復(fù)雜的 9 軸數(shù)控機(jī)床能夠使用 Beckhoff CX 系列緊湊型嵌入式控制器以最佳的方式進(jìn)行自動(dòng)化改造。瑞士公司 Thalmann AG 生產(chǎn)的折彎?rùn)C(jī)就很好地證明了這一點(diǎn)，他們自 2010 年起就開(kāi)始為其折彎?rùn)C(jī)配備 Beckhoff 控制系統(tǒng)。基于 PC 和EtherCAT 的開(kāi)放式控制平臺(tái)具有很大的靈活性，可以幫助客戶對(duì)設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，從而提高精度和生產(chǎn)速度。
Thalmann Maschinenbau AG 總部位于瑞士 Frauenfeld，主要經(jīng)營(yíng)金屬板材折彎。該公司于 1960 年進(jìn)入市場(chǎng)，繼第一臺(tái)手動(dòng)
操作機(jī)床之后，又連續(xù)推出了用于金屬板材切割和折彎的液壓驅(qū)動(dòng)和混合機(jī)床。現(xiàn)在，該公司已經(jīng)可以提供各種用于對(duì)最長(zhǎng)可達(dá) 18.2 m 的金屬板材進(jìn)行成型加工的標(biāo)準(zhǔn)和特種機(jī)床，可以折彎最厚達(dá) 3 mm 的金屬板材（400 N/mm2）。
Thalmann 提供的機(jī)床既可用于小型業(yè)務(wù)，也可用于大型工業(yè)應(yīng)用。“例如，工業(yè)金屬加工設(shè)備使用我們的雙機(jī)聯(lián)動(dòng)折彎?rùn)C(jī)加工發(fā)電機(jī)外墻板和 ICE 火車道隔音板。但一個(gè)小型金屬加工公司購(gòu)買(mǎi)了相同的機(jī)床，因?yàn)樗鼈兩a(chǎn)定制墻板，需要用到雙機(jī)聯(lián)動(dòng)折彎?rùn)C(jī)的功能。”Thalmann Maschinenbau 全球銷售 Marco Cappello 解釋說(shuō)道。
提高精密性并非初看上去那么簡(jiǎn)單：用于金屬成型的雙機(jī)聯(lián)動(dòng)折彎工藝旋轉(zhuǎn)折疊工藝用于金屬板的折邊加工和輪廓加工。這是一種比較輕柔的加工工藝，彎曲梁在材料上圍繞著其支點(diǎn)向上滾動(dòng)，不會(huì)損壞金屬板表面。折彎?rùn)C(jī)通常由放置金屬板的底梁構(gòu)成，頂梁將折彎邊上的金屬板對(duì)著底梁壓緊，彎曲梁向上移動(dòng)，最終將金屬板折彎成所需的角。
TD-150 雙擊聯(lián)動(dòng)折彎?rùn)C(jī)：Thalmann 控制軸技術(shù)確保了高精度折彎效果。
雙機(jī)聯(lián)動(dòng)折彎?rùn)C(jī)的精度高達(dá) ± 0.5°（基本型號(hào)為 ± 1°），折彎角度最大可達(dá) 143°，
由于采用了高性能的液壓裝置，因此只需要三秒鐘即可完成一次向外和旋轉(zhuǎn)沖程
Thalmann TC 和 TD 型號(hào)的雙機(jī)聯(lián)動(dòng)折彎?rùn)C(jī)配備了兩個(gè)彎曲梁；在折彎加工階段，金屬板可以向上和向下彎曲，無(wú)需旋轉(zhuǎn)。這可以加速折彎過(guò)程，顯著提高折彎?rùn)C(jī)的產(chǎn)能。雙機(jī)聯(lián)動(dòng)折彎?rùn)C(jī)中總共有九根軸需要控制。
Regatron 公司軟件程序員 Patrick Ruf 在 Thako 折彎?rùn)C(jī)的操作面板旁
CX 系列嵌入式控制器執(zhí)行復(fù)雜的 CNC 功能Thalmann 折彎?rùn)C(jī)的自動(dòng)化改造由來(lái)自瑞士 Rorschach 的 Regatron AG負(fù)責(zé)完成，halmann 已經(jīng)與該公司成功合作 25 年。“我們建造的第一套控制系統(tǒng)（目前仍在運(yùn)行中）基于一個(gè)硬PLC。”Regatron 公司控制和驅(qū)動(dòng)技術(shù)研發(fā)部經(jīng)理 Felix Lanter 說(shuō)道。但是，早在 1991 年起，Regatron 就采用了第一款基于 PC 的控制系統(tǒng)，當(dāng)時(shí)使用的是 MS DOS 計(jì)算機(jī)，隨后，2003 年，他們又使用了第一臺(tái)采用 Windows 和以太網(wǎng)技術(shù)的工業(yè) PC（IPC）。“2010 年，我們轉(zhuǎn)向使用 Beckhoff 控制技術(shù)。”Felix Lanter 繼續(xù)說(shuō)道。“現(xiàn)代機(jī)械精密程度的不斷提升需要控制系統(tǒng)跨時(shí)代的改變。我們選擇采用 Beckhoff 解決方案最重要的原因是考慮到 Beckhoff 可以提供一個(gè)液壓軟件庫(kù)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)三根
伺服電機(jī)軸及最多六根其它液壓軸時(shí)，該軟件庫(kù)就會(huì)顯示出很大的優(yōu)勢(shì)。”
Regatron 公司軟件程序員 Patrick Ruf 進(jìn)一步闡述了 Beckhoff 技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。“CX1020 嵌入式控制器可以建立一個(gè)經(jīng)濟(jì)、可擴(kuò)展且在技術(shù)上具有高品質(zhì)的控制系統(tǒng)。合適的
