微型机器:物有所值?

正在开发或刚刚进入市场的微型机床价格相当昂贵，通常高达100万美元或更多。我发现有趣的是，所谓的“微型”机器有“巨型”的价格标签。

这些机器具有几纳米的分辨率，并且能够生产高精度组件和光学质量表面。然而，特别是因为它们是相当小的系统，它们令人望而生畏的价格标签让人三思而行。尽管这些机器不值那么多钱，但它们可能比我见过的任何其他系统都更接近这个指标。

为了抵消它们的高成本，许多微型机器被设计成具有多种功能，包括车削(车床)、铣削、磨削、刨削和检查。许多机器的机械设计相当精巧。为了支持多功能机械设计，许多运动控制器能够解决不同操作所需的各种功能。

许多功能

例如，车床通常是两轴的，但是当机器配置为五轴加工时，使用相同的控制器。当然，在这两种情况下，协调电机(位置和速度)控制执行。然而，在磨削模式下，可以采用更先进的控制算法，如力或功率控制来优化生产。

两项进步使这些控制器的灵活性得以提高。首先是更强大的处理能力，允许更灵活的编码控制算法。在过去，控制器的处理能力已经被推到了极限，需要针对特定配置进行优化的控制算法。新的高性能控制器可以运行效率较低，但更通用的代码。

第二个进步是可编程内存大小的增加。在许多情况下，一个全新的控制程序被下载到运动控制器。因此，一个5轴轧机控制器成为一个成形器控制器。

显然，在多功能机器上使用多功能控制是必要的。然而，随着这些控制器成本的降低，它们也被用于一次性机器(如车床或铣床)。转换到这些类型的控制器背后有几个原因，但大多数原因归结为成本。通过为各种机器购买单个控制器，OEM可以减少编程和培训成本，同时享受规模经济带来的成本降低。另一方面，客户可以通过各种途径节省成本，包括培训和维护成本。此外，这些控制器在本质上是相当灵活的，从而提供了一些有趣的机会。

最广泛使用的灵活性选项是用户界面，允许OEM公司定制机器以满足客户的特定需求或愿望。用户界面选项允许控制器呈现出用户操作人员感到舒适的控制器的外观和感觉(可能是市场上不再提供的旧型号控制器)。然而，这种灵活性也可以用来帮助公司将机器直接连接到其他系统，如检查，物料处理或MRP系统。选择是无穷无尽的。

最后，控制将朝着增加功能，同时降低成本和增加利润的方向发展。新的多功能控制器正在迅速成为现实，并将在未来扩大其影响范围。由于它们可以被编程为“几乎”像任何控制器一样工作，操作员可能不会注意到车间的太多变化;然而，设计师、工艺工程师、维护人员和会计人员肯定会注意到其中的差异。

Thomas R. Kurfess博士，体育博士，宝马制造主席，克莱姆森大学国际汽车研究中心

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