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由于速度和靈活性在機床應用中很關(guān)鍵，因此，業(yè)內(nèi)常常選擇激光加工技術(shù)來滿足這一需求。激光能夠進行切割、焊接和沖孔金屬和非金屬部件，不會花費高額刀具費用。現(xiàn)代材料的不斷使用，如大規(guī)模生產(chǎn)中使用的碳纖維或玻璃纖維混合物，需要使用激光機。Wieser Automation 針對這些應用類型利用 Beckhoff 控制平臺的開放性和高速度開發(fā)了一款全新的高級機床。

Wieser Automation – Maschinenbau GmbH 成立于 20 多年前，當時只是一個只有一個人的金屬加工作坊，該公司總部位于奧地利 Scheffau，現(xiàn)在提供完整的定制化解決方案，并提供系統(tǒng)集成服務。公司的經(jīng)營范圍從機械和控制工程設計到生產(chǎn)和裝配，以及設備調(diào)試和將其與客戶的 IT 系統(tǒng)連接。Wieser Automation 公司幾乎一半的客戶都是汽車行業(yè)的，然后是包裝、木材加工、鋼鐵和電子行業(yè)。除了完整的生產(chǎn)線之外，Wieser Automation 還生產(chǎn)定制設計的循環(huán)系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)分度臺、裝配和加工單元以及生產(chǎn)、測試和測量設備。

根 據(jù)激光加工設備銷售經(jīng)理 Ronald Hotter 所述，近年來，Wieser Automation 收到越來越多的激光加工系統(tǒng)詢價：“激光加工 已經(jīng)成為一個很明顯的趨勢，如標記、焊接或切割。對于非金屬產(chǎn)品，如塑料、玻璃纖維增強塑料、皮革或木材，選擇是有限制的。這是我們想要用最新開發(fā) 的 W:Laser 機床填補的空白。這一解決方案設計為一個具有多個定制選項的標準系統(tǒng)，包括輸入和輸出正在加工的工件，以及針對不同的材料集成不同的 激光類型的選項。它也可作為一個模塊化或獨立的系統(tǒng)提供。”

Wieser Automation 公司激光機床銷售經(jīng)理 Roland Hotter 看到了人們對諸如 W:Laser 3D 激光機日益增長的需求，它們的軸可以以極快的速度和極高的精度控制

TwinCAT 和 EtherCAT 奠定了功能強大的機床的基礎

“激光加工”項目約在兩年前開始，當時一直在尋找具備優(yōu)良能力的供應商。Ronald Hotter 回憶道：“在自動化技術(shù)領域，我們發(fā)現(xiàn) Beckhoff 是一個能力非常強的控制和驅(qū)動組件供應商，特別是因為在激光加工中，各個組件都以很高的速度運行。這些速度必須使用可靠的機械組件以及專用的、強大的軟件平臺實現(xiàn)。Beckhoff 的 TwinCAT 自動化軟件讓我們能夠簡化編程和操作、縮短培訓時間以及加快調(diào)試速度。”

TwinCAT CNC 為實現(xiàn) W:Laser 機床的多層運動和五軸運動提供了所需的性能。這對于 W:Laser 應用來說非常理想，因為 CNC 功能完全基于 PC 和軟件。TwinCAT 實時內(nèi)核和功能強大的 PC 平臺為基于軟件的 CNC 提供了理想的基礎，而激光加工中復雜的機床運動和較難的加工任務需要在 CNC 中實時轉(zhuǎn)換，以確保靈活操作和編程。例如，用戶能夠定義不同的坐標系統(tǒng)或自動為旋轉(zhuǎn)軸生成補償運動。Wieser Automation 通過五軸加工提供的 3D 加工是這類應用的一個典型例子。

Wieser Automation 也意識到通過今天任何主流的現(xiàn)場總線系統(tǒng)連接不同的 I/O 模塊是一個重要的優(yōu)勢。從同一個供應商處獲得激光機，并在一個現(xiàn)有的現(xiàn)場總線系統(tǒng)中運行，這一點特別重要。由于 Wieser Automation 根據(jù)客戶特定應用選擇激光機，在 I/O 外設方面是否絕對開放非常關(guān)鍵。

開放的通訊標準是必須的

激光加工系統(tǒng)使用 EtherCAT 現(xiàn)場總線系統(tǒng)實現(xiàn) I/O 通訊。Roland Hotter 指出了協(xié)議開放性的重要性：“我們能夠在極短的時間內(nèi)傳輸大量數(shù)據(jù)，此外，機床也必須無縫集成到最終用戶的生產(chǎn)環(huán)境中。EtherCAT 解決了這兩項難題。EtherCAT 具有良好開放性 — 在我們的案例中與 PROFIBUS 集成 —，這一點對我們來說特別重要，因為我們的很多供應商在這一特殊領域都使用激光源。對于我們的自主開發(fā)來說，我們獨立于任何客戶的規(guī)范，可以選擇任何現(xiàn)場總線系統(tǒng)。這是一個巨大的優(yōu)勢，我們對我們的選擇非常滿意，因為 EtherCAT 給我們帶來了最大可能的靈活性。”

