江蘇金方圓數(shù)控機床有限公司，地處揚州高新科技開發(fā)區(qū)，是國家級高新技術(shù)及技術(shù)進步示范企業(yè)，公司主要生產(chǎn)和出口各種用于沖壓、切割與折彎金屬板的液壓和伺服電機驅(qū)動型 CNC 機床。江蘇金方圓研發(fā)了一套用于生產(chǎn)母線的模塊化 CNC 沖床和折彎機，它們既能夠單獨運行，也能夠聯(lián)動運行。他們的控制系統(tǒng)采用的是 Beckhoff 基于 PC 的自動化解決方案。
隨著中國新能源開發(fā)，特別是風(fēng)能及太陽能發(fā)電的發(fā)展，必然要求要對輸配電網(wǎng)進行優(yōu)化，母線排是電網(wǎng)建設(shè)中不可或缺的一部分，因此，母線加工單元的市場也將會越來越大。
由江蘇金方圓開發(fā)的全自動母線生產(chǎn)設(shè)備由兩個單元組成：沖孔機及折彎機。沖孔機用于完成銅排的沖孔、開槽、切邊、切角、剪斷、壓印壓痕等工藝；折彎機用于完成母線的平彎、立彎和 U 形彎曲等工藝。這兩臺設(shè)備分別由一臺液壓 CNC 系統(tǒng)控制，因此，它們既可聯(lián)動，也可作為單獨的設(shè)備運行。這樣可帶來很高的靈活性，設(shè)備能夠滿足各種用戶需求。江蘇金方圓選用 Beckhoff CP62xx 系列“經(jīng)濟型”面板型 PC 作為沖孔機及折彎機的控制系統(tǒng)；EtherCAT作為總線系統(tǒng)，EtherCAT 端子模塊則用于 I/O 層。伺服驅(qū)動通過CANopen 主站端子模塊集成在 EtherCAT 端子模塊系統(tǒng)中。
用軟件取代傳統(tǒng)的定位模塊和 NC 控制器
折彎機采用了 TwinCAT NC PTP 自動化軟件。“我們使用 TwinCAT NC PTP 來實現(xiàn)軸的運動和折彎單元定位控制。此外，我們還充分利用了 NC PTP 軟件庫的功能，通過在系統(tǒng)中加入兩個編碼器軸來顯示液壓部件的位置。”金方圓電氣控制部經(jīng)理葉敬春先生如此說道。
沖孔機采用的則是 TwinCAT NC I。對于葉敬春先生來說，TwinCAT 自動化軟件的開放性是該軟件所具備的另一個優(yōu)勢：“就 I/O 和驅(qū)動系統(tǒng)方面而論，TwinCAT 為我們帶來了極大的獨立性。這也是我們決定采用基于軟件的控制平臺一個重要選擇標準。”
軟件平臺的開放性為用戶帶來極大的靈活性
“TwinCAT 完全支持 IEC-6113-3 標準規(guī)定的 5 種編程語言，易于管理，非常適合我們，同時它還為修改設(shè)計提供了極大的靈活性。”金方圓軟件工程師申曉園先生高興地說道：“我們重新設(shè)計了 PLC代碼結(jié)構(gòu)以優(yōu)化母線加工單元的生產(chǎn)流程，從而使得母線機的生產(chǎn)能力提高了 20 %。”
TwinCAT ADS 也被用于集成人機界面。“在 Beckhoff .net 程序庫的基礎(chǔ)上，我們的客戶在開發(fā)他們專用的 HMI 時能夠添加任何想要的功能。這在傳統(tǒng)的 CNC 系統(tǒng)中是不可想象的，因為在傳統(tǒng)的 CNC界面上，只能使用系統(tǒng)支持的、已有的功能和界面。如果功能不存在，就什么也不能做。”金方圓軟件開發(fā)工程師陳林先生解釋道。
“基于軟件的控制解決方案所具備的優(yōu)點贏得了我們的信賴，同時也為后續(xù) CNC 系統(tǒng)的開發(fā)提供了一個很好的基礎(chǔ)。而且，我們現(xiàn)在正在和倍福上海討論在其它的設(shè)備上使用 Beckhoff NCI/CNC 解決方案。”葉敬春先生最后說道。
圖片文字
由銅排制成母線
折彎機能夠完成母線的平彎、立彎和 U 形彎曲等工藝 折彎機既能夠獨立使用，也能夠與沖壓單元一起使用。這兩臺設(shè)備分別由一臺液壓 CNC 系統(tǒng)控制，因此，它們既可聯(lián)動，也可作為單獨的設(shè)備運行。
江蘇金方圓用于生產(chǎn)母線的折彎機的用戶界面
全自動沖孔機 MC-40 用于完成用來制作母線的銅排的沖孔、開槽、切邊、切角、剪斷、壓印壓痕等工藝
Beckhoff CP62xx 系列“經(jīng)濟型”面板型 Panel PC 結(jié)構(gòu)緊湊，用于實現(xiàn)沖壓單元 MC-40 的控制和可視化
江蘇金方圓沖孔機用戶界面
TwinCAT-ADS 便于集成 HMI。Beckhoff 的 TwinCAT 自動化軟件為客戶提供開發(fā)其專用 HMI 的各項功能。與傳統(tǒng) CNC 系統(tǒng)相比，這是一個非常重要的優(yōu)勢
