隨著人們生活水平的提高，新一代年輕人個性意識的覺醒，定制家具、全屋定制已經(jīng)是當(dāng)下的主流方向。滿足客戶定制家具的需求成為許多傳統(tǒng)家具制造企業(yè)轉(zhuǎn)型的重要突破點。而全屋定制家具對木工板式家具的制造效率及樣式提出新的挑戰(zhàn)。如何更快，更靈活的根據(jù)客戶訂單制作出定制家具，是設(shè)備從業(yè)者亟待解決的問題。

行業(yè)現(xiàn)狀

目前新的智能家具定制廠家多是通過拆單軟件，將需求

訂單通過數(shù)據(jù)庫傳送到木工加工裝備，再經(jīng)過CAM軟件優(yōu)化路徑以及CNC控制系統(tǒng)執(zhí)行加工程序來實現(xiàn)定制化加工。而隨著訂單種類與數(shù)量增加，對木工CNC的加工效率、柔性化程度提出了更高的要求。而傳統(tǒng)的CNC系統(tǒng)卻無法滿足這些要求，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

● 傳統(tǒng)CNC系統(tǒng)架構(gòu)相對封閉，不易擴展和定制化優(yōu)化，難以大幅度增加效率;

● 傳統(tǒng)控制系統(tǒng)接口少，擴展性不足，不易整合上下游設(shè)備形成生產(chǎn)線。對于市場最新機械結(jié)構(gòu)，不易兼容；

● G/M代碼固定，無法快速適應(yīng)新的加工軟件規(guī)格；

● 信息化難，不易串聯(lián)數(shù)據(jù)庫及MES系統(tǒng)，升級產(chǎn)線信息化難。

項目背景

佛山市萬潤自動化設(shè)備有限公司是一家集研發(fā)、生產(chǎn)、

銷售為一體的系統(tǒng)集成公司。一個長期合作的木工銑床CNC客戶向萬潤提出新的需求，希望將原有CNC銑床效率及下單方式進一步升級優(yōu)化，同時可以兼容更多上位軟件及MES系統(tǒng)，實現(xiàn)在線派單生產(chǎn)。客戶需求如下：

● 提升加工效率，控制成本：

加工效率是設(shè)備的核心指標(biāo)，由于原有電控是傳統(tǒng)的

CNC系統(tǒng)，軸數(shù)和程序相對固定，如果滿足新的效率要求，需要客戶采購三套CNC系統(tǒng)。成本提高的同時，還要增加CNC系統(tǒng)之間的通訊調(diào)試成本。

● 易串聯(lián)其他設(shè)備：

木工設(shè)備已經(jīng)從原來單機設(shè)備進入到連線設(shè)備，此木工銑槽CNC需要接口連接上游雙端鋸的PLC控制器，而原有傳統(tǒng)CNC系統(tǒng)因接口不足，無法連接上游PLC。

● 代碼兼容性高：

原有CNC系統(tǒng)G代碼/M代碼格式固定，如果新的軟件導(dǎo)入新定義M代碼，需要廠家研發(fā)支援，難度大，周期長。

● 對接數(shù)據(jù)庫及MES系統(tǒng)，實現(xiàn)信息化：

板式家具的派單，柔性加工，要求客戶設(shè)備可以對接數(shù)據(jù)庫及MES系統(tǒng)，原有系統(tǒng)信息化接口擴展難度大，不易整合IT與OT。

研華解決方案

針對客戶以上幾點需求，萬潤與研華共同研發(fā)，設(shè)計出了WISE-5580多工位木工CNC單元解決方案，使加工效率從2分鐘減少到20秒，多工位擴展，并打通MES系統(tǒng)。

1、方案概述

研華邊緣控制解決方案，高效能英特爾處理核心，使用分核分系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，一套方案整合了Windows7開放信息化環(huán)境和CODESYS實時自動化內(nèi)核，實現(xiàn)多軸運動控制、CNC加工、數(shù)據(jù)庫及人機界面功能，內(nèi)嵌CNC功能允許客戶靈活定義M代碼，支持EtherCAT總線，打破傳統(tǒng)控制器軸數(shù)控制瓶頸，搭配士林SDPEtherCAT系列伺服電機驅(qū)動器，輕松實現(xiàn)多工位同時加工，大幅提高設(shè)備加工效率。模塊化接口擴展允許設(shè)備串聯(lián)上下游設(shè)備。研華CODESYS數(shù)據(jù)庫功能塊允許設(shè)備快速串聯(lián)MES系統(tǒng)，實現(xiàn)在線派單。

方案系統(tǒng)架構(gòu)圖

2、產(chǎn)品說明：

● AMAX-5580：PC-Based邊緣控制器，可通過EtherCAT總線擴展插片式IO模塊及伺服驅(qū)動器；

● WISE-5000IO模塊：基于EtherCATIO模塊，1.2cm薄片式設(shè)計，實現(xiàn)最高100μs實時通訊控制，可以根據(jù)不同機型靈活配置；

● 研華CODESYS軟PLC控制軟件：支持多軸運動控制及CNCG/M代碼功能，支持?jǐn)?shù)據(jù)庫通訊ODBC協(xié)議，可實現(xiàn)多軸開放式CNC控制系統(tǒng)，串聯(lián)IT與OT，通過數(shù)據(jù)庫及MES系統(tǒng)實現(xiàn)柔性加工。

● 士林SDPEtherCAT伺服驅(qū)動器：絕對值編碼器無需回零，快速執(zhí)行加工動作，提高加工效率；EtherCAT總線靈活快速擴展，最快支持100μs通訊周期，高實時性實現(xiàn)動作精確控制。

3、方案優(yōu)勢：

● 整合IT與OT實現(xiàn)柔性成產(chǎn)：

基于Windows系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫通訊功能，可以搭載客戶CAM軟件及MES系統(tǒng)，實現(xiàn)按單生產(chǎn)，柔性制造。

● 打破軸數(shù)瓶頸，大幅提高加工效率：

基于EtherCAT總線技術(shù)，可以快速擴展伺服軸，最多可支持128軸，將原有一個加工工位提高到三個工位同時加工，不需要人為干預(yù)上下料，大幅提高加工效率。

● 豐富通訊接口，串聯(lián)上下游工位：

研華邊緣控制器支持RS232/422/485、Modbus、EtherCAT、EtherNet/IP、ProfiNET、CANOPEN等接口，可以幫助客戶輕松串聯(lián)上游雙端鋸的PLC，聯(lián)合上下游，組成生產(chǎn)線。

● 開放CNC系統(tǒng)：

支持標(biāo)準(zhǔn)G代碼以及自定義M代碼功能，可以幫助客戶適用于多種上位CAM軟件，滿足更多訂單需求。

項目成果

該客戶木工CNC產(chǎn)線使用了研華的整套方案之后，大

幅提高了生產(chǎn)效率，通過將單工位優(yōu)化到三工位加工，將原有2分鐘工藝流程縮減至20秒；通過搭載MES系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫通訊接口，整合信息化和自動化技術(shù)，實現(xiàn)了柔性加工按單生產(chǎn)；靈活的擴展接口實現(xiàn)上下游控制設(shè)備整合，實現(xiàn)木工加工產(chǎn)線化。