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隨著人們生活水平的提高，新一代年輕人個(gè)性意識(shí)的覺(jué)醒，定制家具、全屋定制已經(jīng)是當(dāng)下的主流方向。滿足客戶定制家具的需求成為許多傳統(tǒng)家具制造企業(yè)轉(zhuǎn)型的重要突破點(diǎn)。而全屋定制家具對(duì)木工板式家具的制造效率及樣式提出新的挑戰(zhàn)。如何更快，更靈活的根據(jù)客戶訂單制作出定制家具，是設(shè)備從業(yè)者亟待解決的問(wèn)題。

行業(yè)現(xiàn)狀

目前新的智能家具定制廠家多是通過(guò)拆單軟件，將需求

訂單通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)傳送到木工加工裝備，再經(jīng)過(guò)CAM軟件優(yōu)化路徑以及CNC控制系統(tǒng)執(zhí)行加工程序來(lái)實(shí)現(xiàn)定制化加工。而隨著訂單種類(lèi)與數(shù)量增加，對(duì)木工CNC的加工效率、柔性化程度提出了更高的要求。而傳統(tǒng)的CNC系統(tǒng)卻無(wú)法滿足這些要求，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

● 傳統(tǒng)CNC系統(tǒng)架構(gòu)相對(duì)封閉，不易擴(kuò)展和定制化優(yōu)化，難以大幅度增加效率;

● 傳統(tǒng)控制系統(tǒng)接口少，擴(kuò)展性不足，不易整合上下游設(shè)備形成生產(chǎn)線。對(duì)于市場(chǎng)最新機(jī)械結(jié)構(gòu)，不易兼容；

● G/M代碼固定，無(wú)法快速適應(yīng)新的加工軟件規(guī)格；

● 信息化難，不易串聯(lián)數(shù)據(jù)庫(kù)及MES系統(tǒng)，升級(jí)產(chǎn)線信息化難。

項(xiàng)目背景

佛山市萬(wàn)潤(rùn)自動(dòng)化設(shè)備有限公司是一家集研發(fā)、生產(chǎn)、

銷(xiāo)售為一體的系統(tǒng)集成公司。一個(gè)長(zhǎng)期合作的木工銑床CNC客戶向萬(wàn)潤(rùn)提出新的需求，希望將原有CNC銑床效率及下單方式進(jìn)一步升級(jí)優(yōu)化，同時(shí)可以兼容更多上位軟件及MES系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在線派單生產(chǎn)。客戶需求如下：

● 提升加工效率，控制成本：

加工效率是設(shè)備的核心指標(biāo)，由于原有電控是傳統(tǒng)的

CNC系統(tǒng)，軸數(shù)和程序相對(duì)固定，如果滿足新的效率要求，需要客戶采購(gòu)三套CNC系統(tǒng)。成本提高的同時(shí)，還要增加CNC系統(tǒng)之間的通訊調(diào)試成本。

● 易串聯(lián)其他設(shè)備：

木工設(shè)備已經(jīng)從原來(lái)單機(jī)設(shè)備進(jìn)入到連線設(shè)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(tǒng)CNC系統(tǒng)因接口不足，無(wú)法連接上游PLC。

● 代碼兼容性高：

原有CNC系統(tǒng)G代碼/M代碼格式固定，如果新的軟件導(dǎo)入新定義M代碼，需要廠家研發(fā)支援，難度大，周期長(zhǎng)。

● 對(duì)接數(shù)據(jù)庫(kù)及MES系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息化：

板式家具的派單，柔性加工，要求客戶設(shè)備可以對(duì)接數(shù)據(jù)庫(kù)及MES系統(tǒng)，原有系統(tǒng)信息化接口擴(kuò)展難度大，不易整合IT與OT。

研華解決方案

針對(duì)客戶以上幾點(diǎn)需求，萬(wàn)潤(rùn)與研華共同研發(fā)，設(shè)計(jì)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(kuò)展，并打通MES系統(tǒng)。

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(tǒng)結(jié)構(gòu)，一套方案整合了Windows7開(kāi)放信息化環(huán)境和CODESYS實(shí)時(shí)自動(dòng)化內(nèi)核，實(shí)現(xiàn)多軸運(yùn)動(dòng)控制、CNC加工、數(shù)據(jù)庫(kù)及人機(jī)界面功能，內(nèi)嵌CNC功能允許客戶靈活定義M代碼，支持EtherCAT總線，打破傳統(tǒng)控制器軸數(shù)控制瓶頸，搭配士林SDPEtherCAT系列伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，輕松實(shí)現(xiàn)多工位同時(shí)加工，大幅提高設(shè)備加工效率。模塊化接口擴(kuò)展允許設(shè)備串聯(lián)上下游設(shè)備。研華CODESYS數(shù)據(jù)庫(kù)功能塊允許設(shè)備快速串聯(lián)MES系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在線派單。

方案系統(tǒng)架構(gòu)圖

2、產(chǎn)品說(shuō)明：

● AMAX-5580：PC-Based邊緣控制器，可通過(guò)EtherCAT總線擴(kuò)展插片式IO模塊及伺服驅(qū)動(dòng)器；

● WISE-5000IO模塊：基于EtherCATIO模塊，1.2cm薄片式設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)最高100μs實(shí)時(shí)通訊控制，可以根據(jù)不同機(jī)型靈活配置；

● 研華CODESYS軟PLC控制軟件：支持多軸運(yùn)動(dòng)控制及CNCG/M代碼功能，支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)通訊ODBC協(xié)議，可實(shí)現(xiàn)多軸開(kāi)放式CNC控制系統(tǒng)，串聯(lián)IT與OT，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)及MES系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)柔性加工。

● 士林SDPEtherCAT伺服驅(qū)動(dòng)器：絕對(duì)值編碼器無(wú)需回零，快速執(zhí)行加工動(dòng)作，提高加工效率；EtherCAT總線靈活快速擴(kuò)展，最快支持100μs通訊周期，高實(shí)時(shí)性實(shí)現(xiàn)動(dòng)作精確控制。

3、方案優(yōu)勢(shì)：

● 整合IT與OT實(shí)現(xiàn)柔性成產(chǎn)：

基于Windows系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)通訊功能，可以搭載客戶CAM軟件及MES系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)按單生產(chǎn)，柔性制造。

● 打破軸數(shù)瓶頸，大幅提高加工效率：

基于EtherCAT總線技術(shù)，可以快速擴(kuò)展伺服軸，最多可支持128軸，將原有一個(gè)加工工位提高到三個(gè)工位同時(shí)加工，不需要人為干預(yù)上下料，大幅提高加工效率。

● 豐富通訊接口，串聯(lián)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(lián)上游雙端鋸的PLC，聯(lián)合上下游，組成生產(chǎn)線。

● 開(kāi)放CNC系統(tǒng)：

支持標(biāo)準(zhǔn)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(xiàng)目成果

該客戶木工CNC產(chǎn)線使用了研華的整套方案之后，大

幅提高了生產(chǎn)效率，通過(guò)將單工位優(yōu)化到三工位加工，將原有2分鐘工藝流程縮減至20秒；通過(guò)搭載MES系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫(kù)通訊接口，整合信息化和自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了柔性加工按單生產(chǎn)；靈活的擴(kuò)展接口實(shí)現(xiàn)上下游控制設(shè)備整合，實(shí)現(xiàn)木工加工產(chǎn)線化。