成功案例 | 奇石樂動態測量技術助力NIKKEN不斷創新刀柄解決方案
日本刀柄專家 NIKKEN 依托奇石樂測力計的精準測量與完整切削力數據,持續改進其面向日本及歐洲高精密加工應用的解決方案。該公司最近創新研發的動態雙面接觸刀柄系統,更榮獲日本精密工學會(JSPE)技術大獎。
NIKKEN 在大阪的總部依靠奇石樂測量技術開發高級刀架。
株式會社日研工作所(NIKKEN KOSAKUSHO WORKS, LTD.)自 1958 年于大阪創立以來,始終致力于制造高性能刀柄、數控轉臺、鉸刀及其它應用于不同工業領域的尖端加工技術解決方案。作為一家跨國企業,其業務網絡覆蓋日本及其它十多個國家,擁有 750 多名員工,服務領域涵蓋航空航天、醫療保健、賽車、電力工程、能源及精密模具等高端制造行業。
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的NIKKEN歐洲創新中心,成為其發展歷程中的一個重要里程碑。該創新中心配備了 8 個先進的加工中心,專門用于全面開展加工應用方面的研究與開發工作。NIKKEN 高級總經理 Susumu Mikado 表示:“創新中心成立之初,我們就開始采用奇石樂測量技術,并一直成功合作至今。” 創新中心位于謝菲爾德大學先進制造研究中心(AMRC)附近,AMRC是專注于航空航天應用領域高水平研究與開發的知名機構。
奇石樂 9255C 測力計是一款多分量力和力矩傳感器,用于在加工研發和生產等要求苛刻的應用中進行穩定、精確的動態測量。
切削力測量——極高的精準度
Mikado 解釋道:“研發的目標在于將切削力在 X、Y、Z 軸上的所有數據,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定性等參數建立關聯,并對這些數據進行綜合評估。”
“奇石樂系統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。”
NIKKEN公司高級總經理Susumu Mikado
NIKKEN 的 X-Treme CHUCK 刀柄系列用于高要求的加工應用,是在奇石樂 9255C 測力計的幫助下開發的。
NIKKEN 研發的 X-Treme CHUCK 系列產品,適用于要求嚴苛的航空航天和能源領域應用。這些產品具備優秀的重復精度和出色的跳動特性,同時完全杜絕和預防了端銑刀的任何移動或 “拉出” 情況。在刀柄的開發和測試過程中,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變化。測量范圍寬(Fx、Fy:±30 kN,Fz:-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和生產中的重型應用場景。
Mikado 介紹說:“在奇石樂的幫助下,我們能夠對尺寸為 150×150×100mm 的原始工件的加工工藝和方法進行標準化。我們的產品最初是為制造由特殊鈦合金制成的噴氣發動機部件而研發的。測力計的卓越性能、操作便利性、數據質量,再加上奇石樂提供的優質服務,這些都是我們項目成功的關鍵因素。”
NIKKEN 總部的研發工作站,帶有加工單元,包括奇石樂 9255C 測力計(背景中)。
推動技術不斷革新
2020 年,NIKKEN 在日本總部新建了一個技術中心,配備了最新的加工技術,以實現盡可能高的精度。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于不同類型刀柄和卡盤的切削數據,這些數據不僅用于基礎評估,還為材料特性的規格制定提供支持。”
奇石樂 9255C 測力計提供的綜合切削力數據幫助 NIKKEN 開發和改進其高性能重型加工的刀柄解決方案。
在大阪新技術中心的研發工作取得了重大成果,成功開發出動態雙面接觸刀具系統。NIKKEN 的這一創新成果最終催生了新型刀柄系列,包含多種變體,其中動態 2LOCK 刀具系統(BT 雙面接觸)榮獲 2022 年日本精密工程學會(JSPE)第 42 屆技術獎。新系統在諸多方面展現出更優異的切削性能:能夠有效消除振動、提高平穩性、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),都能實現這些性能提升。
Mikado 總結道:“奇石樂測力計助力我們持續開發解決方案,甚至為一些重大創新奠定了基礎。奇石樂日本公司提供的技術支持也十分出色,不僅在調試設備和基礎知識交流方面給予幫助,在優化測量鏈和整個研發系統,包括接口和數據處理等方面,也提供了有力支持。”

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