Bend-Tech是威斯康星州一家專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)數控管材切割機、制管和彎管系統的公司。5年前，他們發(fā)現公司的現場(chǎng)服務(wù)電話(huà)激增，于是迅速開(kāi)展調查并查明了原因。原來(lái)，越野車(chē)等戶(hù)外賽車(chē)運動(dòng)日益普及大幅推動(dòng)了金屬管材和管道制造的需求，導致客戶(hù)踴躍要求Bend-Tech進(jìn)入該市場(chǎng)并將產(chǎn)量提高到遠超預期的水平。因此，Bend-Tech團隊重新開(kāi)始設計，并在Thomson Industries創(chuàng )新的混合直線(xiàn)運動(dòng)技術(shù)的幫助下找到了成功的解決方案。
“我們的系統讓金屬制造廠(chǎng)家能夠快速精確地切割管材和管道?！盉end-Tech公司生產(chǎn)經(jīng)理TJ Merry說(shuō)道，“因此，不僅提高了他們的生產(chǎn)能力，還能使他們能夠內部完成傳統的外包服務(wù)，最終提高效益?！?/p>
戶(hù)外賽車(chē)運動(dòng)定制車(chē)輛日益受到青睞，推動(dòng)了管材和管道加工需求的穩步上升。（圖片由Busted Knuckle Off Road提供）
Bend-Tech公司的業(yè)務(wù)主要集中在2個(gè)市場(chǎng)，并且在這2個(gè)市場(chǎng)都增長(cháng)迅速。他們的許多客戶(hù)都是為工業(yè)和公共建筑提供定制扶手的制造商，因此業(yè)務(wù)受建筑行業(yè)以及對公共安全的日益關(guān)注的影響。然而，他們的最大業(yè)務(wù)增長(cháng)機會(huì )是涉及攀巖車(chē)、賽車(chē)和吉普車(chē)等越野賽車(chē)的改裝車(chē)間。
在最初進(jìn)入市場(chǎng)表明公司無(wú)法滿(mǎn)足高產(chǎn)量需求后，Bend-Tech建造了更大的Dragon A400等離子切割、打標和雕刻系統。該系統幾乎能處理任何工件，但也帶來(lái)了另一項挑戰：雖然深受大客戶(hù)的歡迎，但大約三倍于Dragon A250的價(jià)格卻讓一些客戶(hù)難以承受?！拔覀冃枰氖墙楹鮾烧咧g的產(chǎn)品?！盡erry說(shuō)道，“我們知道合理的價(jià)位點(diǎn)，并且必須在不影響生產(chǎn)質(zhì)量的前提下將機器制造成本減半?！?/p>
確定成本削減方向
Bend-Tech Dragon系統包括三大組件：結構框架、切割打標工具頭以及控制工具運動(dòng)的軟件引導執行系統。在決定從正在開(kāi)發(fā)的新系統中刪除一些功能后，削減成本的重點(diǎn)轉向直線(xiàn)運動(dòng)系統。
Bend-Tech依靠Thomson電動(dòng)推桿組件在其等離子切割、打標和雕刻系統上實(shí)現穩定一致的精確運動(dòng)控制。
“Thomson為我們制造了用于A(yíng)400系統運動(dòng)控制的直線(xiàn)系統，因此我們向他們咨詢(xún)如何能夠制造出價(jià)位更低的生產(chǎn)級系統?！盡erry說(shuō)道，“我們也咨詢(xún)了其他直線(xiàn)運動(dòng)技術(shù)供應商，但Thomson一如既往地迅速回復我們并提供了理想的解決方案?！?/p>
Thomson解決方案集成了比先前設計的A400驅動(dòng)系統更小、更簡(jiǎn)單的系統版本，且其驅動(dòng)機制也完全不同。每臺A400使用兩個(gè)Thomson 2DB系列直線(xiàn)運動(dòng)系統，它們通過(guò)螺栓垂直連接以控制A軸和Z軸。其中一個(gè)直線(xiàn)運動(dòng)系統在水平面上定位工具頭，另一個(gè)在垂直軸上移動(dòng)切割、打標和雕刻工具。每個(gè)軸都通過(guò)步進(jìn)電機驅動(dòng)的2英尺滾珠絲杠驅動(dòng)。由于絲杠的長(cháng)度較長(cháng)，需要兩端配置支撐軸承并使用特殊聯(lián)軸器連接步進(jìn)電機。
