卓越的表面光潔度是高質(zhì)量部件的標志性特征。在批量生產(chǎn)中，確保每一個部件都能始終如一地保存這樣高標準的表面光潔度，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)新的噴涂機器人。這些機器人配備了倍福基于 PC 的控制技術(shù)，實現(xiàn)了靈活的自動化操作，可以輕松應(yīng)對各種復(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伊拉戈，是一家專業(yè)的工業(yè)機器人噴涂系統(tǒng)制造商。目前，Lesta 公司已部署約 700 臺高效運行的機器人，廣泛服務(wù)于各個行業(yè)領(lǐng)域。公司自動化部門主管 Fabio Ferrario 指出：“我們的業(yè)務(wù)持續(xù)增長，每年都會推出約 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、玻璃到陶瓷等各類材料的生產(chǎn)，同時還適用于紡織和食品工業(yè)等應(yīng)用領(lǐng)域。為了滿足不同目標市場的需求，Lesta 公司精心設(shè)計了多種機器人型號，其中包括已獲得 ATEX 和 UL 防爆認證的型號。
Lesta 還成功研發(fā)出了自學(xué)習(xí)人形機器人系列，比如 Lebot MV A5 和 MV A6 這兩款旗艦產(chǎn)品。這些型號能夠?qū)崟r記錄之前所有軸在手動操作下的運動軌跡，然后在自動模式下精確重現(xiàn)這些運動。在電機關(guān)閉以確保安全操作的前提下，噴涂機器人通過幾乎無阻力且輕若無物的氣動補償系統(tǒng)實現(xiàn)機械手臂的靈活運動。由于氣動重量補償系統(tǒng)在機器人工作期間始終保持激活狀態(tài)，因此電機只需施加極小的力即可驅(qū)動手臂。從而顯著降低了電機所需的功率，減小了電機尺寸，并極大地減輕了機械手臂在運動過程中的負荷，從而提升了機器人的整體動態(tài)性能。
基于 PC 的控制技術(shù)彰顯了獨特優(yōu)勢
我們在機械行業(yè)一直擁有良好的口碑和聲譽，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)出的無與倫比的卓越性能。
—— Fabio Ferrario
Fabio Ferrario 認為，公司持續(xù)強勁的增長態(tài)勢清楚地說明了市場對于 Lesta 機器人產(chǎn)品的高度認可。Lesta 依賴 TwinCAT 3 開發(fā)自動化和控制應(yīng)用。TwinCAT 3 具有高靈活性和開放性，并且可與倍福的多款產(chǎn)品系列結(jié)合使用，在實際應(yīng)用中展現(xiàn)出眾多優(yōu)勢。
其中一個顯著優(yōu)勢在于，Lesta 能夠充分利用 TwinCAT 軟件庫資源，并將其自身的專業(yè)知識與 TwinCAT 軟件的各個功能相結(jié)合，包括機器人軸的插補運動。“TwinCAT 3 為我們提供了強大的平臺，讓我們能夠依托倍福豐富的產(chǎn)品系列構(gòu)建一個高效且高性能的自動化系統(tǒng)，并且允許我們隨時根據(jù)具體的應(yīng)用需求使用第三方組件或附加算法進行擴展。”Fabio Ferrario 表示。
像真正的畫家般動作流暢
針對不同的應(yīng)用需求，Lesta 機器人可以有五到十幾個插補軸。Fabio Ferrario 解釋道：“挑戰(zhàn)在于如何讓機器人完美地復(fù)制畫家平滑流暢的動作。”然而，要在工件上實現(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)畫家動作的根本原因。人形機器人的手動教學(xué)功能也集成在 TwinCAT 平臺中，而安全功能則通過 TwinSAFE 實現(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)在同一臺計算機（一臺搭載 Intel Atom® 四核處理器的 CX5140 嵌入式控制器）上并行運行。可視化和控制應(yīng)用程序通過 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 多點觸控控制面板。
Lesta 使用適合控制柜安裝的 CP2915 多點觸控控制面板來控制噴涂系統(tǒng)
