HSD Mechatronics携手奇石乐测力仪,推进机床电主轴研发
依托奇石乐测力仪,HSD机电系统的测试与开发工程师得以系统性地推进电主轴、双摆铣头等机床核心部件的研发进程。通过对切削力与力矩的精准测量,团队不仅能深入解析部件的运行动力学特性,更驱动了工具开发领域的创新突破——尤其在多材料加工应用方向上成效显著。
HSD拥有约300名员工,下设四家子公司(分布于美国、德国、韩国和中国),并建立了覆盖全球的销售与支持中心网络。该公司隶属于意大利上市企业Biesse S.p.A.,后者是拥有4,100名全球雇员的机床专家。Biesse与HSD尤以其在多材料加工领域的深厚专长而著称……

依托高端机床部件,实现精密加工
在位于意大利佩萨罗的 HSD Mechatronics 总部,Manuel Camperchioli 及其团队负责原型机的测试和验证,在创新中扮演着关键角色。Camperchioli 自 2016 年以来一直在 HSD 工作,担任原型机测试与体验经理。他说:“我们负责提出产品性能的改进建议,并探索可能的新应用。通过与供应商和客户的系统性合作测试,我们促进创新以及产品的开发与完善。通过这种方式,我们帮助客户交付高精度、高可靠性、低总体拥有成本(TCO)和高整体设备效率(OEE)的机床。”
为应对机床开发领域瞬息万变的市场需求与严苛的技术挑战,HSD始终聚焦于前沿设计方法与顶级测试设备。在深化专业技术积累的过程中,HSD于2019年与测量技术专家奇石乐(Kistler)达成合作:引入一台9255C测力仪,以获取实际切削力数据,为设计与验证流程提供依据。经过初期奇石乐提供的培训与支持阶段后,HSD自2020年起开始常态化使用该测力仪——主要应用于ES1000系列电主轴的研发。Camperchioli补充道:“精准的测量数据帮助我们避免了部件尺寸过大或过小的问题。它们让我们的机械工程师能够精确设计主轴并进行有限元仿真分析,明确工艺参数与极限边界。”
得益于对加工过程中特定极限值的精准掌握,HSD客户得以获得机床与HSD组件的理想匹配、优化的作业周期,以及近乎内置的故障预防机制。
奇石乐提供顶级的切削力测量
奇石乐的固定式和旋转式测力仪广泛应用于加工研发领域。其主要优势包括:
- 极高精度的动态力和力矩测量
- 适用于多种加工应用,如铣削、磨削、车削、珩磨、钻孔、攻丝等
- 坚固可靠,耐冷却液和润滑剂
- 尺寸和测量范围齐全,覆盖从微细加工到重型加工
- 极长的使用寿命
根据所选解决方案,可提供各种信号调理、数据采集和评估设备及软件,以完善量身定制的测量链。
测力仪测量技术助推铣头与电主轴开发
9255C 测力仪——测量台面尺寸为 260x260 mm,测量范围宽达 -10 至 60 kN——是一个多分量压电测量平台,可以精确测量所有力(Fx, Fy, Fz),从而计算三个垂直轴上的力矩(Mx, My, Mz)。得益于其高固有频率和高分辨率,该测力仪能够捕捉到大作用力中微小的动态力变化。
HSD的测量链配置臻于完善,引入了奇石乐LabAmp 5167A高端实验室电荷放大器(集成数据采集系统DAQ)及专为机加工应用设计的Dynoware分析软件。Camperchioli对此补充道:“这套仪器使我们能够对新一代ES1000电主轴进行全方位测试:我们通过搭配不同刀具与材料,开展铣削及精加工测试,精准测量切削力、力矩及各类加工过程的频谱特征。这不仅实现了电主轴的极限工况加载验证,更显著提升了其动态行为的有限元仿真精度——其中甚至包含了对轴承使用寿命的预估。”
基于奇石乐测量技术,优化刀具开发与装配
除测力仪测量链外,HSD在生产制造中还广泛应用了称重传感器(涵盖压电式与应变式两类)。结合奇石乐的手持式测量设备——这类便携式多功能装置可用于测量链检测——诸如9323AA与4576A等型号的传感器有效助力了装配流程优化,例如用于测量HSD产品中轴承的预紧力。Camperchioli表示:“凭借精准的测量数据,我们成功缩短了生产环节的装配周期。”
HSD机电系统公司持续深耕机床部件领域,致力完善其多材料加工产品组合。奇石乐9255C测力仪极大提升了该公司在机加工应用领域的产品设计开发能力。Camperchioli补充道:“我们始终借助该设备进行创新探索与新品应用验证。系统测量精度卓越、运行稳定可靠,且在项目初期及后续过程中,始终得到Buelent Tasdelen与Michele Segato的大力支持。”
RCD携手共创新:新测试台与无线旋转测力仪续写合作新篇
展望未来,HSD计划新建一座制动测试台,因此正考虑引进奇石乐KiTorq系列的高速扭矩传感器。该系列产品的转子-定子单元可实现高达50,000 RPM转速下的非接触式扭矩测量。而在测力系统方面,奇石乐创新的无线旋转测力仪(Wireless RCD)将成为客户参观演示的绝佳利器——相较于9255C这类固定式测力平台,它更便于运输与异地部署。正如Camperchioli总结道:“奇石乐的解决方案对HSD这样的企业尤为宝贵,它们让我们得以深度掌握产品的运行动力学特性。更为关键的是,基于由此获得的实测结果,我们可以指导客户为其机床和加工应用做出最佳选择”






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