360A1 (ja) 転がり軸受部品の評価法
CN106595464B (zh) 轴承游隙监测系统和方法
CN110095367A (zh) 一种丝杠滚道磨损系数测量方法
Boud et al. Application of multi-sensor signals for monitoring tool/workpiece condition in broaching
CN210037208U (zh) 一种滚动轴承疲劳寿命数据采集装置
JP2004061151A (ja) 軸受装置の接触角測定方法及び装置
JP2005133891A (ja) 軸受の予圧測定方法および予圧測定装置
CN110296837B (zh) 一种基于轴瓦变形的滑动轴承载荷测量方法
Meier et al. Determination of bearing clearance by the application of neural networks
EP3848597A1 (en) Bearing device
KR200235880Y1 (ko) 구름베어링의 자동 시험기
Moorthy et al. Bearing fault diagnosis using fuzzy unordered rule induction algorithm through vibration signals