比利時設備製造商 CNC Solutions 與 Calvet 公司通過創新設備方案，實現了鋁合金門窗加工從人工到自動化的轉型。其中，倍福 AA3000 電動缸配合高性能驅動技術與運動控製係統，為窗框壓合工序提供了至關重要的精密控製能力。
總部位於澤利克的機床製造商 Calvet 公司致力於通過新型機床實現門窗加工全流程的深度自動化。“我與同樣在定製化係統領域深耕多年的機床製造商 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。”Calvet 的總經理 Stefan Nees 解釋道。“我們很榮幸能夠貢獻在 CNC 加工和機器人應用領域的技術專長。”總部位於比利時梅嫩的 CNC Solutions 公司總經理 Lander Debruyne 補充道。
01門窗製造質量與產能雙升級
傳統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，生產團隊需要嚴格把控才能確保門窗框架的最終品質。“我們已經將裝配、塗膠、壓合、檢測和拋光等工序整合到中央工作站以實現全自動化。”Stefan Nees 強調。
未(wei)來(lai)，操(cao)作(zuo)人(ren)員(yuan)隻(zhi)需(xu)將(jiang)窗(chuang)框(kuang)型(xing)材(cai)放(fang)置(zhi)在(zai)搬(ban)運(yun)裝(zhuang)置(zhi)上(shang)。傳(chuan)感(gan)器(qi)隨(sui)即(ji)校(xiao)驗(yan)部(bu)件(jian)插(cha)入(ru)及(ji)裝(zhuang)配(pei)的(de)正(zheng)確(que)性(xing)與(yu)匹(pi)配(pei)度(du)。檢(jian)驗(yan)通(tong)過(guo)後(hou)，型(xing)材(cai)就(jiu)會(hui)被(bei)定(ding)位(wei)並(bing)通(tong)過(guo)支(zhi)架(jia)固(gu)定(ding)，再(zai)施(shi)加(jia)所(suo)需(xu)的(de)力(li)完(wan)成(cheng)壓(ya)合(he)。“這一自動化工藝使我們能夠在質量層麵提高標準，並實質性地提升門窗加工效率。”
02三個電動缸組成一個夾爪
除了質量和生產效率外，設備靈活性也是核心設計要素。麵對多樣化的型材規格、壓合位置及粘接工藝，兩台六軸機器人構成了係統核心。機器人會根據所生產的窗戶尺寸範圍（ 300 毫米到 4500 毫米），自動定位並抓取對應工序所需的工具。“這個工藝的創新突破在於組角工藝專用夾爪。”Lander Debruyne 熱切地說道。該夾爪由三台配備絲杠傳動的 AA3000 係列電動缸構成基礎架構“通過實時評估驅動電流和扭矩，設備能夠感知壓合力並對其進行動態控製。”Stefan Nees 解釋道。
CNC Solutions 選擇使用倍福基於 PC 的控製技術及其它組件並非巧合。Lander Debruyne 解釋道：“大約兩年前，我們改用倍福平台及 CX2043 嵌入式控製器作為標準控製係統，因為彼時供應商持續存在供貨問題。”CNC 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 驅動進行集成和高效控製。“控製技術的更換並非一蹴而就。”Lander 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。”目前已有七台配備基於 PC 的控製技術的設備被客戶投入使用。“在過渡階段，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，同時還會協助現有客戶引入並實施新技術。”倍福比利時分公司客戶經理 Cédric Sabbe 補充道。
除了機器人之外，還通過 TwinCAT 3 和 AX8000 多軸伺服係統控製 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 端子盒讀取信號並控製直接安裝在移動部件上的執行器。Cédric Sabbe 指出：“緊湊型驅動係統結合伺服電機的單電纜連接技術，在節省空間的同時，還能實現快速安裝。”
機器人、CNC 與運動控製的靈活組合
“該項目的主要挑戰在於確保完美協調每一個工藝環節。”Stefan Nees 說道。這正是 TwinCAT 3 NC PTP、NC I 和 CNC 大顯身手的地方，它們負責實現對所有軸的高要求協調控製。操作人員通過 CP2918 控(kong)製(zhi)麵(mian)板(ban)接(jie)收(shou)訂(ding)單(dan)設(she)置(zhi)指(zhi)令(ling)，並(bing)可(ke)利(li)用(yong)它(ta)實(shi)時(shi)監(jian)控(kong)設(she)備(bei)運(yun)行(xing)狀(zhuang)態(tai)。訂(ding)單(dan)數(shu)據(ju)通(tong)過(guo)窗(chuang)框(kuang)型(xing)材(cai)上(shang)的(de)條(tiao)形(xing)碼(ma)從(cong)中(zhong)央(yang)訂(ding)單(dan)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)加(jia)載(zai)到(dao)係(xi)統(tong)中(zhong)。Calvet 公司通過 TwinCAT 3 Serial Communication（TF6340）和 TwinCAT 3 Database Server（TF6420）實現了條形碼掃描器與 IT 係統的高效連接。“為最大限度地簡化操作，設備僅設兩個按鈕供操作人員切換工序步驟。”Stefan Nees 解釋道。其操作簡便性已達到極致。
首套係統已在布魯塞爾的一家門窗製造商完成部署，目前正接受現場檢驗。“這些現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。
關於德國倍福
倍福（Beckhoff）是一家專注於自動化新技術的德資企業，創立於 1980 年(nian)，總(zong)部(bu)位(wei)於(yu)德(de)國(guo)威(wei)爾(er)市(shi)。作(zuo)為(wei)全(quan)球(qiu)自(zi)動(dong)化(hua)技(ji)術(shu)的(de)驅(qu)動(dong)者(zhe)，倍(bei)福(fu)定(ding)義(yi)了(le)自(zi)動(dong)化(hua)領(ling)域(yu)的(de)許(xu)多(duo)標(biao)準(zhun)，是(shi)國(guo)際(ji)標(biao)準(zhun)的(de)製(zhi)定(ding)者(zhe)和(he)推(tui)動(dong)者(zhe)。公(gong)司(si)所(suo)生(sheng)產(chan)的(de)工(gong)業(ye) PC、現場總線模塊、驅動產品和 TwinCAT 自動化軟件構成了一套完整的、相互兼容的控製係統，可為各個工控領域提供開放式自動化係統和完整的解決方案。經過 40 年的發展和努力，倍福已在世界各地設立 30 多家分支機構，加上全球的合作夥伴，業務遍及 70 多個國家和地區。
倍福於 1997 年進入中國市場，中國區總部落戶於上海市北高新產業園區，現有員工 300 人，辦事處遍及國內 30 座大中城市。創新產品和解決方案廣泛應用於風力發電、半導體、光伏太陽能、電子製造、金屬加工、包裝機械、印刷機械、塑料加工、輪胎加工、木材加工、玻璃機械、物流輸送以及樓宇自動化等眾多領域。
公司傾力推廣的 EtherCAT 實時工業以太網於 2014 年成為中國國家推薦性標準，並已入編工信部的《國家智能製造標準體係建設指南》。作為一家技術驅動型公司，倍福一直注重在技術上尋求突破創新，在業內享有“創新引擎”的美譽。倍福基於 PC 的控製技術具有良好的開放性，它支持所有主流的工業通信協議，將 IT 技術、互聯網和自動化技術完美融合在一起，為實現工業 4.0 和智能製造奠定了堅實的技術基礎。
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