演奏“奇异恩典”的滚珠丝杠

2016-11-230阅读0

  日本精工在“JIMTOF2016”(第28届日本国际机床展、2016年11月17~22日于东京有明国际会展中心举行)上展示了“Ball Screw PLAYER”,用滚珠丝杠演奏音乐(图1)。演奏时通过控制滚珠丝杠驱动的声音来表现音阶。会场上演奏了“奇异恩典”(Amazing Grace)等。

  

图1:“Ball Screw PLAYER”

  此次展示的滚珠丝杠有两种(图2)。一种是改变转速并改变所产生的频率,通过这两者的搭配来演奏的“自然音阶滚珠丝杠”。另一种是通过改变沟槽间隔、设定音阶,按一定速度驱动来演奏的“乐曲滚珠丝杠”。后者与汽车以一定速度驶过刻有沟槽的路面时发出音乐的“音乐公路”原理一样。

  

图2:“Ball Screw PLAYER”的构成。内部配置有6根滚珠丝杠。

  其技术背景在于,机床主轴的旋转及进给速度走向高速化。为了适应这一趋势,日本精工也在推进滚珠丝杠向驱动高速化发展,但伴随高速化出现了驱动噪声变大的问题。因此,日本精工开发出了降噪技术,于2014年发表了“高速静音II滚珠丝杠”,该滚珠丝杠改进了螺杆沟槽的设计及生产技术,抑制了滚珠转动噪声以及与机械的共鸣共振噪声。在该技术开发的过程中,日本精工获得了很多频率控制方面的经验,除了降低音压的技术之外,还包括“对何处如何切削会发出何种声音”等。

  此次日本精工还展示了着眼于声音变化的技术。这就是诊断轴承劣化程度及损伤部位的传感器“Bearing Doctor BD-2”(图3)。在机床等的外部用磁铁设置该传感器后,传感器就会测定振动的加速度、速度及变化,将相关计测数据经由蓝牙发送至平板电脑。然后利用日本精工的诊断系统“ACOUS NAVI”来判断轴承的状态。

  

图3:“Bearing Doctor BD-2”

  据日本精工介绍,在轴承型号不同的情况下,滚珠的滚动时序等也会不同,各自拥有固有的振动模式。该传感器收录了与日本精工标准的5000个轴承型号相关的频率数据。可以查看收集到的振动是否与这些数据吻合。还可确认有无损伤,乃至“外轮有伤”等损伤部位。通信距离最大约为40m。数据库还可通过手动输入来追加数据。日本精工预定2017年推出该传感器产品。(记者:松田千穗)

  (全文完)