Bend-Tech是威斯康星州一家专门生产数控管材切割机、制管和弯管系统的公司。5年前，他们发现公司的现场服务电话激增，于是迅速开展调查并查明了原因。原来，越野车等户外赛车运动日益普及大幅推动了金属管材和管道制造的需求，导致客户踊跃要求Bend-Tech进入该市场并将产量提高到远超预期的水平。因此，Bend-Tech团队重新开始设计，并在Thomson Industries创新的混合直线运动技术的帮助下找到了成功的解决方案。
“我们的系统让金属制造厂家能够快速精确地切割管材和管道。”Bend-Tech公司生产经理TJ Merry说道，“因此，不仅提高了他们的生产能力，还能使他们能够内部完成传统的外包服务，最终提高效益。”
户外赛车运动定制车辆日益受到青睐，推动了管材和管道加工需求的稳步上升。（图片由Busted Knuckle Off Road提供）
Bend-Tech公司的业务主要集中在2个市场，并且在这2个市场都增长迅速。他们的许多客户都是为工业和公共建筑提供定制扶手的制造商，因此业务受建筑行业以及对公共安全的日益关注的影响。然而，他们的最大业务增长机会是涉及攀岩车、赛车和吉普车等越野赛车的改装车间。
在最初进入市场表明公司无法满足高产量需求后，Bend-Tech建造了更大的Dragon A400等离子切割、打标和雕刻系统。该系统几乎能处理任何工件，但也带来了另一项挑战：虽然深受大客户的欢迎，但大约三倍于Dragon A250的价格却让一些客户难以承受。“我们需要的是介乎两者之间的产品。”Merry说道，“我们知道合理的价位点，并且必须在不影响生产质量的前提下将机器制造成本减半。”
确定成本削减方向
Bend-Tech Dragon系统包括三大组件：结构框架、切割打标工具头以及控制工具运动的软件引导执行系统。在决定从正在开发的新系统中删除一些功能后，削减成本的重点转向直线运动系统。
Bend-Tech依靠Thomson电动推杆组件在其等离子切割、打标和雕刻系统上实现稳定一致的精确运动控制。
“Thomson为我们制造了用于A400系统运动控制的直线系统，因此我们向他们咨询如何能够制造出价位更低的生产级系统。”Merry说道，“我们也咨询了其他直线运动技术供应商，但Thomson一如既往地迅速回复我们并提供了理想的解决方案。”
Thomson解决方案集成了比先前设计的A400驱动系统更小、更简单的系统版本，且其驱动机制也完全不同。每台A400使用两个Thomson 2DB系列直线运动系统，它们通过螺栓垂直连接以控制A轴和Z轴。其中一个直线运动系统在水平面上定位工具头，另一个在垂直轴上移动切割、打标和雕刻工具。每个轴都通过步进电机驱动的2英尺滚珠丝杠驱动。由于丝杠的长度较长，需要两端配置支撑轴承并使用特殊联轴器连接步进电机。
Bend-Tech借助Thomson创造性的工程专业知识成功开发出成本更低的Dragon A250系统，满足了不断增长的市场需求。
对于新的Dragon A250系统，Thomson首先缩短了驱动轴长度，采用11英寸梯形丝杠和6英寸驱动器，从而消除了两端支撑的需要。这意味着可以选用无需两端支撑的电动梯形丝杠（MLS），因为负载由电机内的轴承支撑。而且由于梯形丝杠与MLS电机转子是一体的，无需将丝杠外部连接至转子。
“Thomson这个组件的设计真的非常巧妙。”Merry说道，“他们通过尽可能减少组件数量降低了成本。使用集成梯形丝杠而不是滚珠丝杠的电机，消除了丝杠与电机连接的成本，以及与此相关的所有支撑硬件。”
Thomson公司为Bend-Tech量身定制的低成本运动控制组件将步进电机驱动的电动丝杠集成到先前滚珠丝杠驱动的直线运动系统中。Thomson通过螺栓将直线运动系统垂直连接在一起，从而移动固定在右侧红色板另一侧的等离子割炬和打标工具。
新的运动控制组件比A400上使用的系统更小，但是看起来非常相似，同样包括圆形导轨、轴承、支架和滑块。Merry表示，新系统看起来完全是以前系统的缩小版。对于他来说这也是一个卖点，因为它保持了连续性。
降低可重复性的成本
运行期间，驱动系统会连接到一台装有CAD/CAM软件的Windows PC电脑，其中存储了每个客户的设计参数，例如长度、弯曲角度、转数和材料特性。运动控制系统将接收这些信息并按照预编程的顺序执行，使工具能够自动切换等离子切割或零件打标。对于A400和A250，所有切割和打标必须在+/- 0.010”公差以内。
Dragon A250的CAD/CAM软件预编程了设计参数，可引导Thomson直线运动组件、控制系统的运动并实现高重复精度。
实现这种高精度的关键是位置传感器，它建立了一个零点，并记录了距离该点的任何变化。在A400中，传感器延伸在直线运动组件的一侧。所有接线都安装在挤压成型的铝制手柄状结构中，它从组件的一端延伸到另一端。在A250的设计中，Thomson将所有的限位开关都集成在系统的电子元件中，并在端块上加工了一个凹槽和螺纹孔，使传感器可以旋入该螺纹孔中。通过这种方式，无需外部夹具即可满足精度要求，从而进一步降低系统成本。
传感器为A250提供了高精度、可重复性和可靠性，同时通过消除在直线执行组件侧面安装传感器夹具的需要，降低了系统成本。
预装的ACME螺纹螺母也有助于实现Merry所谓的“精准”可靠性。相比于使用标准模制螺母的原始滚珠丝杠组件，工厂校准的滚珠丝杠和复合聚合物螺母具有更小的游隙。
志在必得
Bend-Tech宣布推出Dragon A250的当天，他们就售出了四套系统，并且此后需求一直保持稳定。根据一些始终使用手工方法的中型市场客户的预计，使用该系统后期生产力将提高5倍以上。随着新冠大流行相关隔离导致的人们对户外活动的兴趣增加，以及经济复苏带来的建筑热潮的前景，Bend-Tech公司已做好持续成功的准备。
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