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提高精确度的同时减小尺寸、重量和成本

科尔摩根帮助激光切割机制造商,将性能提升到全新高度

挑战

我们以其中一个例子来说明此迭代进展,该公司需要设计一个速度非常高但尺寸却很小的机床,基本上是在一个机床占地面积上设计两台激光切割机,旨在满足客户对于超高速处理量的需求。通过紧凑的机床实现所需的生产能力是我们面临的第一个挑战。第二个挑战是,帮助该公司构建同一机床的第二个版本,该版本需要以低得多的成本提供几乎相同的性能来扩大市场份额。

解决方案

最初的机床设计计划使用无铁芯直线电机来满足项目对于速度和精确度的要求。但是,在已确定电机的设计占地面积后,设计团队发现,适合该占地面积的电机却无法提供应用所需的功率。于是,科尔摩根定制了绕组,与专用的高密度磁铁材料一起使用,来提供所需功率,从而无需更改安装占地面积。

在这一成就的基础上,这家机床制造商联合科尔摩根,帮助其进一步创新,打开机床新市场,使其成功加倍。科尔摩根帮助设计了一个低成本的版本,使用有铁芯电机代替了原来设计的无铁芯电机。为了获得高精度的激光切割机,使用有铁芯电机面临的挑战是,磁路和线圈之间的内在吸引力形成嵌齿效应,从而影响定位准确度。

为了在使用有铁芯直线电机时保持切割质量,科尔摩根开发了防嵌齿软件算法,并集成在 AKD 系列驱动器中。该算法将嵌齿现象减少了 90%。项目取得成功的关键是,科尔摩根主动在制造商的工厂内派驻了一名工程师。该运动控制专家确保设计团队理解实现设计目标所需的电机和驱动器,快速进行设计迭代,调整解决方案,帮助按期完成新的机床版本。

收益

通过使用成本更低的有铁芯电机和科尔摩根的防嵌齿解决方案,该版本的激光切割机很快成为该公司最畅销的产品。几十年来,科尔摩根一直帮助该合作伙伴增强能力、提高绩效,保持在激光切割行业的领先地位,而这只是其众多收益中的一个例子。其他收益包括:

  • 使喷气发动机可以制造成千上万的微小激光切割冷却孔,从而彻底提升燃料效率。
  • 帮助该公司转换至实时 EtherCAT 总线体系结构。
  • 开发龙门模式算法简化必须同步移动的龙门臂的调整运动。
  • 提供调整和过滤功能,将速度环带宽提高到该合作伙伴自行控制时的两倍,提高了机床稳定性和处理量。
  • 电机的 SFD(智能反馈设备)支持 0.0005 度的分辨率,在该公司设计用于原型开发和生产的高性价比且灵活的激光切割机中,还使用了科尔摩根最实惠的反馈解决方案。

科尔摩根持续提供专业知识、工具和技术支持来帮助该公司改进机床设计,加快上市速度。当客户遇到意外和难以应对的挑战时,科尔摩根帮助修改和调整机床以便与新流程和材料按最佳方式协作,确保最高性能。现在,科尔摩根与该激光切割合作伙伴合作,探索使用下一代 2G 运动控制系统的机会,希望通过更小的占地面积实现更高转矩和功率密度。

“我们非常钦佩我们的合作伙伴的适应能力,数十年来,他们帮助航空航天、汽车、医疗器械、电子和其他行业的客户实现了许多新应用功能。我们的作用是根据每种应用提供所需的运动控制功能,能够参与这一切让我们深感自豪。” - 科尔摩根电机产品总监 Josh Bellefeuille

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关于科尔摩根

科尔摩根 (Kollmorgen) 是全球领先的运动控制系统和配件供应商。依托超过七十年的运动控制设计和研发领域的专业经验,为全球 OEM 设备制造商提供突破性的解决方案,实现无以伦比的性能、可靠性和便捷性。 凭借世界一流的运动控制技术,业内领先的品质、以及集成和定制产品的专业能力,科尔摩根助力印刷、包装、医疗、机床和机器人等行业的OEM设备制造商设计出更好的机器,获得竞争优势。