일반기술

전자기 가진기를 이용한 주축 베어링 상태 제어 방법 및 장치

본 기술은 전자기 가진기를 이용하여 주축 베어링의 상태를 감시 및 보상 제어하는 데 적합한 전자기 가진기를 이용한 주축 베어링 상태 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.생산 현장에서 가장 널리 이용되고 있는 볼 베어링으로 지지되는 고속 주축계는 운전중에 베어링이나 모터의 발열에 의한 열변형을 받게 되는데, 이러한 열변형은 주축의 정적 강성, 동특성의 많은 변화를 야기시킨다. 특히, 운전부하 조건의 변화에 따른 발열량 변화와 냉각 조건, 주위 온도의 변화는 주축의 강성을 변화시키는 주요한 요인으로 작용하여, 운전중 주축 회전의 안정성과 가공 정도 등에 많은 문제점을 야기시킨다.따라서, 본 기술은 전자기 방식의 비접촉식 가진기를 이용하여 주축의 운전부하에 따른 주축 강성을 실시간으로 보상 제어하고자 한다.본 기술에 의한 전자기 가진기를 이용한 주축 베어링 상태 제어 방법 및 장치는 주축 시스템을 최적 상태로 셋팅하여 운전시킨 상태에서 주축의 초기 강성계수 및 감쇠계수를 산출하여 저장하고, 주축 시스템의 운전중에 발생하는 진동을 감지하고, 회전축의 회전시에 발생하는 주파수 변화를 검출한다. 또한, 감지된 진동신호와 검출된 주파수 변화에 의거하여 주파수 응답함수를 구하고, 구해진 주파수 응답함수를 분석하여 주축의 운전중 강성계수 및 운전중 감쇄계수를 산출하고, 초기 강성계수 및 감쇠계수와 산출된 운전중 강성계수 및 운전중 감쇠계수를 비교하여 그 변화량을 검출하고, 검출된 변화량에 의거하여 하우징내 소정 부분에 장착된 전자기 가진기를 가진시킴으로써 주축의 강성 변화를 보상한다.이와 같이 이루어진 본 기술에 의하면, 지능형 주축에 전자기 방식의 가진기를 사용하여 회전축을 가진하고, 진동 센서를 통해 회전시의 진동을 감지하며, 감지된 진동신호에 나타나는 주파수 응답을 분석하여 베어링의 강성 변화 및 예압 등과 같은 베어링의 상태를 검출하며, 이 검출 결과에 의거하여 가진기의 구동을 제어함으로써, 주축의 회전 정도와 강성을 최적 상태로 제어하기 때문에 지능형 주축 시스템의 안정성을 증진시킬 수 있을 뿐만 아니라 고속고정도의 성능을 실현할 수 있다.