時(shí)間:2012-12-19 14:54:41來源:德國倍福自動化有限公
金屬板材加工行業(yè)正在蓬勃發(fā)展。隨著產(chǎn)品種類的不斷增多,批量大小迥異及成本意識的增強(qiáng),都需要在面對全球化競爭時(shí)有極大的靈活性。Beckhoff 基于 PC 的控制技術(shù)具有高性能、高精度等特點(diǎn),憑借其靈活、可升級的解決方案,在應(yīng)對這一需求方面具有極強(qiáng)的競爭優(yōu)勢。
金屬板材零件形狀大小應(yīng)有盡有,需要用到各種加工工藝,包括軋制、切割、沖壓、折邊、拉伸、焊接、排屑以及精加工。生產(chǎn)基于加工機(jī)械、壓機(jī)、沖床、加工中心或全自動生產(chǎn)線,包括金屬板材加工設(shè)備以及裝卸設(shè)備、儲存設(shè)備、自動給料系統(tǒng),并將它們集成到公司網(wǎng)絡(luò)中。
生產(chǎn)系統(tǒng)必須具有高生產(chǎn)率、高準(zhǔn)確度及重復(fù)性好的特點(diǎn),當(dāng)然還要經(jīng)濟(jì)耐用。這就需要在最短的存儲和安裝時(shí)間內(nèi)與應(yīng)用場合最佳匹配。此外,如沖壓所需的大的力和高速度就需要用到先進(jìn)的控制技術(shù)來控制。生產(chǎn)機(jī)械的制造要求具有可擴(kuò)展性和靈活性,以便能夠成本有效地滿足客戶要求。
可升級的控制技術(shù)
借助可升級的模塊化 Beckhoff 產(chǎn)品,在考慮到計(jì)算能力、復(fù)雜性及成本預(yù)算等方面的前提下為客戶量身打造解決方案。與傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)相比,它們能夠極大地提升金屬板材加工機(jī)械的生產(chǎn)效率和靈活性。Beckhoff 基于 PC 的控制技術(shù)將諸如控制、調(diào)整、運(yùn)動控制及 HMI 等所有工藝集成到一臺 PC 上,在全球各種沖壓、切割、折彎及焊接系統(tǒng)應(yīng)用中得到廣泛運(yùn)用,具有極強(qiáng)的競爭優(yōu)勢。PC 技術(shù)具有較高的處理器能力,無需使用專用硬件。例如,液壓閥的位置和壓力控制器可以用軟件來代替。PC 能夠毫不費(fèi)力地處理最為復(fù)雜的控制運(yùn)算,為其它功能(如測量任務(wù))提供附加的處理能力。因此,不再需要那些編程靈活度有限的復(fù)雜、昂貴的專用控制器和硬 PLC。
Beckhoff 的產(chǎn)品系列包括高性能的緊湊型工業(yè) PC 和嵌入式 PC、適用于所有信號類型的各種電子 I/O 端子模塊、 伺服驅(qū)動產(chǎn)品、經(jīng)濟(jì)高效的步進(jìn)電機(jī)系列、EtherCAT 高速現(xiàn)場總線、TwinCAT 自動化軟件以及專用于鋼板加工機(jī)械的特殊控制面板。
適用于每個(gè)應(yīng)用場合的最佳控制系統(tǒng)
Beckhoff 為鋼板加工機(jī)械提供帶 Windows 操作系統(tǒng)的工業(yè) PC,囊括各種尺寸和性能。若與 TwinCAT 自動化軟件相結(jié)合,Beckhoff 工業(yè) PC可為 PLC、NC 以及 CNC 功能提供一個(gè)高性能的控制系統(tǒng)。附加的程序,例如可視化程序,可輕松集成到系統(tǒng)中。
Beckhoff 工業(yè) PC 系列包括各種外觀設(shè)計(jì)和性能等級的面板型 PC、抽拉式 PC、控制面板 PC 和適用于 DIN 導(dǎo)軌安裝的嵌入式 PC。例如,由 Beckhoff 控制柜工業(yè) PC C69xx 提供的復(fù)雜精密的減振器系統(tǒng),要求用來將工業(yè) PC 安裝到受強(qiáng)振和沖擊負(fù)荷(如壓機(jī)、沖床和刀具)的機(jī)身上。
工業(yè)顯示器是工業(yè) PC 的輔助設(shè)備,Beckhoff 控制面板是鋼板加工系統(tǒng)的可視化前端。可為客戶提供一款最佳的控制單元,該控制單元是根據(jù)各個(gè)應(yīng)用的具體要求量身定制的。顯示器/操作單元和控制計(jì)算機(jī)的空間分離提供了最大可能的靈活性。
Beckhoff 自行設(shè)計(jì)、制造和生產(chǎn)所有的工業(yè)主板。這樣可確保使用的都是最新、最完善的技術(shù),解決方案可根據(jù)具體的應(yīng)用進(jìn)行調(diào)整,并可長期提供備件。
通過 EtherCAT 實(shí)現(xiàn)高性能
鋼板加工工藝必須具有快速、高精度及重復(fù)性好等特點(diǎn)。與傳統(tǒng)的現(xiàn)場總線技術(shù)相比,這些針對 EtherCAT 快速實(shí)時(shí)工業(yè)自動化以太網(wǎng)技術(shù)的理想條件可縮短更新和響應(yīng)時(shí)間至少 10 倍。在 PC 控制器中,除了標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)端口之外,EtherCAT 無需任何專用插卡。傳統(tǒng)的現(xiàn)場總線系統(tǒng),例如 PROFIBUS 或 CANopen 可通過網(wǎng)關(guān)輕松集成到 EtherCAT I/O 系統(tǒng)中。簡單、可靠的連接技術(shù)可顯著減少布線時(shí)間,從而節(jié)約成本。EtherCAT 與以太網(wǎng)完全兼容,可最大限度地利用以太網(wǎng)帶寬,具有出色的實(shí)時(shí)特性。EtherCAT 現(xiàn)場總線系統(tǒng)中固有的冗余增加了斷線情況下的安全性。
