比利时设备制造商 CNC Solutions 与 Calvet 公司通过创新设备方案，实现了铝合金门窗加工从人工到自动化的转型。其中，倍福 AA3000 电动缸配合高性能驱动技术与运动控制系统，为窗框压合工序提供了至关重要的精密控制能力。
总部位于泽利克的机床制造商 Calvet 公司致力于通过新型机床实现门窗加工全流程的深度自动化。“我与同样在定制化系统领域深耕多年的机床制造商 CNC Solutions 及倍福专家团队携手，共同推动这一精密方案成功落地。”Calvet 的总经理 Stefan Nees 解释道。“我们很荣幸能够贡献在 CNC 加工和机器人应用领域的技术专长。”总部位于比利时梅嫩的 CNC Solutions 公司总经理 Lander Debruyne 补充道。
01门窗制造质量与产能双升级
传统型铝合金门窗型材连接依赖组角机，前期仍需多道人工工序，生产团队需要严格把控才能确保门窗框架的最终品质。“我们已经将装配、涂胶、压合、检测和抛光等工序整合到中央工作站以实现全自动化。”Stefan Nees 强调。
未来，操作人员只需将窗框型材放置在搬运装置上。传感器随即校验部件插入及装配的正确性与匹配度。检验通过后，型材就会被定位并通过支架固定，再施加所需的力完成压合。“这一自动化工艺使我们能够在质量层面提高标准，并实质性地提升门窗加工效率。”
02三个电动缸组成一个夹爪
除了质量和生产效率外，设备灵活性也是核心设计要素。面对多样化的型材规格、压合位置及粘接工艺，两台六轴机器人构成了系统核心。机器人会根据所生产的窗户尺寸范围（ 300 毫米到 4500 毫米），自动定位并抓取对应工序所需的工具。“这个工艺的创新突破在于组角工艺专用夹爪。”Lander Debruyne 热切地说道。该夹爪由三台配备丝杠传动的 AA3000 系列电动缸构成基础架构“通过实时评估驱动电流和扭矩，设备能够感知压合力并对其进行动态控制。”Stefan Nees 解释道。
CNC Solutions 选择使用倍福基于 PC 的控制技术及其它组件并非巧合。Lander Debruyne 解释道：“大约两年前，我们改用倍福平台及 CX2043 嵌入式控制器作为标准控制系统，因为彼时供应商持续存在供货问题。”CNC Solutions 还标准化地使用史陶比尔机器人，这些机器人可以通过 EtherCAT 和 uniVAL 驱动进行集成和高效控制。“控制技术的更换并非一蹴而就。”Lander Debruyne 表示，“但在应用工程师 Maarten Knevels 的支持下，我们身边始终有一位真正的专家随时待命。”目前已有七台配备基于 PC 的控制技术的设备被客户投入使用。“在过渡阶段，我们的应用工程师会全程提供支持，全力确保设备能够顺利启动运行，同时还会协助现有客户引入并实施新技术。”倍福比利时分公司客户经理 Cédric Sabbe 补充道。
除了机器人之外，还通过 TwinCAT 3 和 AX8000 多轴伺服系统控制 15 个 CNC 轴（AM8000伺服电机 和 AA3000 电动缸）。Calvet 和 CNC Solutions 还使用了 EtherCAT 端子模块以及众多防护等级高达 IP67 的 EtherCAT 端子盒读取信号并控制直接安装在移动部件上的执行器。Cédric Sabbe 指出：“紧凑型驱动系统结合伺服电机的单电缆连接技术，在节省空间的同时，还能实现快速安装。”
机器人、CNC 与运动控制的灵活组合
“该项目的主要挑战在于确保完美协调每一个工艺环节。”Stefan Nees 说道。这正是 TwinCAT 3 NC PTP、NC I 和 CNC 大显身手的地方，它们负责实现对所有轴的高要求协调控制。操作人员通过 CP2918 控制面板接收订单设置指令，并可利用它实时监控设备运行状态。订单数据通过窗框型材上的条形码从中央订单管理系统加载到系统中。Calvet 公司通过 TwinCAT 3 Serial Communication（TF6340）和 TwinCAT 3 Database Server（TF6420）实现了条形码扫描器与 IT 系统的高效连接。“为最大限度地简化操作，设备仅设两个按钮供操作人员切换工序步骤。”Stefan Nees 解释道。其操作简便性已达到极致。
首套系统已在布鲁塞尔的一家门窗制造商完成部署，目前正接受现场检验。“这些现场反馈将帮助我们将原型机升级为高性能标准机器。”Stefan Nees 总结道。
关于德国倍福
倍福（Beckhoff）是一家专注于自动化新技术的德资企业，创立于 1980 年，总部位于德国威尔市。作为全球自动化技术的驱动者，倍福定义了自动化领域的许多标准，是国际标准的制定者和推动者。公司所生产的工业 PC、现场总线模块、驱动产品和 TwinCAT 自动化软件构成了一套完整的、相互兼容的控制系统，可为各个工控领域提供开放式自动化系统和完整的解决方案。经过 40 年的发展和努力，倍福已在世界各地设立 30 多家分支机构，加上全球的合作伙伴，业务遍及 70 多个国家和地区。
倍福于 1997 年进入中国市场，中国区总部落户于上海市北高新产业园区，现有员工 300 人，办事处遍及国内 30 座大中城市。创新产品和解决方案广泛应用于风力发电、半导体、光伏太阳能、电子制造、金属加工、包装机械、印刷机械、塑料加工、轮胎加工、木材加工、玻璃机械、物流输送以及楼宇自动化等众多领域。
公司倾力推广的 EtherCAT 实时工业以太网于 2014 年成为中国国家推荐性标准，并已入编工信部的《国家智能制造标准体系建设指南》。作为一家技术驱动型公司，倍福一直注重在技术上寻求突破创新，在业内享有“创新引擎”的美誉。倍福基于 PC 的控制技术具有良好的开放性，它支持所有主流的工业通信协议，将 IT 技术、互联网和自动化技术完美融合在一起，为实现工业 4.0 和智能制造奠定了坚实的技术基础。
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