工作機器主軸の焼き付け発見ユニットに状態監視機能

NTNが搭載

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データ伝送を無線化した「センサ内蔵軸受ユニット」

NTNは工作機械主軸の焼き付きなどを早期に発見できる「センサ内蔵軸受ユニット」を改良し、無線データ伝送や荷重センサーによる状態監視などの機能を搭載した。主軸の回転を利用する電磁式発電機と無線モジュールを使い、電力供給やデータ伝送をワイヤレス化した。主軸の組み付け時に数時間かけて行う「予圧荷重」の調整作業を省略でき、組み付け工数を減らせる。2023年に量産を始め、同年度に売上高3億円を目指す。

センサ内蔵軸受ユニットはマシニングセンター(MC)や旋盤といった工作機械の主軸の回転を支えるアンギュラ玉軸受で、18年に開発した。温度・振動・熱流の三つのセンサーで軸受状態を監視。軸受の焼き付きや損傷を早期に発見し、機械の稼働停止を未然に防ぐ。

今回の開発品は熱流センサーに代えて小型・高感度の荷重センサーを採用した。工作機械の運転時の軸受にかかる荷重と変化を検出して加工状態を監視する。焼き付きを発生の約5秒前に察知でき、加工品質や生産性の向上に役立つ。

加えて、工作機械の加工精度を保つために主軸の組み付け時にあらかじめ加える力(予圧)も高精度に測定可能。ノウハウを持つ技術者が手作業で数時間かけていた予圧の調整作業をなくすことができる。

軸受内径は40ミリ―140ミリメートルに対応する。各センサーと発電機、無線モジュールは軸受の位置決めなどの目的で使われる「外輪間座」と呼ばれる部品内に配置したため、軸受の大きさは従来品と変わっていない。

日刊工業新聞2020年11月13日

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