Lasersnijprestaties naar een hoger niveau tillen door de precisie te verbeteren en tegelijkertijd grootte, gewicht en kosten verminderen
met servomotortechnologie van Kollmorgen
Al tientallen jaren werkt een grote fabrikant van geavanceerde lasersnijmachines samen met Kollmorgen om elke nieuwe bewegingsuitdaging in een steeds evoluerende markt op te lossen. Vandaag de dag vertrouwt het bedrijf meer dan ooit op de gezamenlijke technische expertise van Kollmorgen bij het ontwerpen van nieuwe bewegingssystemen die een hogere doorvoer en precisie van metaalsnijden stimuleert.
Uitdaging
Om gezamenlijk tot een oplossing te komen deed het bedrijf een beroep op de expertise van Kollmorgen om te helpen bij het ontwerpen van een compacte machine met zeer hoge snelheid - in wezen twee lasersnijmachines in één machinevoetafdruk - om te voldoen aan de vereisten van een klant voor doorvoer met extreem hoge snelheden. Het realiseren van de vereiste productiedoorvoer in een compacte machine was de eerste uitdaging. Het ontwerp was al bepaald, maar het bedrijf kon geen bestaande motoren vinden die in de installatie pasten en tegelijkertijd voldoende vermogen leverden voor de toepassing. De tweede uitdaging was om het bedrijf te helpen bij het creëren van een nieuwe versie van dezelfde machine die tegen aanzienlijk lagere kosten kon worden aangeboden om een bredere markt te bereiken. Om deze uitdaging op te lossen, zouden de materiaalkosten van het bewegingssysteem moeten worden verlaagd en tegelijkertijd bijna dezelfde prestaties moeten worden bereikt als in het oorspronkelijke ontwerp.
Het oorspronkelijke machineontwerp zou ijzerloze lineaire motoren vereisen om te voldoen aan de doelstellingen van het project op het gebied van snelheid en precisie. Om het benodigde vermogen te leveren zonder de footprint van de installatie te veranderen, ontwierp Kollmorgen een op maat gemaakte wikkeling die werkte met een gespecialiseerd magneetmateriaal met hoge dichtheid. Voortbouwend op die prestatie hielp Kollmorgen bij het ontwikkelen van een goedkopere versie met ijzerkern in plaats van ijzerloze motoren. Voor een lasersnijder met hoge precisie is de uitdaging met ironcore-motoren dat de inherente aantrekkingskracht tussen de magneetweg en de spoel een cogging-effect waardoor de positionele nauwkeurigheid in gevaar komt. Om de snijkwaliteit te behouden, ontwikkelde Kollmorgen een anti cogging-software-algoritme, ingebouwd in de AKD-aandrijving, waardoor cogging met 90% vermindert.
Resultaten
Met de goedkopere ironcore-motoren en de anti-coggging-oplossing van Kollmorgen werd deze versie van de lasersnijmachine al snel de best verkochte machine van het bedrijf. Kollmorgen heeft deze partner ook op vele andere manieren geholpen om voorloper op het gebied van lasersnijden te blijven, waaronder deze geselecteerde voorbeelden:
∙ Het mogelijk maken om motoren te vervaardigen met honderdduizenden kleine lasergesneden effusie-koelgaatjes om een revolutie teweeg te brengen in de brandstofefficiëntie.
∙ Het bedrijf helpen bij de overgang naar een real-time EtherCAT bus architectuur.
∙ Het ontwikkelen van een portaalmodus-algoritme om het afstemmen van bewegingen voor portaalarmen die synchroon moeten bewegen te vereenvoudigen.
∙ Biedt afstemmings- en filtermogelijkheden die de bandbreedte van de snelheidslus verdubbelen, wat resulteert in een grotere stabiliteit en doorvoer van de machine.
