利用Commander SK实现个人数控机床的主轴系统的数字化

来源:网络  作者:网络转载   2019-09-28 阅读:170

      Tormach主要为投资商、机械师、制造商以及爱好者生产高质量的个人数控机床。Tormach总裁Greg Jackson坦言,可购性使得公司PCNC 1100产品特点鲜明、易于使用。


      Tormach的PCNC 1100产品精度可达±0.001英寸。其基本模型3-轴立式铣削机床零售价在7,500美元以下。PCNC 1100产品包(包括台架、计算机、第四轴、所有主轴工具等)成本约为17,000美元。而等效的工业产品,不仅价格贵好几倍,而且接近80%的数控应用精度不合要求。
      Jackson从事机床行业30多年,凭借其经验断定:倘若不过于追求利润,将很容易生产出性能极高的产品;对成本低、性能卓越的机床的探索才能带给设计者带来真正的挑战和成就感。而这一目标,Tormach已经实现。

确立数字化


      与许多OEM一样,Tormach也不得不面对日益增加的运输成本及原材料成本。然而,在产品功能未增加前,Tormach并不愿提高PCNC产品价格。因此,Tormach的目标是降低成本、改善产品性能。
      Tormach主要价值在于整个使用寿命期间,PCNC无需电话和电邮技术支持。这其中最麻烦、成本最高的技术支持就是主轴电机的模拟交流驱动器。关键在于可重复性——模拟设备会有温度漂移,需要客户对电位计手动调节,这也是一个隐性成本。驱动器技术支持上的时间投入,将耽搁新产品的开发。
尽管数字驱动器价格比模拟驱动器贵,但近几年两者的价格差异正在日益缩小。而且数字驱动器不存在可重复性问题,更易使用。由于产品的性能更好,减少了技术支持时间,Tormach采用数字驱动器的总体系统成本反而得以降低。


确定驱动器


      Tormach的工程师们开始对市场上几个顶级的数字驱动器进行测试,以找到性价比最高、客户接受的产品。相较于V/Hz驱动器,他们更关注开环矢量驱动器,因其滑差补偿更好且低速运行时力矩更大——这应归因于其良好的计算能力,以及对电机和自身负载特性的了解。
      经过两个月的测试后,Commander SK被认为是最佳驱动器。其脱颖而出的主要原因在于CommanderSK具有额外编程能力(唯一具有该能力的驱动器),该能力保证电机因故无法达到所需速度时,可被及时发现。Tormach利用该特殊能力在驱动器内编制一条称作“后退逻辑”的程序,该程序可以在机床处于过载时,让驱动器自动后退至最高可持续速度。这一特性可使Tormach工程师放心地增加PCNC主轴最高速度,无需担心主轴故障。
      选择Commander SK后,Tormach产品诸多性能都得到提高:速度范围从350rpm-4500rpm扩至100rpm-5140rpm;驱动器的动态速度范围也从5:1变为了20:1(高达400%)。
      驱动器的功率也从1.5hp(5A连续,峰值7A)扩至2hp。原驱动器过载能力为150%,而Commander SK驱动器过载能力高达230%,具有苛刻切割状态下的杰出执行能力。测试中切割速度提高了大约100%(在12000转/分的情况下,从20ipm(英寸/分钟)增至40ipm)。由于低速运行时力矩增加,钻孔能力大幅增强,因而可使用直径更大的钻头。

其它优势
      额外的动态制动电阻使得制动时间效率提高450%,全速运行至静止所需时间由原来的9秒降至2秒。Tormach的工程师因而可开发一种拉紧/压缩攻头——客户对该产品的需求特别大。
      Commander SK的广泛的编程能力允许Tormach工程师开发出三款具有新特性的产品:一个驱动器故障指示灯,一个超载预警指示灯以及一个模拟功率计。
      为Tormach带来的另一优势就是Commander SK提供知识产权保护(例如Tormach拥有“退回逻辑”功能所有权)。自2008年秋季开始,PCNC1000立式加工机床已配备新的Commander SK,而现有PCNC1000客户也可获得真正即插即用的升级。

标签: 主轴
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