由于速度和靈活性在機(jī)床應(yīng)用中很關(guān)鍵，因此，業(yè)內(nèi)常常選擇激光加工技術(shù)來滿足這一需求。激光能夠進(jìn)行切割、焊接和沖孔金屬和非金屬部件，不會花費(fèi)高額刀具費(fèi)用?，F(xiàn)代材料的不斷使用，如大規(guī)模生產(chǎn)中使用的碳纖維或玻璃纖維混合物，需要使用激光機(jī)。Wieser Automation 針對這些應(yīng)用類型利用 Beckhoff 控制平臺的開放性和高速度開發(fā)了一款全新的高級機(jī)床。

Wieser Automation – Maschinenbau GmbH 成立于 20 多年前，當(dāng)時只是一個只有一個人的金屬加工作坊，該公司總部位于奧地利 Scheffau，現(xiàn)在提供完整的定制化解決方案，并提供系統(tǒng)集成服務(wù)。公司的經(jīng)營范圍從機(jī)械和控制工程設(shè)計到生產(chǎn)和裝配，以及設(shè)備調(diào)試和將其與客戶的 IT 系統(tǒng)連接。Wieser Automation 公司幾乎一半的客戶都是汽車行業(yè)的，然后是包裝、木材加工、鋼鐵和電子行業(yè)。除了完整的生產(chǎn)線之外，Wieser Automation 還生產(chǎn)定制設(shè)計的循環(huán)系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)分度臺、裝配和加工單元以及生產(chǎn)、測試和測量設(shè)備。

根據(jù)激光加工設(shè)備銷售經(jīng)理 Ronald Hotter 所述，近年來，Wieser Automation 收到越來越多的激光加工系統(tǒng)詢價：“激光加工已經(jīng)成為一個很明顯的趨勢，如標(biāo)記、焊接或切割。對于非金屬產(chǎn)品，如塑料、玻璃纖維增強(qiáng)塑料、皮革或木材，選擇是有限制的。這是我們想要用最新開發(fā)的 W:Laser 機(jī)床填補(bǔ)的空白。這一解決方案設(shè)計為一個具有多個定制選項(xiàng)的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)，包括輸入和輸出正在加工的工件，以及針對不同的材料集成不同的激光類型的選項(xiàng)。它也可作為一個模塊化或獨(dú)立的系統(tǒng)提供。”

Wieser Automation 公司激光機(jī)床銷售經(jīng)理 Roland Hotter 看到了人們對諸如 W:Laser 3D 激光機(jī)日益增長的需求，它們的軸可以以極快的速度和極高的精度控制

TwinCAT 和 EtherCAT 奠定了功能強(qiáng)大的機(jī)床的基礎(chǔ)

“激光加工”項(xiàng)目約在兩年前開始，當(dāng)時一直在尋找具備優(yōu)良能力的供應(yīng)商。Ronald Hotter 回憶道：“在自動化技術(shù)領(lǐng)域，我們發(fā)現(xiàn) Beckhoff 是一個能力非常強(qiáng)的控制和驅(qū)動組件供應(yīng)商，特別是因?yàn)樵诩す饧庸ぶ?，各個組件都以很高的速度運(yùn)行。這些速度必須使用可靠的機(jī)械組件以及專用的、強(qiáng)大的軟件平臺實(shí)現(xiàn)。Beckhoff 的 TwinCAT 自動化軟件讓我們能夠簡化編程和操作、縮短培訓(xùn)時間以及加快調(diào)試速度。”

TwinCAT CNC 為實(shí)現(xiàn) W:Laser 機(jī)床的多層運(yùn)動和五軸運(yùn)動提供了所需的性能。這對于 W:Laser 應(yīng)用來說非常理想，因?yàn)?nbsp;CNC 功能完全基于 PC 和軟件。TwinCAT 實(shí)時內(nèi)核和功能強(qiáng)大的 PC 平臺為基于軟件的 CNC 提供了理想的基礎(chǔ)，而激光加工中復(fù)雜的機(jī)床運(yùn)動和較難的加工任務(wù)需要在 CNC 中實(shí)時轉(zhuǎn)換，以確保靈活操作和編程。例如，用戶能夠定義不同的坐標(biāo)系統(tǒng)或自動為旋轉(zhuǎn)軸生成補(bǔ)償運(yùn)動。Wieser Automation 通過五軸加工提供的 3D 加工是這類應(yīng)用的一個典型例子。

Wieser Automation 也意識到通過今天任何主流的現(xiàn)場總線系統(tǒng)連接不同的 I/O 模塊是一個重要的優(yōu)勢。從同一個供應(yīng)商處獲得激光機(jī)，并在一個現(xiàn)有的現(xiàn)場總線系統(tǒng)中運(yùn)行，這一點(diǎn)特別重要。由于 Wieser Automation 根據(jù)客戶特定應(yīng)用選擇激光機(jī)，在 I/O 外設(shè)方面是否絕對開放非常關(guān)鍵。

