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高精度圆柱面钻孔

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现如今，人们对楼宇及其它设施的门锁系统的要求比以前任何时候都要高。若想有效实行复杂的安全措施，则需要有创新的设备及软件理念。受瑞士公司 Keso AG（在门锁系统领域拥有超过 45 年丰富经验的专业公司）的委托，SEH GmbH 研发了一个锁芯圆柱面高精度钻孔机器人。软件方案由 Mabag AG 提供，控制机驱动技术则由 Beckhoff 提供。过去，总部位于瑞士 Widnau 的专用机床制造商SEH GmbH 需要与各中控制设备供应商合作，因此他们会用到很多截然不同的驱动解决方案。Keso AG 向 SEH GmbH 下了一份订单，要求为其设计一款用于锁芯圆柱面钻孔的新型、自动钻床，从而让SEH 进行了一次系统改造。“2006 年年中，这份高科技订单促使我们做出了一项重大决定：我们只需要一家能够提供完整的自动化解决方案的‘一站式’供应商，因此，我们选择了 Beckhoff。”SEH GmbH 机械工程师兼董事总经理 Guido Herzog 如此阐释道。精度最高、灵活性更大新型专用钻床用于在锁芯圆柱面上进行螺栓孔的精确钻孔。阶梯孔在深度及 X-Y-Z 坐标方面都要精确到 ± 0.01 mm。为此，伺服电机的精度必须控制在1μm 范围内。“这比我们要求的精度还要高出 10 倍。”Herzog 如是说。在这之前，Keso AG 已将 CNC 机床用于锁芯圆柱面的阶梯孔；然而，角度必须机械地从 0 调整到4.5°。转换时间需要 40 到 45 分钟；此外，还可能会损耗 4 到 5 个锁芯圆柱面。随着新研发设备的使用，转换时间— 包括数据导入及钻头调整— 所需的时间仅为 30 秒左右。这将不再有任何损耗— 甚至第一个圆柱面也总是可用。（图片）高精度钻床共有 10 根 CNC 轴，通过 Beckhoff 的 TwinCAT 自动化软件控制。此外，还有 2 根用来调整角度和高度的轴，配有 Beckhoff 产品系列中最小的伺服电机，其法兰尺寸为 56 mm，高约 120 mm。小型电机里甚至还内置了一个制动器。共使用了 5 个配备有旋转变压器和制动器的伺服电机，因为在紧急情况下，必须能停止 Z 轴的运行。此外，可通过制动器调整角度设置。“在最大应力下，电机最大可设置为 50% 的额定输出。其它所有电机都具有相同的输出，即使其能力不能被充分利用。这样会带来一个很大的好处，就是可在出现故障的情况下轻松更换伺服电机。”Guido Herzog 解释道。（图片）一切尽在控制之中— 归功于集成的自动化解决方案重要数据都存储于 Keso AG 服务器数据库中，这些数据可通过条形码经由指定的接口直接传输至控制器。另外，灵活性、适用性及流畅的数据传输是 PC 控制器所具备的最大优势之一。“如此简单的集成很容易导致与另一台控制器之间的问题。”Mabag AG 的董事总经理、同时编译和执行该钻床用户定制软件的Robert Schär 如此说道。“除了三根高频主轴之外，其它所有组件，包括控制器、显示器、伺服电机和软件，均由 Beckhoff 提供。有了 Beckhoff 自动化系统，我们就能够控制一切：路径、功率和扭距。我们能够随时跟踪并控制一切，甚至可以判别机床的磨损情况。”Guido Herzog 补充道。（图片）未来展望目前研发的钻床已经是 Keso AG 订购的第二台钻床。“第一台钻床已投入运行一年，在 12 小时内可钻削约 2000 个圆柱面。”Robert Schär 解释道。Guido Herzog 补充说道：“与之前的那台钻床相比，这台钻床可在相同时间内以更高的精度钻削更多的圆柱面。 11/6/2010


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