Lesta 精心選用 AX8000 多軸伺服系統(tǒng)來執(zhí)行在 TwinCAT 軟件平臺中生成的運動指令，因為它可以在保持平順性、精確性的同時實現(xiàn)高動態(tài)性的復(fù)雜運動軌跡。Fabio Ferrario 認為，AM8032 和 AM8043 伺服電機的緊湊設(shè)計和單電纜技術(shù)（OCT） 連接方案也帶來了額外的優(yōu)勢。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，縮短了安裝時間。“通常在客戶現(xiàn)進行部署時，我們通常僅需花費一周時間，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，我們團隊就成功完成了在客戶現(xiàn)場的所有安裝工作，設(shè)備也已準備就緒，隨時可以投入使用。”
可擴展性 — 構(gòu)建競爭優(yōu)勢的要素
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)計既緊湊又布局清晰
無論項目涉及的是 6 軸機器人還是 12 軸龍門起重機，無論是粉末還是濕涂層系統(tǒng)：所有解決方案均基于一個統(tǒng)一的基礎(chǔ)配置，并根據(jù)機器人類型智能激活相應(yīng)功能。這種靈活性得益于倍福所提供的開放且高度可擴展的平臺。Fabio Ferrario 強調(diào)道：“毫無疑問，我們系統(tǒng)的可擴展性正是我們能在競爭激烈的市場中脫穎而出的獨特賣點。”噴涂系統(tǒng)通常會集成到客戶的網(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 通信標準確保了與各類系統(tǒng)之間必要的連接性，還幫助 Lesta 設(shè)備為工業(yè) 4.0 做好了準備。
機器學(xué)習(xí)已成為人類未來發(fā)展的焦點領(lǐng)域。Lesta 預(yù)計，隨著機器學(xué)習(xí)技術(shù)的深入應(yīng)用，將進一步提升生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，例如自動生成噴涂策略和路線。Fabio Ferrario 同樣也對倍福的自動化和控制平臺給予了高度信賴，該平臺具有良好開放性和高度可擴展性，能夠根據(jù)各種應(yīng)用需求進行更新。實際上，TwinCAT 已經(jīng)集成了機器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)功能。
關(guān)于德國倍福
倍福（Beckhoff）是一家專注于自動化新技術(shù)的德資企業(yè)，創(chuàng)立于 1980 年，總部位于德國威爾市。作為全球自動化技術(shù)的驅(qū)動者，倍福定義了自動化領(lǐng)域的許多標準，是國際標準的制定者和推動者。公司所生產(chǎn)的工業(yè) PC、現(xiàn)場總線模塊、驅(qū)動產(chǎn)品和 TwinCAT 自動化軟件構(gòu)成了一套完整的、相互兼容的控制系統(tǒng)，可為各個工控領(lǐng)域提供開放式自動化系統(tǒng)和完整的解決方案。經(jīng)過 40 年的發(fā)展和努力，倍福已在世界各地設(shè)立 30 多家分支機構(gòu)，加上全球的合作伙伴，業(yè)務(wù)遍及 70 多個國家和地區(qū)。
倍福于 1997 年進入中國市場，中國區(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、光伏太陽能、電子制造、金屬加工、包裝機械、印刷機械、塑料加工、輪胎加工、木材加工、玻璃機械、物流輸送以及樓宇自動化等眾多領(lǐng)域。
公司傾力推廣的 EtherCAT 實時工業(yè)以太網(wǎng)于 2014 年成為中國國家推薦性標準，并已入編工信部的《國家智能制造標準體系建設(shè)指南》。作為一家技術(shù)驅(qū)動型公司，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。倍福基于 PC 的控制技術(shù)具有良好的開放性，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)和自動化技術(shù)完美融合在一起，為實現(xiàn)工業(yè) 4.0 和智能制造奠定了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。
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