PROFIBUS 通過 EL6731 主站/從站端子模塊集成，該模塊與所有 PROFIBUS 功能兼容，因此能夠?qū)⑷魏?nbsp;PROFIBUS 設備包含在 EtherCAT 網(wǎng)絡中。安全功能，即驅(qū)動和安全門監(jiān)控，通過安裝在系統(tǒng)中的 TwinSAFE PLC EL6900 與 TwinSAFE 端子模塊 EL1904 和 EL2904 以及 TwinSAFE 端子盒 EP1908 處理。除了安全相關(guān)的數(shù)據(jù)，Beckhoff 系統(tǒng)通過控制柜中的 EtherCAT 端子模塊以及通過 IP 67 端子盒 EP2338 和 EP3184 采集大量模擬量和數(shù)字量信號。

高動態(tài)性驅(qū)動器是重要的控制組件

除了功能強大的組件之外，TwinCAT 和 EtherCAT 之間的高效交互確保了激光機高速、靈活的運行。它的高精度，加上極短的周期時間和驅(qū)動器的精確控制，提供了 Wieser Automation 公司能夠很好地利用的重要功能。Ronald Hotter 解釋道：“我們沒有為我們的激光機床采用機器人，而是選擇了一臺具有必須快速和精確控制的三個線性軸以及兩個可選旋轉(zhuǎn)軸的驅(qū)動器。我們的目標是將重點放在這些針對具有復雜結(jié)構(gòu)的組件的 3D 機床。

這也是為什么 Wieser Automation 公司的工程師選擇 AX5000 系列伺服驅(qū)動器以及 EtherCAT 通訊系統(tǒng)來最大化性能的原因。它們與 AM8000 系列采用單電纜技術(shù)（OCT）的伺服電機協(xié)作，單電纜技術(shù)將動力和反饋系統(tǒng)整合在一根電纜中。Ronald Hotter 繼續(xù)道：“TwinCAT 驅(qū)動技術(shù)和運動控制解決方案為我們的單軸或多軸定位任務提供了最佳可能的基礎，為固有的動態(tài)需求提供了一個有效的解決方案。”

除了 TwinCAT CNC，TwinCAT 運動學變換軟件能夠?qū)崿F(xiàn)各種機器人功能。運動在笛卡爾坐標系中編寫，既可以通過 DIN-66025 指令，也可以通過符合 PLCopen 標準的 PLC 組件。集成的動態(tài)預控制確保運動在高加速度和高速情況下仍能夠保持高精度。對于 Wieser Automation 公司的激光機來說的一個特別的優(yōu)點是，TwinCAT 運動學變換軟件已經(jīng)針對 Beckhoff 的 AX5000 系列伺服驅(qū)動器進行了優(yōu)化。

Beckhoff 的 CX2030 嵌 入式控制器采用雙核 Intel® Core™ i7 處理器（1.5 GHz），用作控制系統(tǒng)的核心。這一單元 對 Wieser Automation 來說是顯然的選擇，因為工程師們都想要一個功能強大、適合 DIN 導軌安裝并具有大量接口擴展選項的 PC。 激光機床通過適合控制柜安裝的屏幕大小為 15.6 英寸的 CP2916 多點觸控控制面板操作，并通過 DVI/USB Extended 接口與嵌 入式控制器連接。

和 EtherCAT 端子模塊（左上）一樣，5 個 AX5000 伺服驅(qū)動器（倒數(shù)第二層）只占機器控制柜內(nèi)的很小空間

通過緊湊型設計，控制面板、嵌入式控制器和 EtherCAT I/O 組件可以裝到操作站外殼中

服務讓我們與眾不同

為了測試材料的切削性能，Wieser Automation 保持自行研發(fā)其中一款激光機，從而能夠設計最佳配置的系統(tǒng)，以滿足每位客戶的具體要求。還可以提供其它服務，如工藝流程仿真、培訓、產(chǎn)品支持、工藝優(yōu)化和服務調(diào)用。據(jù)銷售經(jīng)理 Roland Hutter 所述，這些服務正是他們公司在開發(fā)新項目時想要自己使用的：“對于我們的激光機床，我們與我們供應商的專家們從一開始就緊密合作。特別是對于復雜的自動化技術(shù)，我們與 Beckhoff 開了多次會議，并一直依靠他們的現(xiàn)場支持和幫助。”