開放的通訊標(biāo)準(zhǔn)是必須的

激光加工系統(tǒng)使用 EtherCAT 現(xiàn)場總線系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) I/O 通訊。Roland Hotter 指出了協(xié)議開放性的重要性：“我們能夠在極短的時間內(nèi)傳輸大量數(shù)據(jù)，此外，機(jī)床也必須無縫集成到最終用戶的生產(chǎn)環(huán)境中。EtherCAT 解決了這兩項(xiàng)難題。EtherCAT 具有良好開放性 — 在我們的案例中與 PROFIBUS 集成 —，這一點(diǎn)對我們來說特別重要，因?yàn)槲覀兊暮芏喙?yīng)商在這一特殊領(lǐng)域都使用激光源。對于我們的自主開發(fā)來說，我們獨(dú)立于任何客戶的規(guī)范，可以選擇任何現(xiàn)場總線系統(tǒng)。這是一個巨大的優(yōu)勢，我們對我們的選擇非常滿意，因?yàn)?nbsp;EtherCAT 給我們帶來了最大可能的靈活性。”

PROFIBUS 通過 EL6731 主站/從站端子模塊集成，該模塊與所有 PROFIBUS 功能兼容，因此能夠?qū)⑷魏?nbsp;PROFIBUS 設(shè)備包含在 EtherCAT 網(wǎng)絡(luò)中。安全功能，即驅(qū)動和安全門監(jiān)控，通過安裝在系統(tǒng)中的 TwinSAFE PLC EL6900 與 TwinSAFE 端子模塊 EL1904 和 EL2904 以及 TwinSAFE 端子盒 EP1908 處理。除了安全相關(guān)的數(shù)據(jù)，Beckhoff 系統(tǒng)通過控制柜中的 EtherCAT 端子模塊以及通過 IP 67 端子盒 EP2338 和 EP3184 采集大量模擬量和數(shù)字量信號。

高動態(tài)性驅(qū)動器是重要的控制組件

除了功能強(qiáng)大的組件之外，TwinCAT 和 EtherCAT 之間的高效交互確保了激光機(jī)高速、靈活的運(yùn)行。它的高精度，加上極短的周期時間和驅(qū)動器的精確控制，提供了 Wieser Automation 公司能夠很好地利用的重要功能。Ronald Hotter 解釋道：“我們沒有為我們的激光機(jī)床采用機(jī)器人，而是選擇了一臺具有必須快速和精確控制的三個線性軸以及兩個可選旋轉(zhuǎn)軸的驅(qū)動器。我們的目標(biāo)是將重點(diǎn)放在這些針對具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的組件的 3D 機(jī)床。

這也是為什么 Wieser Automation 公司的工程師選擇 AX5000 系列伺服驅(qū)動器以及 EtherCAT 通訊系統(tǒng)來最大化性能的原因。它們與 AM8000 系列采用單電纜技術(shù)（OCT）的伺服電機(jī)協(xié)作，單電纜技術(shù)將動力和反饋系統(tǒng)整合在一根電纜中。Ronald Hotter 繼續(xù)道：“TwinCAT 驅(qū)動技術(shù)和運(yùn)動控制解決方案為我們的單軸或多軸定位任務(wù)提供了最佳可能的基礎(chǔ)，為固有的動態(tài)需求提供了一個有效的解決方案。”

除了 TwinCAT CNC，TwinCAT 運(yùn)動學(xué)變換軟件能夠?qū)崿F(xiàn)各種機(jī)器人功能。運(yùn)動在笛卡爾坐標(biāo)系中編寫，既可以通過 DIN-66025 指令，也可以通過符合 PLCopen 標(biāo)準(zhǔn)的 PLC 組件。集成的動態(tài)預(yù)控制確保運(yùn)動在高加速度和高速情況下仍能夠保持高精度。對于 Wieser Automation 公司的激光機(jī)來說的一個特別的優(yōu)點(diǎn)是，TwinCAT 運(yùn)動學(xué)變換軟件已經(jīng)針對 Beckhoff 的 AX5000 系列伺服驅(qū)動器進(jìn)行了優(yōu)化。

Beckhoff 的 CX2030 嵌入式控制器采用雙核 Intel® Core™ i7 處理器（1.5 GHz），用作控制系統(tǒng)的核心。這一單元對 Wieser Automation 來說是顯然的選擇，因?yàn)楣こ處焸兌枷胍粋€功能強(qiáng)大、適合 DIN 導(dǎo)軌安裝并具有大量接口擴(kuò)展選項(xiàng)的 PC。激光機(jī)床通過適合控制柜安裝的屏幕大小為 15.6 英寸的 CP2916 多點(diǎn)觸控控制面板操作，并通過 DVI/USB Extended 接口與嵌入式控制器連接。

和 EtherCAT 端子模塊（左上）一樣，5 個 AX5000 伺服驅(qū)動器（倒數(shù)第二層）只占機(jī)器控制柜內(nèi)的很小空間

通過緊湊型設(shè)計，控制面板、嵌入式控制器和 EtherCAT I/O 組件可以裝到操作站外殼中

服務(wù)讓我們與眾不同

為了測試材料的切削性能，Wieser Automation 保持自行研發(fā)其中一款激光機(jī)，從而能夠設(shè)計最佳配置的系統(tǒng)，以滿足每位客戶的具體要求。還可以提供其它服務(wù)，如工藝流程仿真、培訓(xùn)、產(chǎn)品支持、工藝優(yōu)化和服務(wù)調(diào)用。據(jù)銷售經(jīng)理 Roland Hutter 所述，這些服務(wù)正是他們公司在開發(fā)新項(xiàng)目時想要自己使用的：“對于我們的激光機(jī)床，我們與我們供應(yīng)商的專家們從一開始就緊密合作。特別是對于復(fù)雜的自動化技術(shù)，我們與 Beckhoff 開了多次會議，并一直依靠他們的現(xiàn)場支持和幫助。”

更多信息，請見http://www.beckhoff.com.cn/cn/applicat/default.htm

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