倍福基于PC的控制系統(tǒng)和TwinCAT軟件以及機(jī)器人技術(shù)，使砂帶磨床可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)打磨，減少人工的參與，提高了打磨效率。
帕瑪自動(dòng)化科技（蘇州）有限公司成立于2015年8月，位于蘇州工業(yè)園區(qū)現(xiàn)代工業(yè)坊，是德國(guó)帕瑪公司砂帶磨床亞太區(qū)生產(chǎn)、服務(wù)基地及銷售總部。德國(guó)帕瑪公司很早就已經(jīng)是倍福的忠實(shí)客戶，為其砂帶磨床配備了倍福基于PC和EtherCAT的整套控制和驅(qū)動(dòng)解決方案。
蘇州帕瑪致力于用尖端的自動(dòng)化打磨解決方案改變國(guó)內(nèi)鈑金行業(yè)傳統(tǒng)的手工打磨工藝，推廣環(huán)保、高效的自動(dòng)化打磨解決方案，并提供更多鈑金打磨定制化的解決方案。帕瑪產(chǎn)品范圍涵蓋標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備及適用于客戶工藝流程的定制方案，如可加工的工件例如機(jī)箱機(jī)柜、廚具外罩、食藥機(jī)械或包裝設(shè)備的覆蓋件等等。
尤其在食品及制藥設(shè)備行業(yè)，更精細(xì)的表面拋光效果意味著更少的污垢。這些應(yīng)用場(chǎng)合的打磨質(zhì)量要求往往非常高，手工打磨的勞動(dòng)強(qiáng)度很大，而且打磨過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵，對(duì)打磨工人的身體健康構(gòu)成危害。因此，只有提高砂帶打磨的自動(dòng)化水平，才能夠保證鈑金產(chǎn)品打磨后穩(wěn)定的高質(zhì)量和打磨工藝的高效性，即便是針對(duì)小批量的甚至是最小批量大小為“1”的情況。基于此我們開(kāi)發(fā)了新一代拋光打磨設(shè)備。倍福基于PC的控制系統(tǒng)和TwinCAT軟件以及機(jī)器人技術(shù)，使砂帶磨床可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)打磨，減少了人工的參與，提高了打磨效率。
實(shí)現(xiàn)高精度和高動(dòng)態(tài)性的硬件架構(gòu)
蘇州帕瑪?shù)膫鹘y(tǒng)機(jī)型已經(jīng)采用了倍福控制器。這次新開(kāi)發(fā)的機(jī)器人拋光打磨設(shè)備在TwinCAT軟件上實(shí)現(xiàn)編程以及示教和操作。
蘇州帕瑪公司總經(jīng)理朱月陽(yáng)先生解釋道：“倍福基于PC的控制技術(shù)非常靈活，即使是復(fù)雜的算法也能方便地進(jìn)行編程，TwinCAT的軟件功能豐富，可以滿足我們拋光打磨設(shè)備產(chǎn)品的通用需求。特別是倍福基于PC的控制系統(tǒng)和TwinCAT軟件，具有出色的實(shí)時(shí)性，因此也可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)控制。”
倍福的產(chǎn)品系列涵蓋了從EtherCATI/O到伺服驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品以及完整的控制系統(tǒng)等所有所需的自動(dòng)化組件。新一代砂帶磨床的控制系統(tǒng)采用了倍福CX2020高性能嵌入式控制器和CP2915多點(diǎn)觸控面板，以及功能強(qiáng)大的AX8000多軸伺服系統(tǒng)和AM8000伺服電機(jī)。另外，為了提高設(shè)備的安全性，整個(gè)系統(tǒng)還配備了TwinSAFE安全模塊。
機(jī)器人拋光打磨設(shè)備
機(jī)器人的X和Y軸采用龍門(mén)軸結(jié)構(gòu)，另外機(jī)器人的ABC軸各自配備了一個(gè)伺服電機(jī)，再加上一個(gè)打磨頭Z軸，構(gòu)造出6個(gè)自由度的直線和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
基于EtherCAT的AX8000緊湊型驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)將功能強(qiáng)大的FPGA技術(shù)和ARM多核處理器完美結(jié)合在一起。基于FPGA的控制算法和多通道電流控制技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)電流環(huán)的采樣和響應(yīng)時(shí)間小于1μs以及低至16μs的速度環(huán)控制循環(huán)時(shí)間，具體取決于所配置的開(kāi)關(guān)頻率，能夠滿足電機(jī)寬泛的調(diào)節(jié)范圍和高動(dòng)態(tài)的機(jī)器人動(dòng)作要求。
