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貝加萊工業(yè)自動(dòng)化（中國(guó)）有限公司

電子線(xiàn)路板對(duì)于消費(fèi)電子或工業(yè)電子而言是其核心和基礎(chǔ)的制造環(huán)節(jié)，尤其是隨著智能手機(jī)及大量智能終端設(shè)備的快速發(fā)展，更為高速和高精度的鉆孔成為必然，否則會(huì)給生產(chǎn)造成巨大的瓶頸，通常，高速的鉆孔均采用直線(xiàn)電機(jī)進(jìn)行穿孔，以提高響應(yīng)能力達(dá)到效率的提升，貝加萊的技術(shù)在鉆孔方面也得到了成功應(yīng)用，其高動(dòng)態(tài)響應(yīng)及智能性的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)ACOPOSmulti、開(kāi)放的軟硬件平臺(tái)為鉆孔機(jī)提供了優(yōu)異的技術(shù)保障。

貝加萊集成自動(dòng)化提升開(kāi)發(fā)效率

對(duì)于傳統(tǒng)的直線(xiàn)電機(jī)控制而言，其往往會(huì)采用基于PC的運(yùn)動(dòng)控制卡，采用脈沖方式進(jìn)行直線(xiàn)電機(jī)的控制，嵌入式卡插在PCI插槽，由Windows的編程工具對(duì)其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)編程，而機(jī)器的邏輯程序則運(yùn)行于另一個(gè)PLC上，基于IEC61131-3的編程，對(duì)于有CNC插補(bǔ)要求的控制而言，又需要獨(dú)立的一個(gè)CNC系統(tǒng)和對(duì)應(yīng)的編程工具，而在PLC、PC和CNC系統(tǒng)之間的通信則通過(guò)不同的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

這樣會(huì)造成以下問(wèn)題：

多個(gè)開(kāi)發(fā)工具需要不同的接口程序或物理網(wǎng)絡(luò)連接；

故障出現(xiàn)時(shí)需要多個(gè)方位查找原因，浪費(fèi)時(shí)間；

系統(tǒng)的同步無(wú)法很好的保障；

不同單元之間的軟件功能受到限制；

無(wú)法實(shí)現(xiàn)整機(jī)各個(gè)單元良好的協(xié)調(diào)；

高效開(kāi)發(fā)的軟硬件平臺(tái)

從圖1我們可以看到，基于貝加萊系統(tǒng)的機(jī)器控制對(duì)此進(jìn)行了大量的改觀(guān)，表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）靈活而開(kāi)放的硬件平臺(tái)

既可以采用標(biāo)準(zhǔn)的PLC，也可以采用Power Panel、PC、Panel PC運(yùn)行整個(gè)機(jī)器的控制程序，軟件與硬件獨(dú)立，只根據(jù)機(jī)器的規(guī)模選擇相應(yīng)性?xún)r(jià)比合適的硬件平臺(tái)。

它帶來(lái)的好處在于：

無(wú)需額外開(kāi)發(fā)的專(zhuān)用控制器，如CNC、直線(xiàn)電機(jī)控制卡等，基于通用標(biāo)準(zhǔn)控制器即可；

軟件靈活，非固化的軟件，可以自由編輯與定義；

硬件穩(wěn)定且可靠；

高性?xún)r(jià)比-無(wú)需復(fù)雜的多個(gè)組件構(gòu)成，標(biāo)準(zhǔn)化硬件總成本更低。

對(duì)于鉆孔機(jī)而言，一個(gè)Power Panel一體化控制器和HMI即可完成高性能機(jī)器的控制。

（2）一個(gè)唯一的開(kāi)發(fā)平臺(tái)

軟件只有一個(gè)Automation Studio，無(wú)需多個(gè)編程工具，Automation Studio既可以開(kāi)發(fā)邏輯程序，也可以針對(duì)定位與同步、CNC和機(jī)器人，還可以進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和回路調(diào)節(jié)。

這帶來(lái)的好處在于：

無(wú)需學(xué)習(xí)多個(gè)軟件和系統(tǒng)；

仿真、編程、調(diào)試、維護(hù)集于一體；

內(nèi)部最佳匹配，性能最佳搭配，不浪費(fèi)資源。

（3）一個(gè)總線(xiàn)

總線(xiàn)僅需要一個(gè)POWERLINK，100Mbps的實(shí)時(shí)以太網(wǎng)，其任務(wù)周期可達(dá)100s。

POWERLINK是目前最為流行的實(shí)時(shí)以太網(wǎng)技術(shù)，并且它支持任意的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，對(duì)于未來(lái)升級(jí)與改造也非常方便。

圖1 貝加萊開(kāi)放平臺(tái)與傳統(tǒng)平臺(tái)的不同

ACOPOSmulti實(shí)現(xiàn)直線(xiàn)電機(jī)控制

在該機(jī)器開(kāi)發(fā)中，采用了ACOPOSmulti伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)也是一個(gè)亮點(diǎn)，ACPOSmulti驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是基于共直流母線(xiàn)技術(shù)的智能型驅(qū)動(dòng)器，其內(nèi)部可以編程，支持多達(dá)6階高階曲線(xiàn)的設(shè)計(jì)能力，并支持虛擬主軸同步、高精度電子齒輪同步等功能。

對(duì)于直線(xiàn)電機(jī)，其優(yōu)勢(shì)在于高動(dòng)態(tài)響應(yīng)與高精度，基于B&R的ACOPOSmulti可以實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆孔機(jī)的良好控制，這包括以下幾個(gè)方面：

（1）參數(shù)自整定-適應(yīng)不同機(jī)器的控制需求

對(duì)于不同的機(jī)器開(kāi)發(fā)而言，直線(xiàn)電機(jī)的特性會(huì)有所不同，ACOPOSmulti驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有的參數(shù)自整定可以根據(jù)機(jī)型的不同和運(yùn)動(dòng)中的狀態(tài)變化自行整定參數(shù)，以達(dá)到最佳的控制效果，而這智能性來(lái)自于其內(nèi)在的算法優(yōu)化設(shè)計(jì)，它帶來(lái)的好處在于：

更為光滑的曲線(xiàn)，機(jī)器振動(dòng)降低；

可以靈活設(shè)置，無(wú)論OEM機(jī)器開(kāi)發(fā)還是End User的機(jī)器運(yùn)行。

（2）虛擬主軸支持多個(gè)Z軸同步

對(duì)于鉆孔機(jī)的多個(gè)Z軸，例如6-8個(gè)Z軸的同步控制較為常見(jiàn)，這需要多個(gè)軸之間極高的同步，ACOPOSmulti驅(qū)動(dòng)器可以靈活設(shè)置虛擬主軸同步算法，不僅可以實(shí)現(xiàn)良好的Z軸同步，同時(shí)，也可以單獨(dú)的Z軸補(bǔ)償提高其控制精度，該系統(tǒng)有哪些優(yōu)勢(shì)？

易于開(kāi)發(fā)不同機(jī)器的Z軸同步組合；

精度更高；

POWERLINK的直接交叉通信提升效率，降低CPU負(fù)荷。

基于B&R的系統(tǒng)的鉆孔機(jī)可以達(dá)到超過(guò)600次/分鐘的鉆孔速度，并滿(mǎn)足客戶(hù)對(duì)于高精度的定位需求，贏得了信任。

摘自《自動(dòng)化博覽》2017年8月刊