多工位木工CNC定制化 家具生產解決方案
文:研華科技2020年第二期
導語:隨著人們生活水平的提高,新一代年輕人個性意識的覺醒,定制家具、全屋定制已經是當下的主流方向。滿足客戶定制家具的需求成為許多傳統家具制造企業轉型的重要突破點。
隨著人們生活水平的提高,新一代年輕人個性意識的覺醒,定制家具、全屋定制已經是當下的主流方向。滿足客戶定制家具的需求成為許多傳統家具制造企業轉型的重要突破點。而全屋定制家具對木工板式家具的制造效率及樣式提出新的挑戰。如何更快,更靈活的根據客戶訂單制作出定制家具,是設備從業者亟待解決的問題。
行業現狀
目前新的智能家具定制廠家多是通過拆單軟件,將需求
訂單通過數據庫傳送到木工加工裝備,再經過CAM軟件優化路徑以及CNC控制系統執行加工程序來實現定制化加工。而隨著訂單種類與數量增加,對木工CNC的加工效率、柔性化程度提出了更高的要求。而傳統的CNC系統卻無法滿足這些要求,主要表現在以下幾個方面:
● 傳統CNC系統架構相對封閉,不易擴展和定制化優化,難以大幅度增加效率;
● 傳統控制系統接口少,擴展性不足,不易整合上下游設備形成生產線。對于市場最新機械結構,不易兼容;
● G/M代碼固定,無法快速適應新的加工軟件規格;
● 信息化難,不易串聯數據庫及MES系統,升級產線信息化難。
項目背景
佛山市萬潤自動化設備有限公司是一家集研發、生產、
銷售為一體的系統集成公司。一個長期合作的木工銑床CNC客戶向萬潤提出新的需求,希望將原有CNC銑床效率及下單方式進一步升級優化,同時可以兼容更多上位軟件及MES系統,實現在線派單生產。客戶需求如下:
● 提升加工效率,控制成本:
加工效率是設備的核心指標,由于原有電控是傳統的
CNC系統,軸數和程序相對固定,如果滿足新的效率要求,需要客戶采購三套CNC系統。成本提高的同時,還要增加CNC系統之間的通訊調試成本。
● 易串聯其他設備:
木工設備已經從原來單機設備進入到連線設備,此木工銑槽CNC需要接口連接上游雙端鋸的PLC控制器,而原有傳統CNC系統因接口不足,無法連接上游PLC。
● 代碼兼容性高:
原有CNC系統G代碼/M代碼格式固定,如果新的軟件導入新定義M代碼,需要廠家研發支援,難度大,周期長。
● 對接數據庫及MES系統,實現信息化:
板式家具的派單,柔性加工,要求客戶設備可以對接數據庫及MES系統,原有系統信息化接口擴展難度大,不易整合IT與OT。
研華解決方案
針對客戶以上幾點需求,萬潤與研華共同研發,設計出了WISE-5580多工位木工CNC單元解決方案,使加工效率從2分鐘減少到20秒,多工位擴展,并打通MES系統。
1、方案概述
研華邊緣控制解決方案,高效能英特爾處理核心,使用分核分系統結構,一套方案整合了Windows7開放信息化環境和CODESYS實時自動化內核,實現多軸運動控制、CNC加工、數據庫及人機界面功能,內嵌CNC功能允許客戶靈活定義M代碼,支持EtherCAT總線,打破傳統控制器軸數控制瓶頸,搭配士林SDPEtherCAT系列伺服電機驅動器,輕松實現多工位同時加工,大幅提高設備加工效率。模塊化接口擴展允許設備串聯上下游設備。研華CODESYS數據庫功能塊允許設備快速串聯MES系統,實現在線派單。
方案系統架構圖
2、產品說明:
● AMAX-5580:PC-Based邊緣控制器,可通過EtherCAT總線擴展插片式IO模塊及伺服驅動器;
● WISE-5000IO模塊:基于EtherCATIO模塊,1.2cm薄片式設計,實現最高100μs實時通訊控制,可以根據不同機型靈活配置;
● 研華CODESYS軟PLC控制軟件:支持多軸運動控制及CNCG/M代碼功能,支持數據庫通訊ODBC協議,可實現多軸開放式CNC控制系統,串聯IT與OT,通過數據庫及MES系統實現柔性加工。
● 士林SDPEtherCAT伺服驅動器:絕對值編碼器無需回零,快速執行加工動作,提高加工效率;EtherCAT總線靈活快速擴展,最快支持100μs通訊周期,高實時性實現動作精確控制。
3、方案優勢:
● 整合IT與OT實現柔性成產:
基于Windows系統和數據庫通訊功能,可以搭載客戶CAM軟件及MES系統,實現按單生產,柔性制造。
● 打破軸數瓶頸,大幅提高加工效率:
基于EtherCAT總線技術,可以快速擴展伺服軸,最多可支持128軸,將原有一個加工工位提高到三個工位同時加工,不需要人為干預上下料,大幅提高加工效率。
● 豐富通訊接口,串聯上下游工位:
研華邊緣控制器支持RS232/422/485、Modbus、EtherCAT、EtherNet/IP、ProfiNET、CANOPEN等接口,可以幫助客戶輕松串聯上游雙端鋸的PLC,聯合上下游,組成生產線。
● 開放CNC系統:
支持標準G代碼以及自定義M代碼功能,可以幫助客戶適用于多種上位CAM軟件,滿足更多訂單需求。
項目成果
該客戶木工CNC產線使用了研華的整套方案之后,大
幅提高了生產效率,通過將單工位優化到三工位加工,將原有2分鐘工藝流程縮減至20秒;通過搭載MES系統及數據庫通訊接口,整合信息化和自動化技術,實現了柔性加工按單生產;靈活的擴展接口實現上下游控制設備整合,實現木工加工產線化。
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