EtherCAT 應(yīng)用于鋼板加工系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)有:
– | 更快速的沖孔、沖壓或激光處理,帶精確定義額定時(shí)間的時(shí)間戳執(zhí)行器使得開關(guān)精度 < 100 ns,且軸運(yùn)動具有最佳重復(fù)性。時(shí)間戳通過過程數(shù)據(jù)提供了有關(guān)時(shí)間關(guān)系的具體信息。它們可以用于輸入信號(例如,識別一個(gè)已發(fā)生事件的時(shí)間)和輸出信號(例如,識別一個(gè)響應(yīng)計(jì)時(shí))。 |
– | 通過高精度測量的超采樣精確定義信號曲線,可根據(jù)要求用于焊縫監(jiān)控。超采樣涉及到一個(gè)陣列中通訊周期和數(shù)據(jù)傳輸內(nèi)的過程數(shù)據(jù)的重復(fù)采樣。例如,超采樣端子模塊采樣分辨率為每個(gè)測量值 10 μs 的模擬量值。 |
– | 通過縮短周期時(shí)間實(shí)現(xiàn)的重現(xiàn)性好的工藝、超采樣和時(shí)間戳使得(例如)壓彎機(jī)的重復(fù)和平行精度為 ±0.01 mm。可以更精確地設(shè)置力曲線,從而減少延遲和公差。 |
– | 通過多軸實(shí)現(xiàn)運(yùn)動控制,通過分布式時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)同步,重現(xiàn)精度精確到納秒,例如,在折彎剛板時(shí)要用到多根同步軸。分布式時(shí)鐘精確同步 EtherCAT 設(shè)備,如軸、模具緩沖墊控制器或用于液壓缸的同步控制器。所有的 EtherCAT 設(shè)備都配備自身的本地時(shí)鐘,并通過 EtherCAT 通訊自動連續(xù)地與其它所有的時(shí)鐘保持同步。當(dāng)前的分布式時(shí)鐘時(shí)間在整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)總是可用的。通過分布式時(shí)鐘還能夠同時(shí)讀取所有的測量系統(tǒng)并同步輸出。EtherCAT 測量系統(tǒng),比如根據(jù)分布式時(shí)鐘調(diào)整線性標(biāo)度,甚至為位置測量同步它們的內(nèi)部測量周期。 |
TwinCAT – 將所有功能集成到同一個(gè)軟件中
TwinCAT 是一種針對 PC 的純粹的軟 PLC 和運(yùn)動控制解決方案。通過該軟件可精確、有效地控制鋼板加工的各個(gè)工藝階段。TwinCAT PLC 編程符合國際 IEC 61131-3 標(biāo)準(zhǔn)。開放式通訊接口可以集成到現(xiàn)有的可視化、控制和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中。過程跟蹤或遠(yuǎn)程維護(hù)也由此較容易實(shí)現(xiàn)。通過開放式接口和各個(gè) TwinCAT 抽象層,應(yīng)用程序可以與由不同制造商所提供的幾乎所有現(xiàn)場總線、I/O 組件和驅(qū)動技術(shù)一起運(yùn)行,無需額外改裝。
通過折彎、沖孔、沖壓、切割或焊接完成的精確金屬板材加工需要以高重復(fù)精度用多根軸實(shí)現(xiàn)同步。TwinCAT NC 和 TwinCAT CNC 取代了整套運(yùn)動控制硬件,可用于所有的伺服軸,包括進(jìn)給、碰撞或傳送零件。機(jī)械制造商能夠根據(jù)他們的系統(tǒng)相關(guān)專業(yè)控制經(jīng)驗(yàn),定制金屬板材加工工藝。即使是復(fù)雜的彎曲算法也可輕松在 TwinCAT 中編程。借助 TwinCAT,日后的升級和改造及金屬板材切割或步?jīng)_所需的靈活度不再是問題。
全面的 TwinCAT 功能庫包括溫度、凸輪和液壓控制器、飛鋸及凸輪盤等功能,編程簡單。從能夠通過運(yùn)動控制功能庫編程的 PLC 驅(qū)動器,根據(jù) VDI 2143 指南用 TwinCAT NC 編程的凸輪盤,直到通過 TwinCAT PLC 溫度控制器根據(jù) PLCopen 編程的溫度補(bǔ)償。TwinCAT 使得系統(tǒng)制造商能夠創(chuàng)建他們自己的工業(yè)和系統(tǒng)專用功能庫,讓他們能夠在激烈的競爭中脫穎而出,即使他們使用的控制組件都是相同的。
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