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• 關鍵詞： 玻璃加工

全球機器制造商 LiSEC 的主要目標是想實現機器的通用性，只需要簡單的調整，機器既可以獨立運行也可以作為一個子系統嵌入到整個生產線上。倍福的基于PC的控制技術和驅動技術可以實現這種高柔性的控制需求， 正如玻璃切割機“base Cut”簡介說明的那樣 —緊湊而精密的加工流程。

總部位于奧地利 Seitenstetten 的 LiSEC Maschinenbau 公司 50 多年來一直從事平板玻璃加工。他們的產品系列從玻璃切割系統到后續玻璃處理系統，如玻璃磨邊機和中空玻璃生產線。LiSEC 有一批資深玻璃深加工處理技術人員，近年來，公司已經成為這個行業的領跑者。其開發的 EMS 系統可以與倍福的 TwinCAT 軟件通過 ADS 協議無縫連接，用于生產管理規劃和優化、訂單統計和庫存管理，實現工業 4.0 中的“透明生產”。

可擴展的控制技術簡化了機器建造

倍福基于 PC 的控制技術為 LiSEC 帶來很多好處，LiSEC 公司自動化部門主管 Markus Schoisswohl 博士解釋道：“由于系統可視化也需要將 PC 用作控制器，這對我們來說非常容易理解。此外，PC 控制具有出色的可擴展性和高度靈活性。這對我們來說非常重要，因為它讓我們能夠盡可能經濟地實現機器自動化。最后，我們的系統提供大量的選配功能，這些功能都需要有各種技術支撐。同樣，TwinCAT 各種選配功能可以滿足我們的要求。”

LiSEC 公司 L1（PLC） & L2（HMI）主管 Andreas Rohrweck 列舉了另一項優勢，即可擴展性：“工藝過程在不同的機器中有些是相似的，這樣我們使用統一的功能塊將更加高效。例如，全新的玻璃切割機 base CUT — 一臺具有基本功能的獨立的機器 — 使用的控制程序與整線高端系統用的大部分相同。倍福的解決方案在軟件硬件方面都可以很好地擴展。 TwinCAT System Manager 將軟件和硬件無縫結合在一起。”

據 Markus Schoisswohl 所述，處理速度和開放性也是 PC 控制的核心優勢：“由于我們這個領域的現代化程度日益提高，對先進自動化系統的需求也在不斷上升。這就是為什么一個能夠連接到不同網絡的通訊解決方案對我們來說如此重要。EtherCAT 工業以太網系統負責實現通訊任務，并傳輸機器之間的實時數據。例如，非時間關鍵數據通過 TCP/IP 借助客戶端服務器技術傳輸給上層系統。”Andreas Rohrweck 補充道：“EtherCAT 速度在運動控制方面也帶來了益處。例如，伺服軸的操作在 1 毫秒時鐘內完成，以滿足玻璃磨邊機的要求。TwinCAT NCI 軟件可以提供這樣的功能，這也便于實現高動態控制。”

功能強大的控制和驅動技術可以提高每個運動部件的精度。Andreas Rohrweck 解釋說道：“這里，在加工流程和機械方面的應用非常廣泛，從相對較少的單軸定位任務（簡單的點對點運動）到 CNC 控制的精密機床應用都有。有些工藝如研磨、鏜孔或銑削所需要的精度比玻璃切割更高。例如，0.2 毫米的切割公差對于 base CUT 來說已經足夠；但對于邊緣拋光機，這個值就變成百分之一毫米級。TwinCAT NCI 這兩種精度級別都能夠實現，通過現成的功能模塊調用，實現 S 形斜坡加速及更多的平穩啟動功能。”

