艾默生CT Commander SK实现个人数控机床主轴系统数字化

使用方法简单，性能和可靠性大幅提升

2011年04月25日

        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±0.00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。

主要优势
•速度更精确

•低端力矩更大

• 快速减速/快速制动

• 过载能力更强

•数字化调节，精度更高

•制造和校准过程无需调节

• 使用模拟电子期间无需电位器和相关变动

• 更高的输出功率，增强的切割能力

• 可安装在现有翻新机器上

• 增加机器可靠性，减少停工时间

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Commander SK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。

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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。