運動控制與電動缸技術取代人工操作環(huán)節(jié)

基于 PC 的控制技術在門窗加工中的應用

比利時設備制造商 CNC Solutions 與 Calvet 公司通過創(chuàng)新設備方案，實現(xiàn)了鋁合金門窗加工從人工到自動化的轉(zhuǎn)型。其中，倍福 AA3000 電動缸配合高性能驅(qū)動技術與運動控制系統(tǒng)，為窗框壓合工序提供了至關重要的精密控制能力。

在壓制窗框之前，系統(tǒng)會根據(jù)窗戶尺寸精確定位緊固件。

總部位于澤利克的機床制造商 Calvet 公司致力于通過新型機床實現(xiàn)門窗加工全流程的深度自動化?！拔遗c同樣在定制化系統(tǒng)領域深耕多年的機床制造商 CNC Solutions 及倍福專家團隊攜手，共同推動這一精密方案成功落地?！盋alvet 的總經(jīng)理 Stefan Nees 解釋道?！拔覀兒軜s幸能夠貢獻在 CNC 加工和機器人應用領域的技術專長。”總部位于比利時梅嫩的 CNC Solutions 公司總經(jīng)理 Lander Debruyne 補充道。

門窗制造質(zhì)量與產(chǎn)能雙升級

傳統(tǒng)型鋁合金門窗型材連接依賴組角機，前期仍需多道人工工序，生產(chǎn)團隊需要嚴格把控才能確保門窗框架的最終品質(zhì)?！拔覀円呀?jīng)將裝配、涂膠、壓合、檢測和拋光等工序整合到中央工作站以實現(xiàn)全自動化?！盨tefan Nees 強調(diào)。

未來，操作人員只需將窗框型材放置在搬運裝置上。傳感器隨即校驗部件插入及裝配的正確性與匹配度。檢驗通過后，型材就會被定位并通過支架固定，再施加所需的力完成壓合?！斑@一自動化工藝使我們能夠在質(zhì)量層面提高標準，并實質(zhì)性地提升門窗加工效率?！?/p>

三個電動缸組成一個夾爪

除了質(zhì)量和生產(chǎn)效率外，設備靈活性也是核心設計要素。面對多樣化的型材規(guī)格、壓合位置及粘接工藝，兩臺六軸機器人構成了系統(tǒng)核心。機器人會根據(jù)所生產(chǎn)的窗戶尺寸范圍（ 300 毫米到 4500 毫米），自動定位并抓取對應工序所需的工具?！斑@個工藝的創(chuàng)新突破在于組角工藝專用夾爪?！盠ander Debruyne 熱切地說道。該夾爪由三臺配備絲杠傳動的 AA3000 系列電動缸構成基礎架構“通過實時評估驅(qū)動電流和扭矩，設備能夠感知壓合力并對其進行動態(tài)控制。”Stefan Nees 解釋道。

過去兩年間，CNC Solutions 一直采用基于 PC 的控制技術和 CX2043 嵌入式控制器控制各類項目。

CNC Solutions 選擇使用倍?；?PC 的控制技術及其它組件并非巧合。Lander Debruyne 解釋道：“大約兩年前，我們改用倍福平臺及 CX2043 嵌入式控制器作為標準控制系統(tǒng)，因為彼時供應商持續(xù)存在供貨問題?！盋NC Solutions 還標準化地使用史陶比爾機器人，這些機器人可以通過 EtherCAT 和 uniVAL 驅(qū)動進行集成和高效控制?！翱刂萍夹g的更換并非一蹴而就?！盠ander Debruyne 表示，“但在應用工程師 Maarten Knevels 的支持下，我們身邊始終有一位真正的專家隨時待命。”目前已有七臺配備基于 PC 的控制技術的設備被客戶投入使用?！霸谶^渡階段，我們的應用工程師會全程提供支持，全力確保設備能夠順利啟動運行，同時還會協(xié)助現(xiàn)有客戶引入并實施新技術?！北陡１壤麜r分公司客戶經(jīng)理 Cédric Sabbe 補充道。

除了機器人之外，還通過 TwinCAT 3 和 AX8000 多軸伺服系統(tǒng)控制 15 個 CNC 軸（AM8000伺服電機 和 AA3000 電動缸）。Calvet 和 CNC Solutions 還使用了 EtherCAT 端子模塊以及眾多防護等級高達 IP67 的 EtherCAT 端子盒讀取信號并控制直接安裝在移動部件上的執(zhí)行器。Cédric Sabbe 指出：“緊湊型驅(qū)動系統(tǒng)結合伺服電機的單電纜連接技術，在節(jié)省空間的同時，還能實現(xiàn)快速安裝。”

機器人、CNC 與運動控制的靈活組合

“該項目的主要挑戰(zhàn)在于確保完美協(xié)調(diào)每一個工藝環(huán)節(jié)。”Stefan Nees 說道。這正是 TwinCAT 3 NC PTP、NC I 和 CNC 大顯身手的地方，它們負責實現(xiàn)對所有軸的高要求協(xié)調(diào)控制。操作人員通過 CP2918 控制面板接收訂單設置指令，并可利用它實時監(jiān)控設備運行狀態(tài)。訂單數(shù)據(jù)通過窗框型材上的條形碼從中央訂單管理系統(tǒng)加載到系統(tǒng)中。Calvet 公司通過 TwinCAT 3 Serial Communication（TF6340）和 TwinCAT 3 Database Server（TF6420）實現(xiàn)了條形碼掃描器與 IT 系統(tǒng)的高效連接?！盀樽畲笙薅鹊睾喕僮?，設備僅設兩個按鈕供操作人員切換工序步驟?！盨tefan Nees 解釋道。其操作簡便性已達到極致。

首套系統(tǒng)已在布魯塞爾的一家門窗制造商完成部署，目前正接受現(xiàn)場檢驗?！斑@些現(xiàn)場反饋將幫助我們將原型機升級為高性能標準機器。”Stefan Nees 總結道。