很多金屬加工車間仍然還是人工鍛造不銹鋼件、普通鋼件和鋁件。由 Peitzmeier 提供的全自動(dòng)機(jī)床，如模塊化精加工龍門架，在減輕工人勞動(dòng)負(fù)荷的同時(shí)，顯著提高質(zhì)量和更高效的產(chǎn)品加工流程。然而，若要充分發(fā)揮其潛力，必須有一個(gè)能夠處理各種工件的系統(tǒng)。Beckhoff 基于 PC 的控制技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)這類靈活性的需求。
Peitzmeier 機(jī)械制造有限公司總部位于德國居特斯洛，主要開發(fā)、設(shè)計(jì)和制造用于加工不銹鋼件、普通鋼件及鋁件的機(jī)床。公司的產(chǎn)品系列包括標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用機(jī)床和過程導(dǎo)向的客戶定制機(jī)床。工件包括廚房排氣罩和水槽，以及食品加工和包裝機(jī)械用到的覆膜板，它們通常作為其生產(chǎn)過程中進(jìn)行的最后一道打磨拋光工序。這樣可以改善它們的外觀，使它們更容易清洗。特別是在食品和制藥行業(yè)，更精細(xì)打磨的表面圖案意味著更少的污垢，提高抗酸性和堿性液體的腐蝕能力。
這類應(yīng)用對(duì)質(zhì)量要求非常高，因?yàn)榇蠖鄶?shù)工件已經(jīng)經(jīng)過了鍛造過程，因此非常有價(jià)值。另一方面，手工精加工是一項(xiàng)讓人精疲力盡且要求又非常嚴(yán)苛的工作，而且還會(huì)吸入大量灰塵。因此，只有將砂帶砂紙打磨過程自動(dòng)化到能夠高效、經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)一致的品質(zhì)才有意義，特別是對(duì)于數(shù)量僅為 1 的批量大小。
在其最先進(jìn)的型號(hào)中，模塊化的 Omni-Grind 龍門架的特點(diǎn)是其精加工過程完全自動(dòng)完成
高度自動(dòng)化的精加工龍門架
為了實(shí)施 Peitzmeier 的模塊化機(jī)床方案，公司創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官 UlrichPeitzmeier 從一開始就選擇了倍福的自動(dòng)化技術(shù)：“選擇了這樣一家在工程方面具有廣泛豐富的知識(shí)的控制系統(tǒng)制造商，我們就能夠在軟件設(shè)計(jì)上進(jìn)行緊密合作。此外，倍福的控制理念，及其對(duì)模塊化和靈活性的專注，與我們自己的機(jī)床設(shè)計(jì)理念非常吻合。”配備合適的砂帶磨床，Peitzmeier 的龍門架的精加工過程更加簡單、更加安全，也更加有效。模塊化機(jī)床使它能夠質(zhì)量一致地精確加工每一個(gè)工件，從而避免報(bào)廢或返工需要。
“全新的 Omni-Grind 龍門架是一個(gè)模塊化的精加工系統(tǒng)，具有最先進(jìn)的自動(dòng)化程度。”Ulrich Peitzmeier 解釋道。“在其最簡單的設(shè)置中，系統(tǒng)與手動(dòng)搬運(yùn)系統(tǒng)和氣動(dòng)軸協(xié)作。接下來，驅(qū)動(dòng)器接管搬運(yùn)工作，在最新版本中，由控制程序?qū)崿F(xiàn)軸的移動(dòng)。程序的設(shè)計(jì)必須盡可能面向?qū)嵺`。例如，為了測(cè)量一個(gè)工件，只需要通過手輪來跟蹤它的輪廓，示教其起始點(diǎn)，并輸入需要的設(shè)定速度。
兩個(gè)引導(dǎo)氣缸對(duì)著磨帶壓下接觸輥，以控制移開多少材料。通過一個(gè)伺服比例閥控制這些氣缸的壓力。對(duì)于接觸時(shí)間較長的反轉(zhuǎn)點(diǎn)，倍福的高速控制系統(tǒng)定義接觸輥壓力的斜坡，以防止表面會(huì)出現(xiàn)多余的陰影圖案。
Peitzmeier 機(jī)械制造有限公司的自動(dòng)化專家 Marian Gutzeit 和公司 CEO Ulrich Peitzmeier與倍福的銷售工程師 Michael Nienkemper（從左至右）
從 I/O 端子模塊到軟件的一致性控制系統(tǒng)
Omni-Grind 龍門架控制系統(tǒng)的核心是 CX2020 嵌入式控制器與 15 英寸控制面板 CP3915，它們都來自倍福。嵌入式控制器的無風(fēng)扇設(shè)計(jì)保證故障安全操作，盡管它暴露在精加工過程產(chǎn)生的超細(xì)粉塵中。自動(dòng)化軟件使用的是 TwinCAT NC PTP。Ulrich Peitzmeier：“倍福的控制技術(shù)與我們的機(jī)床非常匹配，因?yàn)樗卜浅ｌ`活，具有模塊化特點(diǎn)，同時(shí)也完美詮釋了我們的理念。另外一個(gè)重要因素是它的響應(yīng)速度。磨帶的速度為每秒 30 米，該刀具以每分鐘 40 米的速度向前移動(dòng)。即使當(dāng)工件的幾何形狀發(fā)生變化，工作臺(tái)速度和工件加工速度的比例必須一直是恒定的。這是實(shí)現(xiàn)一個(gè)均勻精加工圖案的唯一方法。”
尤其重要的是，根據(jù) Peitzmeier 所述，調(diào)節(jié)范圍寬泛和高動(dòng)態(tài)控制的運(yùn)動(dòng)控制用于多個(gè)線性軸、工作臺(tái)和刀具驅(qū)動(dòng)以及夾緊裝置的三根樞軸—取決于各自的龍門架型號(hào)。首席執(zhí)行官指出，加上其 I/O 端子模塊系統(tǒng)，EtherCAT 為支持其公司強(qiáng)大的模塊化機(jī)床方案提供必要的速度和靈活性。通過 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。如果有人不小心按到緊急關(guān)閉按鈕或皮帶斷裂，在主驅(qū)動(dòng)電機(jī)切換到無扭矩運(yùn)行之前，驅(qū)動(dòng)器可以通過一個(gè)斜坡下降功能盡可能快地停止。光傳感器保護(hù)設(shè)置模式，在這期間，TwinSAFE 將進(jìn)給速度降到每分鐘 2 米。
Ulrich Peitzmeier 將他的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)如下：“模塊化和對(duì)倍福的組件的裝配能力對(duì)我們來說非常重要。其他重要方面包括處理各種不同的速度曲線以及倍福系統(tǒng)的靈活性，它們符合我們的設(shè)備需求。關(guān)鍵的還有，作為一家小型設(shè)備制造商，我們依賴于我們的客戶在全球任何地方購得控制系統(tǒng)部件的能力。我們還決定進(jìn)一步利用包括倍福公司的伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的一致性。此外，倍福的單電纜技術(shù)（OCT）和緊湊的 EL72xx 系列伺服端子模塊帶來巨大收益。”