伺服驅(qū)動(dòng)器和模擬量總線端子模塊可以用于驅(qū)動(dòng)軸。此外，我們?cè)趧?chuàng)建控制解決方案上有很大的靈活性，可以從各種信號(hào)中進(jìn)行選擇。例如，在必須滿足客戶特定的要求時(shí)，也可以對(duì)控制解決方案進(jìn)行擴(kuò)展。軟件也具有相應(yīng)的靈活性；我們使用了 Beckhoff 自動(dòng)化軟件 TwinCAT NC PTP。我們能夠繼續(xù)輕松使用現(xiàn)有的基于 Windows 的用戶界面。我們能夠使用 TwinCAT ADS 在不做很大改動(dòng)的前提下對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行修改。”
集成式安全技術(shù)
“當(dāng)然，折彎?rùn)C(jī)控制解決方案的一個(gè)重要方面是操作安全性。”Stefan Kern 解釋道。為了滿足機(jī)械安全標(biāo)準(zhǔn)，Thalmann 使用了無(wú)縫集成到 EtherCAT 端子模塊系統(tǒng)中的 Beckhoff EL6900 安全 PLC 端子模塊。該TwinSAFE 解決方案已通過(guò) SIL 3 認(rèn)證，符合 IEC 61508 和 DIN EN ISO 13849PLe 標(biāo)準(zhǔn)。可以簡(jiǎn)單地選擇并組合諸如急停、安全門(mén)監(jiān)控、雙手控制等安全功能。它們可以在標(biāo)準(zhǔn)TwinCAT 系統(tǒng)管理器中方便地配置，并在相同的 PC 平臺(tái)上作為設(shè)備程序運(yùn)行。安全功能可以與設(shè)備程序相連，但相互獨(dú)立。
可互換的卡爪手指可根據(jù)客戶要求或折彎程序分別調(diào)整：圖上顯示的是金屬板上一個(gè)用于很小接觸面積的指擋
根據(jù)輕重緩急進(jìn)行升級(jí)
對(duì)于設(shè)備制造商 Thalmann 來(lái)說(shuō)，他們永遠(yuǎn)將客戶需求放在第一位。因此，他們提供的不是傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，而是考慮到客戶需求的定制設(shè)備，這些設(shè)備在尺寸、長(zhǎng)度和功能等方面有所不同。“客戶需求的范圍讓我們必須使用可適當(dāng)修改的組件、系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。”Marco Cappello 解釋道。Stefan Kern 設(shè)計(jì)總監(jiān)也持有相同的觀點(diǎn)：“設(shè)備和控制系統(tǒng)的復(fù)雜性相互之間必須最佳匹配。目前，我們正在做的一個(gè)項(xiàng)目，由于成本原因，必須省掉一些功能。這就使得我們用基本型號(hào)配備范圍更小、目標(biāo)更明確的功能。”
這一概念對(duì)控制解決方案有重要意義，即必須在編程中反映設(shè)備的需求。“另一方面，我們想要盡可能保持設(shè)計(jì)的統(tǒng)一。”軟件專家Patrick Ruf 解釋說(shuō)道。“我們?cè)谠O(shè)計(jì)控制解決方案結(jié)構(gòu)的時(shí)候就已經(jīng)考慮到我們能夠輕松擴(kuò)展任一功能的范圍。我們還試著讓所有設(shè)備之間都相互兼容，這樣，即使是最老的機(jī)器，也可以對(duì)其進(jìn)行更新升級(jí)。”
EtherCAT 伺服驅(qū)動(dòng)器：動(dòng)態(tài)性能盡在掌控
伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的折彎?rùn)C(jī)軸由 Beckhoff 的 AX5000 系列 EtherCAT 驅(qū)動(dòng)器控制。在伺服電機(jī)方面，Thalmann 使用了 Beckhoff AM3000 系列繞極電機(jī)。液壓閥通過(guò) EtherCAT 模擬量輸出端子模塊 EL4001 控制。軸的位置和角度位置使用數(shù)字量絕對(duì)值旋轉(zhuǎn)編碼器端子模塊 EL5001 測(cè)量。設(shè)備編程中也包含大量監(jiān)控功能，它們可確保無(wú)故障運(yùn)行。對(duì)于液壓油，例如，其溫度受到監(jiān)控，就會(huì)測(cè)量流速并檢查濾油器。“Beckhoff
總線端子模塊的一大優(yōu)點(diǎn)是我們能夠使用它們來(lái)控制幾乎所有東西。”Felix Lanter 說(shuō)道。
遠(yuǎn)程維護(hù)和診斷 — 全新的可能
Thalmann AG 的折彎?rùn)C(jī)銷往全球各地。關(guān)于這點(diǎn)，PC 控制的設(shè)備的潛在服務(wù)選項(xiàng)就變得令人感興趣了。“當(dāng) Thalmann 還停留在過(guò)去提供傳統(tǒng)的服務(wù)時(shí)，基于 web 的遠(yuǎn)程服務(wù)，特別是對(duì)于雙機(jī)聯(lián)動(dòng)折彎?rùn)C(jī)，就是一個(gè)很令人關(guān)注的替代方案。”Marco Cappello 闡述道。(e