加上其EtherCATI/O端子模塊系統(tǒng)，為滿足帕瑪產(chǎn)品強(qiáng)大的模塊化設(shè)計(jì)制造理念提供了必要的速度和靈活性。此外，通過(guò)TwinSAFE，所需的安全功能可以作為控制解決方案的一個(gè)不可或缺的組成部分實(shí)施：例如，如果按下急停按鈕或皮帶斷裂，在主驅(qū)動(dòng)電機(jī)切換到無(wú)扭矩運(yùn)行之前，驅(qū)動(dòng)器可以通過(guò)一個(gè)斜坡下降功能以最快速度讓其停機(jī)。在光感保護(hù)設(shè)置模式下，如果啟動(dòng)安全措施，TwinSAFE會(huì)將進(jìn)給速度降至每分鐘2米。
軟件平臺(tái)助力實(shí)現(xiàn)靈活的磨削工藝
傳統(tǒng)的打磨設(shè)備只能實(shí)現(xiàn)打磨頭以及X、Y方向的自動(dòng)控制，這只能打磨平面。對(duì)于一些曲面以及兩個(gè)平面之間的曲面過(guò)渡，還需要人工介入。相比之下，基于機(jī)器人的拋光打磨設(shè)備不僅能自動(dòng)打磨平面，還能打磨曲面。對(duì)于六個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，只需用一個(gè)手輪來(lái)追蹤工件的輪廓，示教其起始點(diǎn)，并輸入所需的進(jìn)給速度即可完成程序的輸入。每個(gè)工件目前可以輸入八個(gè)面，每個(gè)面最多可以示教32個(gè)過(guò)渡點(diǎn)以及8個(gè)打磨配方。
系統(tǒng)采用倍福TwinCAT3軟件，通過(guò)觸摸屏上的示教點(diǎn)輕松實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的軌跡運(yùn)動(dòng)。在設(shè)置好磨削工藝配方后，蘇州帕瑪?shù)南到y(tǒng)會(huì)自動(dòng)裝載鈑金件，利用軌跡插補(bǔ)完成平面、圓弧面和不規(guī)則曲面的自動(dòng)打磨，以及自動(dòng)上下料。TwinCAT3NCI可以實(shí)現(xiàn)3軸插補(bǔ)以及5個(gè)輔助軸的運(yùn)動(dòng)，其豐富的G代碼指令和平滑過(guò)渡類型為機(jī)器人精確穿越示教點(diǎn)提供了保障，并提高了開(kāi)發(fā)效率。
基于PC的控制技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
蘇州帕瑪認(rèn)為，基于PC的控制技術(shù)的核心優(yōu)勢(shì)在于其模塊化性、控制組件的靈活應(yīng)用以及組建最佳控制系統(tǒng)的能力。還有一點(diǎn)比較重要的是，加工不同形狀工件時(shí)的編程速度以及控制系統(tǒng)的靈活性。朱月陽(yáng)先生總結(jié)道：“倍福的TwinCAT軟件功能強(qiáng)大，應(yīng)用靈活。未來(lái)還會(huì)有圖形G代碼的導(dǎo)入、機(jī)器人抓取、傳動(dòng)帶同步等一系列打磨工藝，只有倍福控制器才能完全滿足要求，PC控制技術(shù)通過(guò)集成運(yùn)動(dòng)控制、機(jī)器人算法、可視化觸摸界面，為我們實(shí)現(xiàn)拋光設(shè)備上機(jī)器人的應(yīng)用提供了巨大的便利，這種通用集成的控制架構(gòu)簡(jiǎn)化了工作流程，降低了解決方案的總體成本。”
設(shè)備的主要特點(diǎn)
全伺服和柔性雙砂帶磨床OG-Twin-3107-AF的主要特點(diǎn)：多根軸之間協(xié)作配合（最多10根伺服軸）；機(jī)械手負(fù)載能力達(dá)50kg；有5根用于旋轉(zhuǎn)特殊工件（和機(jī)器人一樣靈活）的集成式伺服軸；與全自動(dòng)刀具協(xié)同動(dòng)作，可輕松磨削形狀復(fù)雜的工件；基于TwinCAT3和機(jī)器人算法對(duì)軸進(jìn)行插補(bǔ)控制。該設(shè)備專為全自動(dòng)打磨和拋光而設(shè)計(jì)，不僅可以批量生產(chǎn)如機(jī)箱機(jī)柜、廚具外罩等工件，而且能夠快速更換不同模具，實(shí)現(xiàn)多種生產(chǎn)模式。
