卓越的表面光潔度是高質(zhì)量部件的標(biāo)志性特征。在批量生產(chǎn)中，確保每一個(gè)部件都能始終如一地保存這樣高標(biāo)準(zhǔn)的表面光潔度，成為了很多制造商面臨的巨大挑戰(zhàn)。為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，意大利 Lesta srl 公司成功研發(fā)出了創(chuàng)新的噴涂機(jī)器人。這些機(jī)器人配備了倍福基于 PC 的控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了靈活的自動(dòng)化操作，可以輕松應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜多變的噴涂任務(wù)，在優(yōu)化表面處理工藝方面發(fā)揮了舉足輕重的作用。
Lesta 公司成立于 2010 年，總部位于米蘭附近的達(dá)伊拉戈，是一家專(zhuān)業(yè)的工業(yè)機(jī)器人噴涂系統(tǒng)制造商。目前，Lesta 公司已部署約 700 臺(tái)高效運(yùn)行的機(jī)器人，廣泛服務(wù)于各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域。公司自動(dòng)化部門(mén)主管 Fabio Ferrario 指出：“我們的業(yè)務(wù)持續(xù)增長(zhǎng)，每年都會(huì)推出約 100 套新系統(tǒng)，滿足多樣化的行業(yè)需求。” 其應(yīng)用范圍極其廣泛，涵蓋了從金屬、木材、塑料、玻璃到陶瓷等各類(lèi)材料的生產(chǎn)，同時(shí)還適用于紡織和食品工業(yè)等應(yīng)用領(lǐng)域。為了滿足不同目標(biāo)市場(chǎng)的需求，Lesta 公司精心設(shè)計(jì)了多種機(jī)器人型號(hào)，其中包括已獲得 ATEX 和 UL 防爆認(rèn)證的型號(hào)。
Lesta 還成功研發(fā)出了自學(xué)習(xí)人形機(jī)器人系列，比如 Lebot MV A5 和 MV A6 這兩款旗艦產(chǎn)品。這些型號(hào)能夠?qū)崟r(shí)記錄之前所有軸在手動(dòng)操作下的運(yùn)動(dòng)軌跡，然后在自動(dòng)模式下精確重現(xiàn)這些運(yùn)動(dòng)。在電機(jī)關(guān)閉以確保安全操作的前提下，噴涂機(jī)器人通過(guò)幾乎無(wú)阻力且輕若無(wú)物的氣動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)機(jī)械手臂的靈活運(yùn)動(dòng)。由于氣動(dòng)重量補(bǔ)償系統(tǒng)在機(jī)器人工作期間始終保持激活狀態(tài)，因此電機(jī)只需施加極小的力即可驅(qū)動(dòng)手臂。從而顯著降低了電機(jī)所需的功率，減小了電機(jī)尺寸，并極大地減輕了機(jī)械手臂在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的負(fù)荷，從而提升了機(jī)器人的整體動(dòng)態(tài)性能。
基于 PC 的控制技術(shù)彰顯了獨(dú)特優(yōu)勢(shì)
我們?cè)跈C(jī)械行業(yè)一直擁有良好的口碑和聲譽(yù)，但真正讓我們脫穎而出的是我們基于 PC 的控制系統(tǒng)所展現(xiàn)出的無(wú)與倫比的卓越性能。
—— Fabio Ferrario
Fabio Ferrario 認(rèn)為，公司持續(xù)強(qiáng)勁的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)清楚地說(shuō)明了市場(chǎng)對(duì)于 Lesta 機(jī)器人產(chǎn)品的高度認(rèn)可。Lesta 依賴 TwinCAT 3 開(kāi)發(fā)自動(dòng)化和控制應(yīng)用。TwinCAT 3 具有高靈活性和開(kāi)放性，并且可與倍福的多款產(chǎn)品系列結(jié)合使用，在實(shí)際應(yīng)用中展現(xiàn)出眾多優(yōu)勢(shì)。
