先进的 CNC 系统助力美国机床制造商扩大竞争优势

2014 年 8 月 14 —— NUM 所提供的先进 CNC 系统通过使用最先进的机床控制软件，助力美国机床制造商 Bourn & Koch, Inc. 扩大其竞争优势。继推出一个非常成功的项目，将强大的 7 轴卧式滚齿机控制转移到 NUM Flexium CNC 平台上后，该公司正在规范该控制技术，以便实现广泛的齿轮生产机床应用。

Bourn & Koch 选择将 25H - 400H 系列 II 滚齿机升级到 NUM Flexium CNC，从 400H 开始。这款机床的速度和力度意味着它可以取代多达七款老式齿轮生产机床，成为加工大型精密部件如大齿轮和齿轮组、蜗杆、轴、花键和小齿轮的企业的理想之选。400H 可承载直径达 400mm（16 英寸）的工件，标配轴向行程能力为 1,168 mm（46 英寸），并且可定制用于生产更长的部件。客户通常为生产适用于国防和航空航天、石油/天然气钻井、采矿、重型机械和发电等行业的机械动力传动部件的原始制造商和分包商。

Bourn & Koch 已与 NUM 公司建立逾 25 年的合作关系，目前在很多插齿、滚齿和磨削机床以及各种金属切削机床中广泛采用 NUM 的 CNC 系统，并且实施了大量的 CNC 升级和机床改造项目。两家公司及其客户均受益于这一合作关系。Bourn & Koch 众多客户将联合开发的会话软件作为影响机床采购决策的一个因素。

400H 滚齿机所配备的 HMI（人机界面）通过结合场景对话和强大的图形，充分利用了软件功能，这意味着机床操作人员无需使用或甚至无需熟悉 ISO 语言。如要生产一个部件，操作人员仅需通过简单的填充式菜单输入机床设置信息，如切削速度、工件和刀具几何，而图形图像将提供清晰明确的滚刀工具和相应的齿轮部件视图。在创建适用于特定部件的机床控制程序时，所有的相关计算完全实现自动处理。

因此 Bourn & Koch 理所当然地决定将其设计转移至 NUM Flexium CNC 平台。Bourn & Koch 总裁 Tim Helle 解释道：“我们为客户提供 CNC 选择权 —— NUM 为我们大多数滚齿机的标配 —— 并且我们奉行使用最新技术，以最大限度地提高机床性能和成本效益的政策。此外，该方法逐步简化了机床的操作，减少了培训需求，并且意味着备件都是现成的，从而确保了机床的正常运行时间，降低了客户支持成本。”

对 Bourn & Koch 来说，转移至 NUM Flexium CNC 还具备技术优势；系统更快的块处理和循环更新时间为减少机床的加工周期，并进一步提高其精度提供了机会。
Flexium 还拥有更多的板载 NC 内存，一套更广泛、更统一的 PLC 软件开发工具，并为 OEM 厂商提供了更多自由度来创建针对特定应用的 HMI。这种额外的控制和 HMI 定制灵活性使 Bourn & Koch 能够在各个方面提高滚齿机的操作。

当最新 400H 系列 II 滚齿机配备 NUM CNC 时，整个机床均基于 NUM 运动控制技术，唯一例外的是（C 轴）工件主轴电机，即以 110 RPM 产生 560Nm 转矩的特殊液冷直接驱动装置。除了 Flexium 68 NCK（数控内核） —— NUM 产品系列中最强大的型号且能够控制多达 32 个完全插补轴或主轴 —— 及相关 PLC，NUM 还提供机床上使用的所有 I/O、驱动器和伺服电机。

Tim Helle 透露：“NUM 公司为我们提供了技术支持，协助我们从 Axium 过渡至 Flexium CNC 系统，我们已开始在我们的滚齿机系列中广泛使用该 CNC 平台。从长远来看，我们计划将 NUM 的 Flexium CNC 技术整合至所有的新型滚齿机中。”

滚齿机的七个轴，包括工件主轴电机均由 Flexium 68 CNC 和 NUMDrive C 伺服驱动器控制。径向 (X) 和轴向 (Z) 进给轴、滚刀架转向 (Y)、滚刀架旋转 (A) 和尾架 (W) 轴均可编程，由 NUM BPH 系列中惯量伺服电机进行驱动。尾架伺服所施加的驱动力可在机床使用周期内在线更改，以适应部件的质量变化并防止出现导程误差。滚刀主轴（B 轴）由配备高分辨率多圈编码器的异步 NUM AMS 电机进行驱动，编码器由 NUMDrive C 伺服驱动器控制；另外还配备一个 NUMDrive C 模块来控制机床的直接驱动工件主轴电机。

为了简化和便于操作，400H 滚齿机配备一个 NUM FS152i 操作面板和键盘，通过符合人体工程学的摆臂安装于机床的外表面。操作面板将 15 英寸的触摸屏与运行 Windows Embedded 操作系统、配备固态硬盘和双核处理器的集成工业化 PC 相结合，以提供一个快速、灵敏的 HMI。还可使用通过电缆连接的便携式手轮来远程控制各种机床功能，例如 Jog+/Jog-、所选轴的速度倍率及紧急停止。

400H 机床利用 NUM 广受欢迎的滚齿解决方案 NUMgear 的四轴电子变速箱功能，助力加速复杂齿轮部件的生产。这结合内置高速同步装置，使轴向和径向进给轴和滚刀架转向轴与工件主轴相一致。电子变速箱的使用完全自动化；机床操作人员仅需输入基本的齿轮制造数据，例如齿数、刀具启动数量、齿轮模数 —— 400H 可处理 6.4 的齿轮模数 —— 及需定义的螺旋角，并激活相应的电子齿轮功能。

NUM 系统尤其注重刀具磨损管理。通过软件连续监测滚刀的使用状况，并采用预编程切向滚刀转向程序，以确保在齿轮生成过程中高效切削刃始终啮合；整个过程完全自动化 —— 甚至可在机床使用周期内激活 —— 当需要检查或更换滚刀时操作人员会收到提示。完好无损的滚刀在磨损前可反复重磨或重涂，这有助于将刀具成本降到最低。滚刀架在整个转向过程中保持同步，最大限度地减少脱离/再次啮合时间并防止刀具或工件损坏。

Bourn & Koch 还利用该软件的非接触式自动齿轮对齐功能来提高 400H 的吞吐量 —— 通过预先将工件齿自动同步至滚刀的切削螺纹。这主要用于被重新切削的齿轮或用于热处理后硬螺旋齿轮或直齿轮的重新滚齿（或车齿），以减少失真误差。

位于伊利诺斯州 Naperville 的 NUM 公司总经理 Steven Schilling 指出：“Bourn & Koch 是我们最尊贵的客户之一，也是一个关键业务合作伙伴。其大量的客户群体都使用配备 NUM CNC 系统的机床，其中很多将易操作性作为区分机床的主要条件。该公司决定采用 Flexium 作为以 NUM 为基础的所有产品的 CNC 平台，这对我们来说无论是从技术和商业上都是一个巨大的荣誉。我们目前正致力于提高为其工程、机床启动和客户支持团队所提供的深入产品培训水平，以便为这一举措提供支持。”

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