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利用Commander SK實現(xiàn)個人數(shù)控機床的主軸系統(tǒng)的數(shù)字化

時間:2011-07-26 15:49:49來源:zhangting

導(dǎo)語:?Tormach主要為投資商、機械師、制造商以及愛好者生產(chǎn)高質(zhì)量的個人數(shù)控機床。Tormach總裁Greg Jackson坦言,可購性使得公司PCNC 1100產(chǎn)品特點鮮明、易于使用。

      Tormach主要為投資商、機械師、制造商以及愛好者生產(chǎn)高質(zhì)量的個人數(shù)控機床。Tormach總裁Greg Jackson坦言,可購性使得公司PCNC 1100產(chǎn)品特點鮮明、易于使用。


      Tormach的PCNC 1100產(chǎn)品精度可達±0.001英寸。其基本模型3-軸立式銑削機床零售價在7,500美元以下。PCNC 1100產(chǎn)品包(包括臺架、計算機、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從事機床行業(yè)30多年,憑借其經(jīng)驗斷定: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、性能卓越的機床的探索才能帶給設(shè)計者帶來真正的挑戰(zhàn)和成就感。而這一目標,Tormach已經(jīng)實現(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)品價格。因此,Tormach的目標是降低成本、改善產(chǎn)品性能。
      Tormach主要價值在于整個使用壽命期間,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)支持就是主軸電機的模擬交流驅(qū)動器。關(guān)鍵在于可重復(fù)性——模擬設(shè)備會有溫度漂移,需要客戶對電位計手動調(diào)節(jié),這也是一個隱性成本。驅(qū)動器技術(shù)支持上的時間投入,將耽擱新產(chǎn)品的開發(fā)。
盡管數(shù)字驅(qū)動器價格比模擬驅(qū)動器貴,但近幾年兩者的價格差異正在日益縮小。而且數(shù)字驅(qū)動器不存在可重復(fù)性問題,更易使用。由于產(chǎn)品的性能更好,減少了技術(shù)支持時間,Tormach采用數(shù)字驅(qū)動器的總體系統(tǒng)成本反而得以降低。


確定驅(qū)動器


      Tormach的工程師們開始對市場上幾個頂級的數(shù)字驅(qū)動器進行測試,以找到性價比最高、客戶接受的產(chǎn)品。相較于V/Hz驅(qū)動器,他們更關(guān)注開環(huán)矢量驅(qū)動器,因其滑差補償更好且低速運行時力矩更大——這應(yīng)歸因于其良好的計算能力,以及對電機和自身負載特性的了解。
      經(jīng)過兩個月的測試后,Commander SK被認為是最佳驅(qū)動器。其脫穎而出的主要原因在于CommanderSK具有額外編程能力(唯一具有該能力的驅(qū)動器),該能力保證電機因故無法達到所需速度時,可被及時發(fā)現(xiàn)。Tormach利用該特殊能力在驅(qū)動器內(nèi)編制一條稱作“后退邏輯”的程序,該程序可以在機床處于過載時,讓驅(qū)動器自動后退至最高可持續(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擴至100rpm-5140rpm;驅(qū)動器的動態(tài)速度范圍也從5:1變?yōu)榱?0:1(高達400%)。
      驅(qū)動器的功率也從1.5hp(5A連續(xù),峰值7A)擴至2hp。原驅(qū)動器過載能力為150%,而Commander SK驅(qū)動器過載能力高達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)。由于低速運行時力矩增加,鉆孔能力大幅增強,因而可使用直徑更大的鉆頭。

其它優(yōu)勢
      額外的動態(tài)制動電阻使得制動時間效率提高450%,全速運行至靜止所需時間由原來的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:一個驅(qū)動器故障指示燈,一個超載預(yù)警指示燈以及一個模擬功率計。
      為Tormach帶來的另一優(yōu)勢就是Commander SK提供知識產(chǎn)權(quán)保護(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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