精简零件与组件设计：提升效率与价值的Milltronics之道

位于明尼苏达州Waconia的Milltronics Manufacturing Company是CNC机床制造商，主营高质高性价比加工中心、工具室铣床/龙门铣、工具室车床，销往美国内外。

近25年发展中，Milltronics多次调整营销策略以在激烈竞争中生存。初期向国内机床厂供应CNC系统（携带尺寸信息的计算机控制铣床运动）。随进口涌入，美厂退出竞争。

国内厂商减少导致Milltronics转型交钥匙产品：自产CNC装配进口机床。随后政府制裁近乎切断机床来源及剩余客户铸铁供应。唯一出路是自造机床——此前许多人尝试失败。区别在于怎么做。Milltronics将成功归功于：将机床零件数降至最低，设计多功能集成部件。

新产品线命名“Partner”，彰显公司态度。Milltronics与员工、供应商、客户建立“伙伴关系”。此策略反哺技术实力、竞争力定价，重新定义细分机床品类。

正是通过供应商伙伴关系，Milltronics解决了威胁其明星产品线——CNC加工中心质量与未来设计的棘手工程问题。早期机型装配有刷式DC伺服电机，技术性能不及交流伺服。

决定在VM17系列加工中心采用无刷电机时，负责伺服驱动/电机的电气工程师Robert Page深度参与。“项目伊始确定市场需求无刷系统，”Page说，“主要因其速度与可靠性。”市场虽有快速刷式DC电机，但相较新无刷技术显陈旧。“总体而言，”Page指出，“无刷电机更快，免换刷、无换向限制烦恼。”

公司历时18个月测试多厂家各种伺服驱动/电机组合，含同厂不同产品及混搭。“结果不理想，”Page说，“问题依存，持续寻找更易用更可靠方案。”

目光转向Yaskawa Electric（伊利诺伊Northbrook）Sigma伺服系统：紧凑高性能无刷伺服电机匹配柔性全数字放大器。Sigma系列在扭惯比、单位长度扭矩、单位成本扭矩均优于其他方案。

Yaskawa机床销售集团区域经理Peter Gennuso安排无刷伺服电机、驱动器、线缆交付Milltronics，装配于计划1996年9月IMTS展出的加工中心原型机。“原型机速度与综合性能令我震撼，”Page说，“展会上客户对交流数字无刷电机技术认知日趋成熟，反响热烈。”

Yaskawa技术代表支持有力。“求助即刻到场配合。一技术员驻厂两天确保驱动完美匹配，”Page说，“支持始终优异——初印象最佳。他们提供不同Sigma型号供原型测试，不吝回收未选型号。Yaskawa给我们工具完成初步发现并推进。因其工程投入与厂内技术传授，学习曲线极平缓。”

“工程测试显示无刷伺服电机/驱动器表现优异，”Page补充，“每次开机表现完全一致——跨机台一致性极高。我的工作大幅简化：无需微调伺服，绝对均匀、永远可靠。”

近期Milltronics实施更严格测试确保精度。最严苛的是Renishaw球杆测试：机床编程切圆，测圆度偏离理论值。此测试对驱动控制极具挑战，综合考量机床各方面。据Page，无刷伺服电机每次都切出圆滑圆弧。

SVMON——Sigma系统软件包，让系统设置、参数配置、自动调谐、性能监控、故障诊断大幅简化。“极易用，”Page说，“SVMON只需RS-232线插驱动器前口，15秒下载参数。每轴维护参数文件，上电下载即就绪。”

COO Tim Rashleger测试初期曾担心Sigma无刷伺服及其高技术含量太贵、学习曲线太长。结果截然相反。“采用Yaskawa Sigma伺服实际成本低于前期方案，”他说，“归因四点：一、产品快速上手；二、价格优于预期，结合产量易论证；三、现场装配测试更快，故障少因其可靠；四、现场零更换服务成本、零不满客户。综合成本对比低技术方案更优。”

Milltronics产品线分加工中心与工具机，业务比约2:1。六款加工中心，工作台行程25×16至100×30英寸，主轴功率至20 hp重切削。除入门机型外均配Sigma伺服电机/驱动器。“制造端视角，用同伺服覆盖多机型极高效，”Rashleger说，“前期为拿优惠价须多采购不同规格DC电机并备大库存。因Yaskawa在40-50英寸范围高性价比，单伺服产品覆盖多机型。”

DC伺服驱动VM16快移400 ipm。其他配Yaskawa机型显著更高，800 ipm典型。“400 vs 800 ipm正是Yaskawa交流伺服对比刷式DC的差异，”Rashleger解释，“未过度推高任一技术，可靠性均佳。但追求产能或高速倒角的客户会青睐800 ipm。”

“实切削时转角进给率在交流数字伺服上扩展，DC难胜任。交流伺服低惯量高性能，擅长高速加工与三维加工。”

“Yaskawa Sigma伺服现场运行超六月，装机量可观，”Rashleger说，“未接单一欠功率报告。规格趋于保守。同规格DC曾受推力质疑，Sigma无此顾虑，意义重大。”

“可靠性卓越——历代最佳。服务部反馈前六月出货零现场故障，实属罕见。”

“注意到竞争对手自产伺服，”Rashleger说，“我们评估过，不划算。精通并极大化此技术非我们应投入资源的专长。产品极具竞争力。Yaskawa在技术正确生产此产品上远胜任何私营机床厂。我们观点：自研自产不现实，将持续外采此核心部件。为让加工中心心脏最强，我们选择Yaskawa伺服。”

“已证实切换无刷Sigma伺服是极佳决策，”Rashleger总结，“对其带来的变化振奋不已。只恨早六个月决策，因早期决策付出代价。100%交流数字驱动采用Yaskawa，足证我们对产品与合作关系的信心。”

工具机竞争白热化，每美元计较。此类机床需求通常在DC技术范畴。

Milltronics自产CNC系统，故更珍视Yaskawa产品技术进步。近期推出高速Centurion控制器，含3D彩色图形、高速轮廓等尖端技术。但若不匹配同级伺服，无法发挥最大性能。双技术融合赋予Milltronics性能领先优势——同级性能加工中心通常售价翻倍。

“公司最激动人心的是真实制造正在发生，”Rashleger说，“我们证明美国拥有蓝筹企业成功制造高质高价值产品并全球营销的技术基础。制造业回归是最振奋人心的事。”MMS