貝加萊工業(yè)自動(dòng)化（中國）有限公司

電子線(xiàn)路板對于消費電子或工業(yè)電子而言是其核心和基礎的制造環(huán)節，尤其是隨著(zhù)智能手機及大量智能終端設備的快速發(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)電機進(jìn)行穿孔，以提高響應能力達到效率的提升，貝加萊的技術(shù)在鉆孔方面也得到了成功應用，其高動(dòng)態(tài)響應及智能性的驅動(dòng)系統ACOPOSmulti、開(kāi)放的軟硬件平臺為鉆孔機提供了優(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

對于傳統的直線(xiàn)電機控制而言，其往往會(huì )采用基于PC的運動(dòng)控制卡，采用脈沖方式進(jìn)行直線(xiàn)電機的控制，嵌入式卡插在PCI插槽，由Windows的編程工具對其進(jìn)行運動(dòng)編程，而機器的邏輯程序則運行于另一個(gè)PLC上，基于IEC61131-3的編程，對于有CNC插補要求的控制而言，又需要獨立的一個(gè)CNC系統和對應的編程工具，而在PLC、PC和CNC系統之間的通信則通過(guò)不同的現場(chǎng)總線(xiàn)來(lái)實(shí)現。

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；

故障出現時(shí)需要多個(gè)方位查找原因，浪費時(shí)間；

系統的同步無(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)現整機各個(gè)單元良好的協(xié)調；

高效開(kāi)發(fā)的軟硬件平臺

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

（1）靈活而開(kāi)放的硬件平臺

既可以采用標準的PLC，也可以采用Power Panel、PC、Panel PC運行整個(gè)機器的控制程序，軟件與硬件獨立，只根據機器的規模選擇相應性?xún)r(jià)比合適的硬件平臺。

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)電機控制卡等，基于通用標準控制器即可；

軟件靈活，非固化的軟件，可以自由編輯與定義；

硬件穩定且可靠；

高性?xún)r(jià)比-無(wú)需復雜的多個(gè)組件構成，標準化硬件總成本更低。

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

（2）一個(gè)唯一的開(kāi)發(fā)平臺

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，也可以針對定位與同步、CNC和機器人，還可以進(jìn)行數據采集和回路調節。

這帶來(lái)的好處在于：

無(wú)需學(xué)習多個(gè)軟件和系統；

仿真、編程、調試、維護集于一體；

內部最佳匹配，性能最佳搭配，不浪費資源。

（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撲結構，對于未來(lái)升級與改造也非常方便。

圖1 貝加萊開(kāi)放平臺與傳統平臺的不同

ACOPOSmulti實(shí)現直線(xiàn)電機控制

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

對于直線(xiàn)電機，其優(yōu)勢在于高動(dòng)態(tài)響應與高精度，基于B&R的ACOPOSmulti可以實(shí)現對鉆孔機的良好控制，這包括以下幾個(gè)方面：

（1）參數自整定-適應不同機器的控制需求

對于不同的機器開(kāi)發(fā)而言，直線(xiàn)電機的特性會(huì )有所不同，ACOPOSmulti驅動(dòng)系統具有的參數自整定可以根據機型的不同和運動(dòng)中的狀態(tài)變化自行整定參數，以達到最佳的控制效果，而這智能性來(lái)自于其內在的算法優(yōu)化設計，它帶來(lái)的好處在于：

更為光滑的曲線(xiàn)，機器振動(dòng)降低；

可以靈活設置，無(wú)論OEM機器開(kāi)發(fā)還是End User的機器運行。

（2）虛擬主軸支持多個(gè)Z軸同步

對于鉆孔機的多個(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驅動(dòng)器可以靈活設置虛擬主軸同步算法，不僅可以實(shí)現良好的Z軸同步，同時(shí)，也可以單獨的Z軸補償提高其控制精度，該系統有哪些優(yōu)勢？

易于開(kāi)發(fā)不同機器的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負荷。

基于B&R的系統的鉆孔機可以達到超過(guò)600次/分鐘的鉆孔速度，并滿(mǎn)足客戶(hù)對于高精度的定位需求，贏(yíng)得了信任。

摘自《自動(dòng)化博覽》2017年8月刊