机床操作传统上专注于“速度和馈送”，而今天的先进加工技术，特别是高速铣削，这两者都在峰值操作期间创建的力量。然而，在生产过程中，更高的速度和更快的饲料可以导致加工区域的碰撞。高进料速率的刀具碰撞导致电机主轴上的高冲击峰值力。结果，主轴损坏是常见的，并且修复或更换主轴的成本以及损失的生产率和停机时间，可以遇到数万美元。此外，这些碰撞通常会损坏切削工具和机器轴。
大约60％的时间，机床上的主轴单位因碰撞而损坏。
最常见的碰撞源与：
- 工件（例如故障的空白或不正确的定位，毛刺或使用不正确的夹紧装置或不正确的定位），或
- 使用不正确的切割工具和数值控制命令的机床（示例包括不正确的尺寸输入，编程错误，手动操作期间不正确的馈送，快速横向移动，或错误的刀具校正值）。
机床的碰撞可能对各种机床部件造成严重损坏。根据碰撞的强度，损坏可能导致机器组件的立即击穿或减少寿命。
主轴单元是最容易在碰撞中损坏的机床部件之一。如图2所示，主轴单元60%的损伤是由碰撞引起的。
滚动元件轴承是受碰撞力最大影响的机械主轴组件。由于梯度太高，碰撞力太高时，超过了最大允许界面压力，这可以变形或损坏滚动元件和滚动元件和滚动元件和滚动元件的最大允许界面压力。此外，工具界面和工具夹紧系统也可能损坏并需要修理。
目前的碰撞保护策略包括碰撞和损坏的预防或减少。最流行的策略是通过CAD/CAM系统和CNC模拟进行工艺规划，无传感器和基于传感器的电子系统，以及扭矩或力操作的机械系统。每种策略都有其利弊。
防止主轴碰撞的流行策略包括通过CAD / CAM系统和CNC仿真，传感器和传感器的电子系统，以及扭矩或力操作的机械系统。
由德国Kleinwallstadt的Jakob Antriebstechnik推出，并由GAM在北美市场销售的碰撞保护系统是基于双法兰设计的。在发生碰撞的情况下，该系统允许电机主轴与进给轴的机械解耦，使进给轴的受控减速在过载发生前停止。电机主轴在主轴法兰处的防止系统的内圈上旋紧。内圈依次位于外圈内，外圈被拧到机床的机头上。内圈到外圈的定位，从而电机主轴的位置是通过精确制造的几何形状来保证的。所需的安装力是由永磁体和预加载弹簧产生的。根据弹簧预载荷的不同，轴向安装力最高可达18 kN，倾斜力矩最高可达2300 Nm(在径向载荷情况下)。集成的阻尼元件吸收多余的碰撞能量。利用系统集成的位移传感器，记录圆周上三个点在轴向上的相对运动。系统盖和密封件保护装置不受灰尘颗粒、芯片和液体的影响。
来自德国Kleinwallstadt的Jakob Antriebstechnik和GAM在北美市场销售的碰撞保护系统是基于双法兰设计的。
为了确定径向和轴向载荷下的脱离行为，在生产原型单元的测试期间将静力施加到工具尖端。这些力增加，直到保护系统被激活。由于永磁体的负刚度特性，当超过最大保持力时，接触表面的突然间隔是可能的。
对于测试中使用的主轴，在径向壳体中，在轴向和2kNM中调节力/扭矩。由位移传感器记录的信号指示系统返回其初始位置（<5μm）的精度。
由于这种电机主轴安全系统在发生碰撞时，会立即断开机床主轴箱和电机主轴之间接口的动力传输，因此对冲击敏感的部件可以免受碰撞潜在的破坏性冲击力的影响。该系统保护组件，如主轴轴承，轴，夹紧系统，变送器和旋转饲料。Jakob系统可用于所有电机主轴设计和尺寸，免维护，不需要外部电源，包括一个集成传感器，用于高度精确的位置控制。
您可以在9月在芝加哥的IMTS参观展位W-1779的GAM，并查看工作演示。
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