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運(yùn)動(dòng)控制

基于PC 和EtherCAT 的控制和驅(qū)動(dòng)技術(shù)用于高精度金屬成形

2025China.cn   2016年04月11日

 

  降低人工成本、提高生產(chǎn)精度、縮短生產(chǎn)周期、減少換刀、提高零件的整體質(zhì)量 — 這些都是印度一家領(lǐng)先家具、家電制造商對(duì)全新鈑金折彎生產(chǎn)線所提出的要求。倍福的解決方案將基于 PC 的控制技術(shù)、高速 EtherCAT 通訊和現(xiàn)代化驅(qū)動(dòng)技術(shù)整合在一起,可以很好地滿足這些要求,實(shí)現(xiàn)更靈活的生產(chǎn)工藝。

  在印度,一談到鈑金折彎生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)與開發(fā),印度機(jī)械制造商 Multifold Machinery Manufacturing 公司無(wú)疑將是首選。在這樣的背景下,印度領(lǐng)先的家用和辦公家具、冰箱、空調(diào)機(jī)組制造商 Godrej & Boyce 委托他們?yōu)槲募竦纳a(chǎn)開發(fā)了全自動(dòng)折彎系統(tǒng)。這些系統(tǒng)設(shè)計(jì)用以提高文件柜外殼、抽屜面板及抽屜的生產(chǎn)速度和精度,同時(shí)操作簡(jiǎn)單,易于維護(hù)。除此之外,生產(chǎn)變得更加靈活,能夠修改工件,提高可靠性。

  TwinCAT 和智能驅(qū)動(dòng)技術(shù)降低成本在 Multifold 進(jìn)行的這項(xiàng)開發(fā)工作的成果是由抽屜面板折彎生產(chǎn)線和抽屜體折彎生產(chǎn)線構(gòu)成的一臺(tái)動(dòng)態(tài)機(jī)床。從一開始,Multifold Machinery Manufacturing 公司技術(shù)總監(jiān)兼聯(lián)合創(chuàng)始人 ArunMistry 就青睞于在控制系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)器及 I/O 之間使用基于 PC 的控制技術(shù)。此外,自 2013 年以來(lái),公司就曾與倍福有過(guò)合作,因此,再次選用倍福的自動(dòng)化解決方案就是順利成章的事了。

  兩臺(tái)采用 12 英寸顯示屏、雙核 CPU 和 Windows CE 操作系統(tǒng)以及 TwinCAT 自動(dòng)化軟件的倍福的面板型 PC CP6201 是系統(tǒng)的核心部分,用作兩條折彎生產(chǎn)線的中央控制系統(tǒng)。EtherCAT 能夠?qū)崿F(xiàn)高速數(shù)據(jù)通訊。Mistry 繼續(xù)說(shuō)道:“TwinCAT 提高了我們的機(jī)器設(shè)計(jì)范圍,并減少了工程工作量。同時(shí),TwinCAT 中現(xiàn)成的功能塊提高了編程的靈活性?!?/FONT>

  抽屜面板:減少周期時(shí)間

  抽屜面板折彎生產(chǎn)線中的先進(jìn)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)有 14 根伺服軸,每根軸的額定扭矩為 4.3 Nm,同時(shí)還有兩根步進(jìn)電機(jī)軸和 EtherCAT 端子模塊用于總共 67 個(gè)數(shù)字量輸入和 39 個(gè)數(shù)字量輸出。緊湊型 AX5203 雙通道伺服驅(qū)動(dòng)器僅占用很小的空間,減少了控制柜的尺寸,降低了組件成本。Godrej & Boyce 公司自動(dòng)化部門主管 Shyam Shinde 在談?wù)摰?Beckhoff AM8000 系列中采用的單電纜技術(shù)(OCT)的優(yōu)點(diǎn)時(shí)說(shuō)道:“參數(shù)設(shè)置非常簡(jiǎn)單,有助于順利和有效地實(shí)施該項(xiàng)目?!盇runMistry 認(rèn)為抽屜面板折彎生產(chǎn)線也從 OCT 伺服電機(jī)獲得諸多好處:“我們能夠大大降低我們的成本,因?yàn)樗璧牟季€和電纜尺寸減少了 50 %?!?/FONT>