base CUT 可以加工厚度從 2.3 到 19 毫米的玻璃板以及 3.7 x 2.6 米的玻璃板，未來，也可以加工 6.0 x 3.3 米的玻璃板

通過緊湊控制組件實現緊湊的機器設計

base CUT 包含 PC 控制技術和兩軸的 NC 控制，NC 控制包含：自動搜索工件零點、自動檢測工件位置并在 NC 程序中進行相應校正、自動測量玻璃板以及傾斜工作臺的控制任務。據 Andreas Rohrweck 所述，控制系統的核心部分是一臺Beckhoff的 C6930 控制柜式工業 PC，其結構非常緊湊，且堅固耐用，因此他們優先選擇了它：“由于它占用的空間小，我們可以將該款工業 PC 直接集成到 base CUT 中的操作終端中。此外，C6930 擁有我們機器所需的所有接口以及高性能的 SLC 閃存選項。同時，通過大量選項實現的高擴展性對我們來說是一個決定性因素，所以我們的整個系列的機械都采用了 C6930。”

由于結構緊湊，倍福的控制柜式工業 PC C6930（右下）能夠直接安裝在操作終端中，AM8000 伺服電機（左上）放在空間極為有限的切割工作臺上，節省了大量空間。

由于 base CUT 的操作終端直接放置在機器上，LiSEC 也非常重視組件是否能節省空間。在 Andreas Rohrweck 看來，緊湊型驅動技術在這方面也是個關鍵因素：“X 軸和 Y 軸通過 2 通道 EtherCAT 伺服驅動器 AX5206 控制。除此之外，直接集成在 EtherCAT I/O 系統中的伺服電機端子模塊 EL7201 負責控制 Z 軸，從而節省了大量控制柜空間。另外，AM8000 系列伺服電機中使用的單電纜技術確保實現緊湊型設計，并減少安裝工作量。這同樣也適用于通過 TwinSAFE 端子模塊、TwinSAFE 驅動選項卡 AX5801 和 Safety over EtherCAT 協議直接集成在安全工程里，通過這些安全模塊可以在 base CUT 中實現‘Control On’、‘Emergency Stop’和‘Safe Stop of Axes’等功能。”

通過 TwinSAFE 端子模塊（左）和 EtherCAT 伺服電機端子模塊 EL7201（右）可以將超緊湊的將安全和驅動技術無縫集成到控制系統中

2 通道伺服驅動器 AX5206 也有助于實現緊湊型機器設計

使用工控機的優勢

由于其具有高速處理能力，工業 PC C6930 可以同時處理多個 Runtime。Andreas Rohrweck 解釋說道：“正如 LiSEC 公司的所有機器一樣，base CUT可以升級并聯網處理。例如，切割工作臺可以通過下游玻璃破碎機擴展。為此，base CUT 使用的 C6930 上至少有兩個額外的 Runtime 可用，從而僅需要添加少量 IO 不再需要使用一臺單獨的工業 PC。這樣可以降低成本，縮短工程時間。”

對于 Markus Schoisswohl 博士來說，通過 TwinCAT 可以實現在線下載功能：“即時下載一個新程序到控制器上的能力對我們來說非常重要，特別是對于大型加工系統。這使得機器原型設計和調整以及系統的遠程維護變得更加容易。這是一個巨大優勢，特別是對與最終用戶來說，因為他們可以從程序更新中獲益，無需停止生產。”

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從基本機器到完整生產線控制

自 1999 年起，LiSEC 公司在其各機器和系統中以及其自己的玻璃處理部門中都一直使用倍福基于 PC 的控制技術和驅動技術。例如，在奧地利 Hausmening 工廠中，在將這些生產線或機器交付給客戶之前，所有機器和外圍設備都要通過內部檢驗。

其中一個例子就是 base CUT，這款玻璃切割工作臺設計為一個用于平板玻璃的縱切及切割成型的基本型號的獨立系統。這款機器有兩個型號，其中較小型號的長 4.6 米，寬 3.2 米，高 1.4 米，它擁有一個巨大的鋼質框架，并有一個可以在固定位置上傾斜或使用的橋式切割機。現在已經可以加工厚度從 2.3 到 19 毫米的玻璃板以及 3.7 x 2.6 米的玻璃板；未來，也可以加工 6.0 x 3.3 米的玻璃板。X 和 Y 方向上手動插入的玻璃板的位置自動記錄，旋轉軸承板也做相應地轉動。