其中一個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)在于，Lesta 能夠充分利用 TwinCAT 軟件庫(kù)資源，并將其自身的專(zhuān)業(yè)知識(shí)與 TwinCAT 軟件的各個(gè)功能相結(jié)合，包括機(jī)器人軸的插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)。“TwinCAT 3 為我們提供了強(qiáng)大的平臺(tái)，讓我們能夠依托倍福豐富的產(chǎn)品系列構(gòu)建一個(gè)高效且高性能的自動(dòng)化系統(tǒng)，并且允許我們隨時(shí)根據(jù)具體的應(yīng)用需求使用第三方組件或附加算法進(jìn)行擴(kuò)展。”Fabio Ferrario 表示。
像真正的畫(huà)家般動(dòng)作流暢
針對(duì)不同的應(yīng)用需求，Lesta 機(jī)器人可以有五到十幾個(gè)插補(bǔ)軸。Fabio Ferrario 解釋道：“挑戰(zhàn)在于如何讓機(jī)器人完美地復(fù)制畫(huà)家平滑流暢的動(dòng)作。”然而，要在工件上實(shí)現(xiàn)均勻的表面涂層不僅僅需要精確定位。這就是為什么 Lesta 的工程師和技術(shù)人員選擇采用 TwinCAT 3 PLC/NC PTP（TC1250） 和 TwinCAT NC Camming（TF5050） 功能組件，以最優(yōu)方式復(fù)現(xiàn)畫(huà)家動(dòng)作的根本原因。人形機(jī)器人的手動(dòng)教學(xué)功能也集成在 TwinCAT 平臺(tái)中，而安全功能則通過(guò) TwinSAFE 實(shí)現(xiàn)。Lesta 使用微軟的 .Net 框架構(gòu)建其可視化界面。HMI 應(yīng)用程序與控制任務(wù)在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)（一臺(tái)搭載 Intel Atom® 四核處理器的 CX5140 嵌入式控制器）上并行運(yùn)行。可視化和控制應(yīng)用程序通過(guò) ADS 協(xié)議連接，而在 HMI 硬件方面，采用的則是適合控制柜安裝的 CP2915 多點(diǎn)觸控控制面板。
Lesta 使用適合控制柜安裝的 CP2915 多點(diǎn)觸控控制面板來(lái)控制噴涂系統(tǒng)
Lesta 精心選用 AX8000 多軸伺服系統(tǒng)來(lái)執(zhí)行在 TwinCAT 軟件平臺(tái)中生成的運(yùn)動(dòng)指令，因?yàn)樗梢栽诒３制巾樞浴⒕_性的同時(shí)實(shí)現(xiàn)高動(dòng)態(tài)性的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)軌跡。Fabio Ferrario 認(rèn)為，AM8032 和 AM8043 伺服電機(jī)的緊湊設(shè)計(jì)和單電纜技術(shù)（OCT） 連接方案也帶來(lái)了額外的優(yōu)勢(shì)。不僅有效地節(jié)省了控制柜內(nèi)的寶貴空間，還大大降低了材料成本，縮短了安裝時(shí)間。“通常在客戶現(xiàn)進(jìn)行部署時(shí)，我們通常僅需花費(fèi)一周時(shí)間，就可以完成從噴涂工站安裝到全面調(diào)試的所有工作。”Ferrario 解釋道，“到周五，我們團(tuán)隊(duì)就成功完成了在客戶現(xiàn)場(chǎng)的所有安裝工作，設(shè)備也已準(zhǔn)備就緒，隨時(shí)可以投入使用。”
可擴(kuò)展性 — 構(gòu)建競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的要素
倍福的 AX8000 多軸伺服系統(tǒng)和 EtherCAT 端子模塊使得使得控制柜的設(shè)計(jì)既緊湊又布局清晰
無(wú)論項(xiàng)目涉及的是 6 軸機(jī)器人還是 12 軸龍門(mén)起重機(jī)，無(wú)論是粉末還是濕涂層系統(tǒng)：所有解決方案均基于一個(gè)統(tǒng)一的基礎(chǔ)配置，并根據(jù)機(jī)器人類(lèi)型智能激活相應(yīng)功能。這種靈活性得益于倍福所提供的開(kāi)放且高度可擴(kuò)展的平臺(tái)。Fabio Ferrario 強(qiáng)調(diào)道：“毫無(wú)疑問(wèn)，我們系統(tǒng)的可擴(kuò)展性正是我們能在競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)中脫穎而出的獨(dú)特賣(mài)點(diǎn)。”噴涂系統(tǒng)通常會(huì)集成到客戶的網(wǎng)絡(luò)中，以便與其它系統(tǒng)組件或工廠管理系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)。此外， TwinCAT 中采用的 OPC UA 通信標(biāo)準(zhǔn)確保了與各類(lèi)系統(tǒng)之間必要的連接性，還幫助 Lesta 設(shè)備為工業(yè) 4.0 做好了準(zhǔn)備。
