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利用Commander SK實現個人數控機床的主軸系統的數字化

使用方法簡單,性能和可靠性大幅提升

Tormach主要為投資商、機械師、制造商以及愛好者生產高質量的個人數控機床。Tormach總裁Greg Jackson坦言,可購性使得公司PCNC 1100產品特點鮮明、易于使用。
Tormach的PCNC 1100產品精度可達±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。而等效的工業產品,不僅價格貴好幾倍,而且接近80%的數控應用精度不合要求。
Jackson從事機床行業30多年,憑借其經驗斷定:倘若不過于追求利潤,將很容易生產出性能極高的產品;對成本低、性能卓越的機床的探索才能帶給設計者帶來真正的挑戰和成就感。而這一目標,Tormach已經實現。

確立數字化

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,在產品功能未增加前,Tormach并不愿提高PCNC產品價格。因此,Tormach的目標是降低成本、改善產品性能。

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支持。這其中最麻煩、成本最高的技術支持就是主軸電機的模擬交流驅動器。關鍵在于可重復性——模擬設備會有溫度漂移,需要客戶對電位計手動調節,這也是一個隱性成本。驅動器技術支持上的時間投入,將耽擱新產品的開發。
盡管數字驅動器價格比模擬驅動器貴,但近幾年兩者的價格差異正在日益縮小。而且數字驅動器不存在可重復性問題,更易使用。由于產品的性能更好,減少了技術支持時間,Tormach采用數字驅動器的總體系統成本反而得以降低

確定驅動器

Tormach的工程師們開始對市場上幾個頂級的數字驅動器進行測試,以找到性價比最高、客戶接受的產品。相較于V/Hz驅動器,他們更關注開環矢量驅動器,因其滑差補償更好且低速運行時力矩更大——這應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。
經過兩個月的測試后,Commander SK被認為是最佳驅動器。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,可被及時發現。Tormach利用該特殊能力在驅動器內編制一條稱作“后退邏輯”的程序,該程序可以在機床處于過載時,讓驅動器自動后退至最高可持續速度。這一特性可使Tormach工程師放心地增加PCNC主軸最高速度,無需擔心主軸故障。
選擇Commander SK后,Tormach產品諸多性能都得到提高:速度范圍從350rpm-4500rpm擴至100rpm-5140rpm;驅動器的動態速度范圍也從5:1變為了20:1(高達400%)。
驅動器的功率也從1.5hp(5A連續,峰值7A)擴至2hp。原驅動器過載能力為150%,而Commander SK驅動器過載能力高達230%,具有苛刻切割狀態下的杰出執行能力。測試中切割速度提高了大約100%(在12000轉/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。

其它優勢

額外的動態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一種拉緊/壓縮攻頭——客戶對該產品的需求特別大。
Commander SK的廣泛的編程能力允許Tormach工程師開發出三款具有新特性的產品:一個驅動器故障指示燈,一個超載預警指示燈以及一個模擬功率計。
為Tormach帶來的另一優勢就是Commander SK提供知識產權保護(例如Tormach擁有“退回邏輯”功能所有權)。自2008年秋季開始,PCNC1000立式加工機床已配備新的Commander SK,而現有PCNC1000客戶也可獲得真正即插即用的升級。

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