依托奇石樂測力儀，HSD Mechatronics的測試與開發工程師得以系統性地推進電主軸、雙擺銑頭等機床核心部件的研發進程。通過對切削力與力矩的精準測量，團隊不僅能深入解析部件的運行動力學特性，更驅動了刀具開發領域的創新突破，尤其在多材料加工應用方向上成效顯著。

HSD憑借奇石樂9255C型測力計提供的精準測量數據進行機床電主軸開發。

“機電一體化”這一術語由一位日本工程師于1970年前后提出，它代表著機械工程、電子工程以及后來納入的信息技術之間的真正融合。機電一體化解決方案在許多應用中至關重要，通常需要不同部門的協作配合——例如汽車、航空航天、機器人技術等領域，以及下文將要探討的切削加工領域：HSD致力于開發機床領域的機電一體化組件，例如電主軸、雙擺銑頭及各類先進機床系統。

HSD擁有約300名員工，下設四家子公司（位于美國、德國、韓國和中國），并建立了銷售與支持中心網絡。該公司隸屬于意大利上市公司Biesse S.p.A. —— 全球擁有4,100名雇員的機床專家。Biesse與HSD尤以其在多材料加工領域的深厚專長而著稱，不僅提供金屬加工解決方案，還涵蓋合金、復合材料、木材、玻璃和石材的加工。

依托高端機床部件，實現精密加工

在位于意大利佩薩羅的 HSD總部，Manuel Camperchioli 及其團隊負責原型機的測試和驗證，在創新研發中扮演著重要角色。Camperchioli 自 2016 年以來一直在 HSD 工作，現擔任原型機、測試與體驗經理：“我們負責提出產品性能的改進方案，并探索可能的新應用領域。通過與供應商和客戶合作進行系統性測試，我們推動創新以及產品的開發與完善。通過這種方式，我們幫助客戶交付高精度、高可靠性、低總體擁有成本（TCO）和高整體設備效率（OEE）的機床。”

為應對機床開發領域瞬息萬變的市場需求與嚴苛的技術挑戰，HSD始終聚焦于前沿設計方法與頂級測試設備。在提升專業知識與技術專長的過程中，HSD于2019年與測量技術專家奇石樂達成合作：引入一臺9255C測力儀，以獲取實際切削力數據，為設計與驗證流程提供依據。經過初期奇石樂提供的培訓與支持階段后，HSD自2020年起開始常態化使用該測力儀——主要應用于ES1000系列電主軸的研發。Camperchioli補充道：“精準的測量數據幫助我們避免了部件尺寸設計過大或過小的問題，使我們的機械工程師能夠精確設計主軸并進行有限元仿真分析，明確工藝參數與極限邊界。”得益于對加工過程中特定極限值的精準掌握，HSD客戶得以獲得與其機床理想匹配的HSD組件、優化的作業周期，以及近乎內置的故障預防機制。

在奇石樂測量技術的支持下，HSD開發出先進的機床部件，例如新型 ES1000 電主軸。

奇石樂提供業界領先的切削力測量

奇石樂的固定式和旋轉式測力儀廣泛應用于加工研發領域。其主要優勢包括：

? 極高精度的動態力和力矩測量

? 適用于多種加工應用，如銑削、磨削、車削、珩磨、鉆孔、攻絲等

? 堅固可靠，耐冷卻液和潤滑劑

? 可選尺寸和測量范圍覆蓋微細加工到重型加工

? 極長的使用壽命

根據所選解決方案，可提供各種信號調理、數據采集和評估設備及軟件，以完善量身定制的測量鏈。

測力儀測量技術助推銑頭與電主軸開發

9255C 測力儀，測量臺面尺寸為 260x260 mm，測量范圍寬達 -10 至 60 kN，是一個多分量壓電測量平臺，可以精確測量所有力（Fx, Fy, Fz），從而計算三個垂直軸上的力矩（Mx, My, Mz）。得益于其高固有頻率和高分辨率，該測力儀能夠捕捉到大作用力中微小的動態力變化。

HSD的測量鏈配置臻于完善，引入了奇石樂LabAmp 5167A高端實驗室電荷放大器（集成數據采集系統DAQ）及專為機加工應用設計的Dynoware分析軟件。Camperchioli對此補充道：“這套儀器使我們能夠對新一代ES1000電主軸進行全方位測試：我們通過搭配不同刀具與材料，開展銑削及精加工測試，精準測量切削力、力矩及各類加工過程的頻譜特征。這不僅實現了電主軸的極限工況加載驗證，更顯著提升了其動態行為的有限元仿真精度——其中甚至包含了對軸承使用壽命的預估。”

奇石樂高精度高靈敏度 9255C 測力儀（左）配套高端 LabAmp 5167A 電荷放大器（含數據采集功能）。

基于奇石樂測量技術，優化刀具開發與裝配

除測力儀測量鏈外，HSD在生產制造中還廣泛應用了稱重傳感器（涵蓋壓電式與應變式兩類）。通過與奇石樂的手持式測量設備相結合(用于測量鏈檢測的便攜式多功能裝置),諸如9323AA與4576A等型號的傳感器能有效助力裝配流程優化，例如測量HSD產品中軸承的預緊力。Camperchioli表示：“憑借精準的測量數據，我們成功縮短了生產環節的裝配周期。”

HSD持續深耕機床部件領域，致力完善其多材料加工產品組合。奇石樂9255C測力儀極大提升了該公司在機加工應用領域的產品設計開發能力。Camperchioli補充道：“我們始終借助該設備進行創新探索與新品應用驗證。該系統測量精度卓越、運行穩定可靠。并且我們在項目初期及后續過程中，始終得到奇石樂團隊的大力支持。”

HSD 電主軸研發：Manuel Camperchioli 借助奇石樂 9255C 測力儀定期分析加工動態，驅動創新。

攜手創新，新測試臺與無線旋轉測力儀續寫合作新篇

展望未來，HSD計劃新建一座制動測試臺，因此正考慮引進奇石樂KiTorq系列的高速扭矩傳感器。該系列產品的轉子-定子單元可實現高達50,000 RPM轉速下的非接觸式扭矩測量。而在測力系統方面，奇石樂創新的無線旋轉測力儀將成為客戶演示的理想產品。相較于9255C這類固定式測力平臺，它更便于運輸與異地部署。正如Camperchioli總結道：“奇石樂的解決方案對HSD這樣的企業尤為寶貴，它們讓我們得以深度掌握產品的運行動力學特性。更為關鍵的是，基于由此獲得的實測結果，我們可以指導客戶為其機床和加工應用做出最佳選擇”