Bend-Tech借助Thomson創(chuàng )造性的工程專(zhuān)業(yè)知識成功開(kāi)發(fā)出成本更低的Dragon A250系統，滿(mǎn)足了不斷增長(cháng)的市場(chǎng)需求。
對于新的Dragon A250系統，Thomson首先縮短了驅動(dòng)軸長(cháng)度，采用11英寸梯形絲杠和6英寸驅動(dòng)器，從而消除了兩端支撐的需要。這意味著(zhù)可以選用無(wú)需兩端支撐的電動(dòng)梯形絲杠（MLS），因為負載由電機內的軸承支撐。而且由于梯形絲杠與MLS電機轉子是一體的，無(wú)需將絲杠外部連接至轉子。
“Thomson這個(gè)組件的設計真的非常巧妙?！盡erry說(shuō)道，“他們通過(guò)盡可能減少組件數量降低了成本。使用集成梯形絲杠而不是滾珠絲杠的電機，消除了絲杠與電機連接的成本，以及與此相關(guān)的所有支撐硬件?！?/p>
Thomson公司為Bend-Tech量身定制的低成本運動(dòng)控制組件將步進(jìn)電機驅動(dòng)的電動(dòng)絲杠集成到先前滾珠絲杠驅動(dòng)的直線(xiàn)運動(dòng)系統中。Thomson通過(guò)螺栓將直線(xiàn)運動(dòng)系統垂直連接在一起，從而移動(dòng)固定在右側紅色板另一側的等離子割炬和打標工具。
新的運動(dòng)控制組件比A400上使用的系統更小，但是看起來(lái)非常相似，同樣包括圓形導軌、軸承、支架和滑塊。Merry表示，新系統看起來(lái)完全是以前系統的縮小版。對于他來(lái)說(shuō)這也是一個(gè)賣(mài)點(diǎn)，因為它保持了連續性。
降低可重復性的成本
運行期間，驅動(dòng)系統會(huì )連接到一臺裝有CAD/CAM軟件的Windows PC電腦，其中存儲了每個(gè)客戶(hù)的設計參數，例如長(cháng)度、彎曲角度、轉數和材料特性。運動(dòng)控制系統將接收這些信息并按照預編程的順序執行，使工具能夠自動(dòng)切換等離子切割或零件打標。對于A(yíng)400和A250，所有切割和打標必須在+/- 0.010”公差以?xún)取?/p>
Dragon A250的CAD/CAM軟件預編程了設計參數，可引導Thomson直線(xiàn)運動(dòng)組件、控制系統的運動(dòng)并實(shí)現高重復精度。
實(shí)現這種高精度的關(guān)鍵是位置傳感器，它建立了一個(gè)零點(diǎn)，并記錄了距離該點(diǎn)的任何變化。在A(yíng)400中，傳感器延伸在直線(xiàn)運動(dòng)組件的一側。所有接線(xiàn)都安裝在擠壓成型的鋁制手柄狀結構中，它從組件的一端延伸到另一端。在A(yíng)250的設計中，Thomson將所有的限位開(kāi)關(guān)都集成在系統的電子元件中，并在端塊上加工了一個(gè)凹槽和螺紋孔，使傳感器可以旋入該螺紋孔中。通過(guò)這種方式，無(wú)需外部夾具即可滿(mǎn)足精度要求，從而進(jìn)一步降低系統成本。
傳感器為A250提供了高精度、可重復性和可靠性，同時(shí)通過(guò)消除在直線(xiàn)執行組件側面安裝傳感器夾具的需要，降低了系統成本。
預裝的ACME螺紋螺母也有助于實(shí)現Merry所謂的“精準”可靠性。相比于使用標準模制螺母的原始滾珠絲杠組件，工廠(chǎng)校準的滾珠絲杠和復合聚合物螺母具有更小的游隙。
志在必得
Bend-Tech宣布推出Dragon A250的當天，他們就售出了四套系統，并且此后需求一直保持穩定。根據一些始終使用手工方法的中型市場(chǎng)客戶(hù)的預計，使用該系統后期生產(chǎn)力將提高5倍以上。隨著(zhù)新冠大流行相關(guān)隔離導致的人們對戶(hù)外活動(dòng)的興趣增加，以及經(jīng)濟復蘇帶來(lái)的建筑熱潮的前景，Bend-Tech公司已做好持續成功的準備。
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