▌▌行業(yè)狀況

目前，大多數(shù)新的智能定制家具制造商都使用訂單拆分軟件通過數(shù)據(jù)庫將訂單發(fā)送到木工加工設(shè)備，然后通過CAM軟件的路徑優(yōu)化功能和CNC控制器執(zhí)行加工程序以實現(xiàn)定制加工。隨著訂單類型和數(shù)量的增加，對木工CNC的加工速度和靈活性提出了更高的要求。傳統(tǒng)的CNC系統(tǒng)不能滿足這些要求，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

• 傳統(tǒng)的CNC系統(tǒng)架構(gòu)是相對封閉的。難以擴(kuò)展和定制優(yōu)化，從而很難大幅提高效率。
  

• 傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)接口很少，可擴(kuò)展性不足，因此很難集成上下游設(shè)備以形成生產(chǎn)線。與市場上最新的機械結(jié)構(gòu)兼容性低；
  

• G / M代碼是嚴(yán)格的，因此無法快速適應(yīng)新處理應(yīng)用程序的規(guī)范。

• 信息化是困難的；數(shù)據(jù)庫和MES系統(tǒng)難以連接，生產(chǎn)線信息化難以實現(xiàn)。

   

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▌▌項目背景

客戶是一家集研發(fā)，制造和銷售于一體的系統(tǒng)集成公司。長期的數(shù)控木工銑床客戶向我們的客戶提出了新的要求，希望進(jìn)一步升級和優(yōu)化原始的數(shù)控木工銑床的效率和訂購方法，同時提高與更高級別軟件和MES系統(tǒng)的兼容性。實現(xiàn)在線調(diào)度和生產(chǎn)。

▌▌客戶的需求

提高加工速度和控制成本：加工速度是設(shè)備的核心指標(biāo)。由于原始控制器是傳統(tǒng)的CNC系統(tǒng)，因此軸和程序的數(shù)量相對固定。為了滿足新的效率要求，客戶必須購買三套CNC系統(tǒng)。隨著成本的增加，CNC系統(tǒng)之間的通信和調(diào)試成本也隨之增加。易于連接其他設(shè)備：現(xiàn)在連接了原來是獨立機械的木工設(shè)備。這臺CNC木銑床需要一個接口才能連接到上游雙頭鋸的PLC控制器。由于接口不足，傳統(tǒng)的CNC系統(tǒng)無法連接到上游PLC。高代碼兼容性：原始CNC系統(tǒng)的G代碼/ M代碼格式很嚴(yán)格。如果新軟件引入了新定義的M代碼，則需要制造商的R＆D支持，這很困難并且需要很長時間。連接數(shù)據(jù)庫和MES以實現(xiàn)信息化：平板家具的調(diào)度和靈活處理要求將客戶的設(shè)備連接到數(shù)據(jù)庫和MES。原始的系統(tǒng)信息界面很難擴(kuò)展和集成IT和OT。

▌▌解決方案

為了滿足上述客戶需求，研華與客戶共同開發(fā)了WISE-5580多工位木工CNC解決方案，將處理速度從2分鐘提高到20秒，實現(xiàn)了多工位擴(kuò)展并連接了MES。       

研華的邊緣控制解決方案，高性能Intel處理核心，采用子核和子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，集Windows7開放式信息環(huán)境和CODESYS實時自動化內(nèi)核于一體，實現(xiàn)多軸運動控制、數(shù)控加工、數(shù)據(jù)庫和人機界面功能。嵌入式數(shù)控功能允許客戶靈活定義M代碼，支持EtherCAT總線，打破了傳統(tǒng)控制器軸控制的瓶頸，并與世林電氣的SDP EtherCAT系列伺服電機驅(qū)動器配合，輕松實現(xiàn)多站同時處理，大大提高了設(shè)備加工率。模塊化接口擴(kuò)展允許設(shè)備連接上下游設(shè)備。研華的CODESYS數(shù)據(jù)庫模塊允許設(shè)備快速連接到MES以實現(xiàn)在線調(diào)度。

▌▌項目實施

• AMAX-5580：基于PC的邊緣控制器，可通過EtherCAT總線擴(kuò)展插件I / O模塊和伺服驅(qū)動器；

• AMAX-5000 I / O模塊：基于EtherCAT I / O模塊，1.2厘米超薄設(shè)計，可實現(xiàn)高達(dá)100μs的實時通信控制，并可根據(jù)不同型號靈活配置；

• 研華CODESYS PLC控制軟件：支持多軸運動控制，CNC G / M代碼和ODBC數(shù)據(jù)庫協(xié)議，可以實現(xiàn)多軸開放式CNC控制系統(tǒng)，連接IT和OT，并通過數(shù)據(jù)庫和MES實現(xiàn)靈活的處理。

   

▌▌優(yōu)點

• 集成IT和OT以實現(xiàn)靈活的制造：由于Windows和數(shù)據(jù)庫通信功能，可以集成客戶的CAM軟件和MES以實現(xiàn)基于訂單的生產(chǎn)和靈活制造。

• 軸數(shù)不再是瓶頸，極大地提高了處理速度：基于EtherCAT總線技術(shù)，它可以快速擴(kuò)展伺服軸以支持多達(dá)128個軸?？梢詫⒃继幚碚驹黾拥饺齻€站以進(jìn)行同時處理。裝載和卸載不需要人工干預(yù)，大大提高了處理速度。

• 豐富的通訊接口連接上游和下游站： 研華的邊緣控制器支持RS232 / 422/485，Modbus，EtherCAT，EtherNet / IP，ProfiNET和CANopen接口，使客戶可以輕松連接上游雙頭鋸的PLC并結(jié)合上下游站組成生產(chǎn)線。

• 開放式CNC系統(tǒng)： 對標(biāo)準(zhǔn)G代碼和自定義M代碼的支持可用于向客戶說明他們可能使用各種高級CAM軟件來滿足更多訂單的要求。

▌▌項目成果

客戶的CNC木工生產(chǎn)線使用研華的綜合解決方案后，生產(chǎn)效率大大提高。通過將單站處理優(yōu)化為三站處理，原來的2分鐘過程減少到20秒。MES和數(shù)據(jù)庫通信接口集成了信息化和自動化技術(shù)，以實現(xiàn)靈活的處理和基于訂單的制造。靈活的擴(kuò)展接口實現(xiàn)了上下游控制設(shè)備以及木工和加工生產(chǎn)線的集成。

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