成功案例 | 奇石樂動態(tài)測量技術(shù)助力NIKKEN不斷創(chuàng)新刀柄解決方案

日本刀柄專家 NIKKEN 依托奇石樂測力計的精準(zhǔn)測量與完整切削力數(shù)據(jù)，持續(xù)改進其面向日本及歐洲高精密加工應(yīng)用的解決方案。該公司最近創(chuàng)新研發(fā)的動態(tài)雙面接觸刀柄系統(tǒng)，更榮獲日本精密工學(xué)會（JSPE）技術(shù)大獎。

NIKKEN 在大阪的總部依靠奇石樂測量技術(shù)開發(fā)高級刀架。

株式會社日研工作所（NIKKEN KOSAKUSHO WORKS, LTD.）自 1958 年于大阪創(chuàng)立以來，始終致力于制造高性能刀柄、數(shù)控轉(zhuǎn)臺、鉸刀及其它應(yīng)用于不同工業(yè)領(lǐng)域的尖端加工技術(shù)解決方案。作為一家跨國企業(yè)，其業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋日本及其它十多個國家，擁有 750 多名員工，服務(wù)領(lǐng)域涵蓋航空航天、醫(yī)療保健、賽車、電力工程、能源及精密模具等高端制造行業(yè)。

盡管 NIKKEN 早在 1973 年就已進入歐洲市場，但 2015 年在英國羅瑟勒姆市開設(shè)的NIKKEN歐洲創(chuàng)新中心，成為其發(fā)展歷程中的一個重要里程碑。該創(chuàng)新中心配備了 8 個先進的加工中心，專門用于全面開展加工應(yīng)用方面的研究與開發(fā)工作。NIKKEN 高級總經(jīng)理 Susumu Mikado 表示：“創(chuàng)新中心成立之初，我們就開始采用奇石樂測量技術(shù)，并一直成功合作至今?！?創(chuàng)新中心位于謝菲爾德大學(xué)先進制造研究中心（AMRC）附近，AMRC是專注于航空航天應(yīng)用領(lǐng)域高水平研究與開發(fā)的知名機構(gòu)。

奇石樂 9255C 測力計是一款多分量力和力矩傳感器，用于在加工研發(fā)和生產(chǎn)等要求苛刻的應(yīng)用中進行穩(wěn)定、精確的動態(tài)測量。

切削力測量——極高的精準(zhǔn)度

Mikado 解釋道：“研發(fā)的目標(biāo)在于將切削力在 X、Y、Z 軸上的所有數(shù)據(jù)，與 3 軸伺服電機的速度指令、扭矩指令、主軸扭矩，以及切削表面的精度和穩(wěn)定性等參數(shù)建立關(guān)聯(lián)，并對這些數(shù)據(jù)進行綜合評估?！?/p>

“奇石樂系統(tǒng)使我們能夠精確測量一系列新型刀柄所需的所有切削力，還能對比所有刀柄的加工工藝性能?！?/p>

NIKKEN公司高級總經(jīng)理Susumu Mikado

NIKKEN 的 X-Treme CHUCK 刀柄系列用于高要求的加工應(yīng)用，是在奇石樂 9255C 測力計的幫助下開發(fā)的。

NIKKEN 研發(fā)的 X-Treme CHUCK 系列產(chǎn)品，適用于要求嚴(yán)苛的航空航天和能源領(lǐng)域應(yīng)用。這些產(chǎn)品具備優(yōu)秀的重復(fù)精度和出色的跳動特性，同時完全杜絕和預(yù)防了端銑刀的任何移動或 “拉出” 情況。在刀柄的開發(fā)和測試過程中，NIKKEN使用了奇石樂的 9255C 測力計。這款由四個三軸力傳感器組成的壓電傳感器陣列，憑借其高剛性和固有頻率，能夠極其精確地測量三個正交軸上的切削力和力矩。9255C 測力計的另一大優(yōu)勢是分辨率高，即便涉及較大的力，它也能捕捉到極其細微的動態(tài)變化。測量范圍寬（Fx、Fy：±30 kN，F(xiàn)z：-10 至 60 kN）、與地絕緣、防護等級達到 IP67等特性使其非常適合研發(fā)和生產(chǎn)中的重型應(yīng)用場景。

Mikado 介紹說：“在奇石樂的幫助下，我們能夠?qū)Τ叽鐬?150×150×100mm 的原始工件的加工工藝和方法進行標(biāo)準(zhǔn)化。我們的產(chǎn)品最初是為制造由特殊鈦合金制成的噴氣發(fā)動機部件而研發(fā)的。測力計的卓越性能、操作便利性、數(shù)據(jù)質(zhì)量，再加上奇石樂提供的優(yōu)質(zhì)服務(wù)，這些都是我們項目成功的關(guān)鍵因素?！?/p>

NIKKEN 總部的研發(fā)工作站，帶有加工單元，包括奇石樂 9255C 測力計（背景中）。

推動技術(shù)不斷革新

2020 年，NIKKEN 在日本總部新建了一個技術(shù)中心，配備了最新的加工技術(shù)，以實現(xiàn)盡可能高的精度。Mikado 再次提到：“鑒于此，我們將奇石樂測力計遷至新中心。從那以后，9255C 測力計提供了大量關(guān)于不同類型刀柄和卡盤的切削數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)不僅用于基礎(chǔ)評估，還為材料特性的規(guī)格制定提供支持?！?/p>

奇石樂 9255C 測力計提供的綜合切削力數(shù)據(jù)幫助 NIKKEN 開發(fā)和改進其高性能重型加工的刀柄解決方案。

在大阪新技術(shù)中心的研發(fā)工作取得了重大成果，成功開發(fā)出動態(tài)雙面接觸刀具系統(tǒng)。NIKKEN 的這一創(chuàng)新成果最終催生了新型刀柄系列，包含多種變體，其中動態(tài) 2LOCK 刀具系統(tǒng)（BT 雙面接觸）榮獲 2022 年日本精密工程學(xué)會（JSPE）第 42 屆技術(shù)獎。新系統(tǒng)在諸多方面展現(xiàn)出更優(yōu)異的切削性能：能夠有效消除振動、提高平穩(wěn)性、提升精度并延長刀具壽命，而且無論加工何種材料（如鋁、鋼或合金），都能實現(xiàn)這些性能提升。

Mikado 總結(jié)道：“奇石樂測力計助力我們持續(xù)開發(fā)解決方案，甚至為一些重大創(chuàng)新奠定了基礎(chǔ)。奇石樂日本公司提供的技術(shù)支持也十分出色，不僅在調(diào)試設(shè)備和基礎(chǔ)知識交流方面給予幫助，在優(yōu)化測量鏈和整個研發(fā)系統(tǒng)，包括接口和數(shù)據(jù)處理等方面，也提供了有力支持。”