成功案例 | 奇石乐动态测量技术助力NIKKEN不断创新刀柄解决方案

日本刀柄专家 NIKKEN 依托奇石乐测力计的精准测量与完整切削力数据，持续改进其面向日本及欧洲高精密加工应用的解决方案。该公司最近创新研发的动态双面接触刀柄系统，更荣获日本精密工学会（JSPE）技术大奖。

NIKKEN 在大阪的总部依靠奇石乐测量技术开发高级刀架。

株式会社日研工作所（NIKKEN KOSAKUSHO WORKS, LTD.）自 1958 年于大阪创立以来，始终致力于制造高性能刀柄、数控转台、铰刀及其它应用于不同工业领域的尖端加工技术解决方案。作为一家跨国企业，其业务网络覆盖日本及其它十多个国家，拥有 750 多名员工，服务领域涵盖航空航天、医疗保健、赛车、电力工程、能源及精密模具等高端制造行业。

尽管 NIKKEN 早在 1973 年就已进入欧洲市场，但 2015 年在英国罗瑟勒姆市开设的NIKKEN欧洲创新中心，成为其发展历程中的一个重要里程碑。该创新中心配备了 8 个先进的加工中心，专门用于全面开展加工应用方面的研究与开发工作。NIKKEN 高级总经理 Susumu Mikado 表示：“创新中心成立之初，我们就开始采用奇石乐测量技术，并一直成功合作至今。” 创新中心位于谢菲尔德大学先进制造研究中心（AMRC）附近，AMRC是专注于航空航天应用领域高水平研究与开发的知名机构。

奇石乐 9255C 测力计是一款多分量力和力矩传感器，用于在加工研发和生产等要求苛刻的应用中进行稳定、精确的动态测量。

切削力测量——极高的精准度

Mikado 解释道：“研发的目标在于将切削力在 X、Y、Z 轴上的所有数据，与 3 轴伺服电机的速度指令、扭矩指令、主轴扭矩，以及切削表面的精度和稳定性等参数建立关联，并对这些数据进行综合评估。”

“奇石乐系统使我们能够精确测量一系列新型刀柄所需的所有切削力，还能对比所有刀柄的加工工艺性能。”

NIKKEN公司高级总经理Susumu Mikado

NIKKEN 的 X-Treme CHUCK 刀柄系列用于高要求的加工应用，是在奇石乐 9255C 测力计的帮助下开发的。

NIKKEN 研发的 X-Treme CHUCK 系列产品，适用于要求严苛的航空航天和能源领域应用。这些产品具备优秀的重复精度和出色的跳动特性，同时完全杜绝和预防了端铣刀的任何移动或 “拉出” 情况。在刀柄的开发和测试过程中，NIKKEN使用了奇石乐的 9255C 测力计。这款由四个三轴力传感器组成的压电传感器阵列，凭借其高刚性和固有频率，能够极其精确地测量三个正交轴上的切削力和力矩。9255C 测力计的另一大优势是分辨率高，即便涉及较大的力，它也能捕捉到极其细微的动态变化。测量范围宽（Fx、Fy：±30 kN，Fz：-10 至 60 kN）、与地绝缘、防护等级达到 IP67等特性使其非常适合研发和生产中的重型应用场景。

Mikado 介绍说：“在奇石乐的帮助下，我们能够对尺寸为 150×150×100mm 的原始工件的加工工艺和方法进行标准化。我们的产品最初是为制造由特殊钛合金制成的喷气发动机部件而研发的。测力计的卓越性能、操作便利性、数据质量，再加上奇石乐提供的优质服务，这些都是我们项目成功的关键因素。”

NIKKEN 总部的研发工作站，带有加工单元，包括奇石乐 9255C 测力计（背景中）。

推动技术不断革新

2020 年，NIKKEN 在日本总部新建了一个技术中心，配备了最新的加工技术，以实现尽可能高的精度。Mikado 再次提到：“鉴于此，我们将奇石乐测力计迁至新中心。从那以后，9255C 测力计提供了大量关于不同类型刀柄和卡盘的切削数据，这些数据不仅用于基础评估，还为材料特性的规格制定提供支持。”

奇石乐 9255C 测力计提供的综合切削力数据帮助 NIKKEN 开发和改进其高性能重型加工的刀柄解决方案。

在大阪新技术中心的研发工作取得了重大成果，成功开发出动态双面接触刀具系统。NIKKEN 的这一创新成果最终催生了新型刀柄系列，包含多种变体，其中动态 2LOCK 刀具系统（BT 双面接触）荣获 2022 年日本精密工程学会（JSPE）第 42 届技术奖。新系统在诸多方面展现出更优异的切削性能：能够有效消除振动、提高平稳性、提升精度并延长刀具寿命，而且无论加工何种材料（如铝、钢或合金），都能实现这些性能提升。

Mikado 总结道：“奇石乐测力计助力我们持续开发解决方案，甚至为一些重大创新奠定了基础。奇石乐日本公司提供的技术支持也十分出色，不仅在调试设备和基础知识交流方面给予帮助，在优化测量链和整个研发系统，包括接口和数据处理等方面，也提供了有力支持。”