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像切黄油一般的切削工艺

金属加工:Zinser公司数控火焰切割中心采用科尔摩根伺服技术

Kollmorgen Zinser 4125

Zinser 4125能够轻松应对大多数金属加工任务。


燃烧的混合气体、闪光电弧或激光束:在金属板成型过程中,热加工必不可少。但切削操作需要像切黄油一般轻松自如,为此,一些机械工程公司在它们的加工中心中采用多种工艺,并利用数控技术进行三维控制。所采用的伺服驱动技术必须支持插补运动,为此,Zinser使用了运动控制专家科尔摩根公司的解决方案。
Kollmorgen Zinser 4125 Application involving drilling and cutting unit smZinser认为,其“4125” 型传送门系统可以处理大多数任务,因为这种多用途火焰切割机不仅能处理简单的切割任务,还可以完成多个单独执行的工艺步骤 – 例如氧燃料和等离子切割、钻孔、圆柱或多边形管加工和边缘倒角等 – 不仅精度很高,而且不延长加工时间。为了实现这一目标, Zinser 4125配有13个数控轴,所有这些轴都通过科尔摩根AKD®伺服控制器AKM®同步伺服电机综合解决方案驱动。从机械角度来看,高精度源自于不含附加传动组件的行星齿轮电机组合。“为了节省成本,市场上的一些解决方案使用齿形皮带。相比之下,我们将电机、齿轮和直线单元直接组合在一起”, Zinser公司销售经理安德烈亚斯•尼克劳斯解释说。他的公司采取这种战略性决定是有道理的:免除使用维护密集型的传动组件有利于提高机器利用率,延长维护周期,从而确保更高的整体工作效率和更优的平均故障间隔时间(MTBF)。
快速的服务支持
制造精密度和运行稳定性:这是Zinser在设计其机器时十分看重的两个关键性指标,一半的机器设备将运往出口市场。考虑到这一点,这家位于撒伯豪尔森的公司要求其设备能够在技术上提供必要的精度水平,并且提供良好的服务质量。在严格对比了科尔摩根伺服驱动技术与其竞争对手的技术后,科尔摩根这两个方面的特性给管理层人员留下了深刻的印象。举例来说,有两个方面的特性具有吸引力,即易于编程和使用标准电缆连接控制器和笔记本电脑。“如果我们有任何技术问题,科尔摩根公司服务人员将会提供快速、专业的支持。我们的合作产生了化学反应。”尼克劳斯总结说。
氧气燃料、等离子体和激光:所有三个切削方法都使用热能将金属板转换成所需要的形状。任何制造工艺所使用的方法将取决于材料的类型和片材的厚度。因此Zinser 4125配备最多12个焊割炬载具,这样就可以在单个工艺步骤中完成所有工件处理。所有模块形成传送门系统的组成部分,在两个同步伺服轴的驱动下纵向移动。横向构件容纳其他驱动器,包括适当缩窄的开关柜。
这样的设计清楚地告诉我们,对于伺服驱动技术来说,除了所谓的“软”因素之外,例如工程设计兼容性或维修便易性,另外的一个关键性因素是尽可能少占用空间。 “较浅的开关柜设计是我们的技术人员选择AKD伺服控制器的另外一个关键性原因”,该经理强调说。
Kollmorgen Zinser 4125 servo drive system高功率密度驱动技术 Kollmorgen Zinser AKM41 Servo Motor
由于这三种切削方法都采用热加工工艺,考虑到热量上升的事实,驱动器技术必须具有非常高效率的自我散热特性,以防止过热故障。在供应商评估过程中,AKD控制器已经证明它们能够通过紧凑的外壳进行有效的散热,同时提供高功率密度。“我们的优势在于,我们并不需要为焊割炬上方的开关柜进行空调降温,至少在较温和的欧洲气候下不需要这样做。”安德烈亚斯•尼克劳斯指出。科尔摩根AKM系列同步伺服电机还尽量降低机头温度。“这些电机动力强劲,但是温度也较低。”在描述AKM电机如何结合高功率密度和高能效时,该经理兴奋地说道。
使用制动能量
一切都是为了效率:由于在多轴布局中(特别是传送门系统的多轴布局),总是有一些驱动器用于加速,另外一些驱动器用于制动;直流中间电路被证明是一个非常有效的能量回收手段。能量损耗减小了,而且制动能量不再在电阻上消耗殆尽 – 从而进一步减少输入到机器的热量。
从操作人员的角度来看,良好的热性能可以降低运营成本,延长维护间隔,而且,由于故障可能性降低,将会增大平均故障间隔时间,从而增强盈利能力。对于在巴登-符腾堡州制造的机器来说,上述最后一个优点是一个关键性卖点,因为在金属加工企业,火焰切割机通常是制造工艺中的瓶颈环节。在机器加工完成后,焊工就已经准备就绪,等待切割零件。“如果系统处于停滞状态,企业也会停止运转,”安德烈亚斯•尼克劳斯言简要地解释说;特别要Kollmorgen Zinser AKD Servo Drive指出的是,通常在生产规划阶段,就已经对订单进行合并,因此并没有切割部件库存。
鉴于这些可用性要求, Zinser决定与科尔摩根合作,以提供合适的售后服务。Zinser需要为全球4000多加工中心随时提供备件(即使在投产十年之后),只有这样,才能保证最短交付时间。另一个要求是最大限度的标准化,以确保机械构造允许单个控制器或电机类型执行多个任务。但是,在最小差异与高度精确驱动之间所做的平衡工作,在配置阶段引发了一些具有挑战性的设计问题。安德烈亚斯•尼克劳斯回顾了在这方面与科尔摩根公司进行的密切合作。他们在Zinser提供的设计的基础上,精心选择控制器和电机- 这是几乎所有标准化机器的做法。科尔摩根的大客户管理团队全力投入,提供技术人员,解决内部开发问题以及关于驱动器设计的任何问题。 “我们的设备必须能够胜任客户所要求的任务,因此我们需要具有实效的技术,”安德烈亚斯•尼克劳斯说。“一切都进行得很顺利。

 

 

 

 

 

Kollmorgen Zinser Metin Han作者: Metin Han

 

 

 

 

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