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利用Commander SK實(shí)現(xiàn)個(gè)人數(shù)控機(jī)床的主軸系統(tǒng)的數(shù)字化

使用方法簡單,性能和可靠性大幅提升

Tormach主要為投資商、機(jī)械師、制造商以及愛好者生產(chǎn)高質(zhì)量的個(gè)人數(shù)控機(jī)床。Tormach總裁Greg Jackson坦言,可購性使得公司PCNC 1100產(chǎn)品特點(diǎn)鮮明、易于使用。
Tormach的PCNC 1100產(chǎn)品精度可達(dá)±0.001英寸。其基本模型3-軸立式銑削機(jī)床零售價(jià)在7,500美元以下。PCNC 1100產(chǎn)品包(包括臺架、計(jì)算機(jī)、第四軸、所有主軸工具等)成本約為17,000美元。而等效的工業(yè)產(chǎn)品,不僅價(jià)格貴好幾倍,而且接近80%的數(shù)控應(yīng)用精度不合要求。
Jackson從事機(jī)床行業(yè)30多年,憑借其經(jīng)驗(yàn)斷定:倘若不過于追求利潤,將很容易生產(chǎn)出性能極高的產(chǎn)品;對成本低、性能卓越的機(jī)床的探索才能帶給設(shè)計(jì)者帶來真正的挑戰(zhàn)和成就感。而這一目標(biāo),Tormach已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。

確立數(shù)字化

與許多OEM一樣,Tormach也不得不面對日益增加的運(yùn)輸成本及原材料成本。然而,在產(chǎn)品功能未增加前,Tormach并不愿提高PCNC產(chǎn)品價(jià)格。因此,Tormach的目標(biāo)是降低成本、改善產(chǎn)品性能。

Tormach主要價(jià)值在于整個(gè)使用壽命期間,PCNC無需電話和電郵技術(shù)支持。這其中最麻煩、成本最高的技術(shù)支持就是主軸電機(jī)的模擬交流驅(qū)動(dòng)器。關(guān)鍵在于可重復(fù)性——模擬設(shè)備會有溫度漂移,需要客戶對電位計(jì)手動(dòng)調(diào)節(jié),這也是一個(gè)隱性成本。驅(qū)動(dòng)器技術(shù)支持上的時(shí)間投入,將耽擱新產(chǎn)品的開發(fā)。
盡管數(shù)字驅(qū)動(dòng)器價(jià)格比模擬驅(qū)動(dòng)器貴,但近幾年兩者的價(jià)格差異正在日益縮小。而且數(shù)字驅(qū)動(dòng)器不存在可重復(fù)性問題,更易使用。由于產(chǎn)品的性能更好,減少了技術(shù)支持時(shí)間,Tormach采用數(shù)字驅(qū)動(dòng)器的總體系統(tǒng)成本反而得以降低

確定驅(qū)動(dòng)器

Tormach的工程師們開始對市場上幾個(gè)頂級的數(shù)字驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行測試,以找到性價(jià)比最高、客戶接受的產(chǎn)品。相較于V/Hz驅(qū)動(dòng)器,他們更關(guān)注開環(huán)矢量驅(qū)動(dòng)器,因其滑差補(bǔ)償更好且低速運(yùn)行時(shí)力矩更大——這應(yīng)歸因于其良好的計(jì)算能力,以及對電機(jī)和自身負(fù)載特性的了解。
經(jīng)過兩個(gè)月的測試后,Commander SK被認(rèn)為是最佳驅(qū)動(dòng)器。其脫穎而出的主要原因在于Commander SK具有額外編程能力(唯一具有該能力的驅(qū)動(dòng)器),該能力保證電機(jī)因故無法達(dá)到所需速度時(shí),可被及時(shí)發(fā)現(xiàn)。Tormach利用該特殊能力在驅(qū)動(dòng)器內(nèi)編制一條稱作“后退邏輯”的程序,該程序可以在機(jī)床處于過載時(shí),讓驅(qū)動(dòng)器自動(dòng)后退至最高可持續(xù)速度。這一特性可使Tormach工程師放心地增加PCNC主軸最高速度,無需擔(dān)心主軸故障。
選擇Commander SK后,Tormach產(chǎn)品諸多性能都得到提高:速度范圍從350rpm-4500rpm擴(kuò)至100rpm-5140rpm;驅(qū)動(dòng)器的動(dòng)態(tài)速度范圍也從5:1變?yōu)榱?0:1(高達(dá)400%)。
驅(qū)動(dòng)器的功率也從1.5hp(5A連續(xù),峰值7A)擴(kuò)至2hp。原驅(qū)動(dòng)器過載能力為150%,而Commander SK驅(qū)動(dòng)器過載能力高達(dá)230%,具有苛刻切割狀態(tài)下的杰出執(zhí)行能力。測試中切割速度提高了大約100%(在12000轉(zhuǎn)/分的情況下,從20ipm(英寸/分鐘)增至40ipm)。由于低速運(yùn)行時(shí)力矩增加,鉆孔能力大幅增強(qiáng),因而可使用直徑更大的鉆頭。

其它優(yōu)勢

額外的動(dòng)態(tài)制動(dòng)電阻使得制動(dòng)時(shí)間效率提高450%,全速運(yùn)行至靜止所需時(shí)間由原來的9秒降至2秒。Tormach的工程師因而可開發(fā)一種拉緊/壓縮攻頭——客戶對該產(chǎn)品的需求特別大。
Commander SK的廣泛的編程能力允許Tormach工程師開發(fā)出三款具有新特性的產(chǎn)品:一個(gè)驅(qū)動(dòng)器故障指示燈,一個(gè)超載預(yù)警指示燈以及一個(gè)模擬功率計(jì)。
為Tormach帶來的另一優(yōu)勢就是Commander SK提供知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)(例如Tormach擁有“退回邏輯”功能所有權(quán))。自2008年秋季開始,PCNC1000立式加工機(jī)床已配備新的Commander SK,而現(xiàn)有PCNC1000客戶也可獲得真正即插即用的升級。

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