機(jī)器學(xué)習(xí)已成為人類(lèi)未來(lái)發(fā)展的焦點(diǎn)領(lǐng)域。Lesta 預(yù)計(jì)，隨著機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的深入應(yīng)用，將進(jìn)一步提升生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，例如自動(dòng)生成噴涂策略和路線。Fabio Ferrario 同樣也對(duì)倍福的自動(dòng)化和控制平臺(tái)給予了高度信賴，該平臺(tái)具有良好開(kāi)放性和高度可擴(kuò)展性，能夠根據(jù)各種應(yīng)用需求進(jìn)行更新。實(shí)際上，TwinCAT 已經(jīng)集成了機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)功能。
關(guān)于德國(guó)倍福
倍福（Beckhoff）是一家專(zhuān)注于自動(dòng)化新技術(shù)的德資企業(yè)，創(chuàng)立于 1980 年，總部位于德國(guó)威爾市。作為全球自動(dòng)化技術(shù)的驅(qū)動(dòng)者，倍福定義了自動(dòng)化領(lǐng)域的許多標(biāo)準(zhǔn)，是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定者和推動(dòng)者。公司所生產(chǎn)的工業(yè) PC、現(xiàn)場(chǎng)總線模塊、驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品和 TwinCAT 自動(dòng)化軟件構(gòu)成了一套完整的、相互兼容的控制系統(tǒng)，可為各個(gè)工控領(lǐng)域提供開(kāi)放式自動(dòng)化系統(tǒng)和完整的解決方案。經(jīng)過(guò) 40 年的發(fā)展和努力，倍福已在世界各地設(shè)立 30 多家分支機(jī)構(gòu)，加上全球的合作伙伴，業(yè)務(wù)遍及 70 多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。
倍福于 1997 年進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，中國(guó)區(qū)總部落戶于上海市北高新產(chǎn)業(yè)園區(qū)，現(xiàn)有員工 300 人，辦事處遍及國(guó)內(nèi) 30 座大中城市。創(chuàng)新產(chǎn)品和解決方案廣泛應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電、半導(dǎo)體、光伏太陽(yáng)能、電子制造、金屬加工、包裝機(jī)械、印刷機(jī)械、塑料加工、輪胎加工、木材加工、玻璃機(jī)械、物流輸送以及樓宇自動(dòng)化等眾多領(lǐng)域。
公司傾力推廣的 EtherCAT 實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)于 2014 年成為中國(guó)國(guó)家推薦性標(biāo)準(zhǔn)，并已入編工信部的《國(guó)家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》。作為一家技術(shù)驅(qū)動(dòng)型公司，倍福一直注重在技術(shù)上尋求突破創(chuàng)新，在業(yè)內(nèi)享有“創(chuàng)新引擎”的美譽(yù)。倍福基于 PC 的控制技術(shù)具有良好的開(kāi)放性，它支持所有主流的工業(yè)通信協(xié)議，將 IT 技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)和自動(dòng)化技術(shù)完美融合在一起，為實(shí)現(xiàn)工業(yè) 4.0 和智能制造奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。
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