  抽屜面板折彎生產(chǎn)線用來(lái)制造兩塊抽屜上面板和一個(gè)較大的文件柜抽屜面板。鈑金從三個(gè)不同的堆中依次被輸送并裝載到系統(tǒng)中,以開始測(cè)量過(guò)程。鈑金僅用由 2 個(gè)步進(jìn)電機(jī)定位的塞規(guī)測(cè)量一次。一個(gè)安全的夾緊和傳輸機(jī)制確保保持工藝開始到結(jié)束時(shí)的測(cè)量參考值不變。直到在一個(gè)完整的子過(guò)程后進(jìn)行卸載,安全夾緊參考是指引動(dòng)作的基礎(chǔ)。兩個(gè)伺服電機(jī)確保高精度完成鈑金輸送定位。這一復(fù)雜的過(guò)程通過(guò)使用 TwinCAT NC I 軟件完成集成式工作程序?qū)崿F(xiàn)。由于測(cè)量省略了多個(gè)步驟,從而顯著減少了生產(chǎn)周期時(shí)間。

  抽屜體:插補(bǔ)軸的多個(gè)分組

  在生產(chǎn)抽屜體時(shí),鈑金被輸送給四個(gè)具有向上和向下折彎?rùn)C(jī)構(gòu)的工作站。該折彎工具遵循一個(gè)曲線軌道,以折彎安全夾緊的鈑金到所需的角度。向上和向下折彎需要四個(gè)不同的工作站都具有一個(gè) X 和 Y 插補(bǔ)功能,其中使用了八個(gè)伺服電機(jī)。TwinCAT NC I 為這一操作提供了先進(jìn)的控制;它允許每個(gè)工作站分組為兩根軸,以用于一個(gè)插補(bǔ)功能。四個(gè)不同的位置使用了四根伺服軸,以實(shí)現(xiàn)順序折彎過(guò)程。

  鈑金精確地放置在定位銷上,通過(guò)一個(gè)步進(jìn)電機(jī)引導(dǎo)。隨后,鈑金被輸送到一個(gè)配備兩個(gè)模塊的折彎?rùn)C(jī)中,它同時(shí)處理兩個(gè)邊。伺服電機(jī)負(fù)責(zé)折彎模塊和折彎過(guò)程的定位。在每個(gè)工作站有兩個(gè)插補(bǔ)通道,每個(gè)通道包括兩根伺服軸,用于左右同時(shí)折彎。同樣的過(guò)程在另一個(gè)具有 2 個(gè)向上和向下折彎模塊的折彎?rùn)C(jī)內(nèi)花費(fèi)了一秒鐘的時(shí)間。

  多樣化生產(chǎn)的好處

  由于產(chǎn)品規(guī)格各不相同,一個(gè)完整的生產(chǎn)周期 — 無(wú)論是對(duì)于抽屜面板還是抽屜本身 — 包括 11 次折彎以及向上和向下折彎在 16 秒的時(shí)間內(nèi)全自動(dòng)完成。Arun Mistry 還強(qiáng)調(diào)了生產(chǎn)精度:“相對(duì)于公差為 0.5 毫米左右的早期控制器,我們現(xiàn)在可以實(shí)現(xiàn)公差不到 0.3 毫米,加工精度提高了令人吃驚的 40 %?!?印度機(jī)制造商所取得的積極的成果使得他們想要使用 Beckhoff 基于 PC 的自動(dòng)化技術(shù)作為 Multifold 公司出口的所有機(jī)器中的標(biāo)配。ArunMistry 闡述道:“倍福的開放式自動(dòng)化平臺(tái)對(duì)于國(guó)際項(xiàng)目來(lái)說(shuō)是一個(gè)決定性的優(yōu)勢(shì),因?yàn)榭梢詢?yōu)化升級(jí)我們的機(jī)器,使它們達(dá)到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)?!?/FONT>

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標(biāo)簽:倍福 EtherCAT TwinCAT 我要反饋 
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