MyAdvantech Registration

MyAdvantech is a personalized portal for Advantech customers. By becoming an Advantech member, you can receive latest product news, webinar invitations and special eStore offers.

Sign up today to get 24/7 quick access to your account information.

Giải pháp tối ưu hóa hệ thống máy CNC đa trạm gia công đồ gỗ từ Advantech

12/05/2020

Giới thiệu

Với sự cải thiện mức sống và sự thức tỉnh ý thức cá nhân của thế hệ mới, việc thiết kế nội thất tùy chỉnh và tùy biến toàn bộ ngôi nhà hiện đang là xu hướng chủ đạo. Đáp ứng nhu cầu của khách hàng, đồ nội thất tùy chỉnh đã trở thành một điểm đột phá quan trọng trong việc chuyển đổi nhiều nhà sản xuất đồ nội thất truyền thống. Việc sản xuất các sản phẩm nội thất tùy chỉnh cho toàn bộ ngôi nhà đặt ra những thách thức mới cho hiệu quả sản xuất. Làm thế nào để làm cho việc sản xuất đồ nội thất tùy chỉnh nhanh hơn và linh hoạt hơn dựa trên đơn đặt hàng của khách hàng là vấn đề mà các nhà cung cấp thiết bị cần giải quyết khẩn cấp.

Tình trạng của ngành

Hiện tại, hầu hết các nhà sản xuất đồ nội thất tùy chỉnh thông minh mới đều sử dụng phần mềm phân tách đơn hàng để gửi đơn đặt hàng đến thiết bị xử lý gỗ thông qua cơ sở dữ liệu, sau đó thực hiện chương trình xử lý thông qua tính năng tối ưu hóa đường dẫn của phần mềm CAM và bộ điều khiển CNC để thực hiện xử lý tùy chỉnh. Khi loại và số lượng đơn đặt hàng tăng lên, yêu cầu cao hơn được đặt vào tốc độ xử lý và tính linh hoạt của máy CNC chế biến gỗ. Hệ thống CNC truyền thống không thể đáp ứng các yêu cầu này, chủ yếu ở các khía cạnh sau:

  • Kiến trúc hệ thống CNC truyền thống tương đối khép kín; thật khó để mở rộng và tùy chỉnh tối ưu hóa, làm cho việc tăng hiệu quả đáng kể;
  • Các hệ thống điều khiển truyền thống có ít giao diện và không đủ khả năng mở rộng, gây khó khăn cho việc tích hợp thiết bị đầu nguồn và hạ nguồn để tạo thành dây chuyền sản xuất. Nó có khả năng tương thích thấp với các cấu trúc cơ khí mới nhất trên thị trường;
  • Mã G/M cứng, do đó, nó không thể thích ứng nhanh với các thông số kỹ thuật của ứng dụng xử lý mới;
  • Thông tin hóa là khó khăn; thật khó để kết nối cơ sở dữ liệu và hệ thống MES, và khó thông tin hóa dây chuyền sản xuất;

Thông tin dự án

Khách hàng là một công ty tích hợp hệ thống tích hợp R&D, sản xuất và bán hàng. Một khách hàng sử dụng máy CNC gỗ đã đề xuất các nhu cầu mới cho khách hàng của chúng tôi, hy vọng sẽ nâng cấp và tối ưu hóa hơn nữa hiệu quả và phương thức đặt hàng của máy CNC gốc, đồng thời, tăng khả năng tương thích với các hệ thống phần mềm và MES cấp cao hơn để hiện thực hóa việc số hóa hoạt động và sản xuất.

Yêu cầu của khách hàng

Tăng cường tốc độ xử lý và kiểm soát chi phí: Tốc độ xử lý là chỉ số cốt lõi của thiết bị. Vì bộ điều khiển gốc là một hệ thống CNC truyền thống, số lượng trục và chương trình tương đối cố định. Để đáp ứng các yêu cầu hiệu quả mới, khách hàng phải mua ba bộ hệ thống CNC. Khi chi phí tăng, chi phí liên lạc và gỡ lỗi giữa các hệ thống CNC cũng tăng theo.

Dễ dàng kết nối các thiết bị khác: Thiết bị chế biến gỗ, máy móc độc lập ban đầu, hiện đã được kết nối. Máy phay gỗ CNC này yêu cầu giao diện để kết nối với bộ điều khiển PLC của máy cưa hai đầu upstream. Hệ thống CNC truyền thống không thể kết nối với PLC upstream do giao diện kết nối là không đủ.

Khả năng tương thích mã cao: Định dạng mã G/M của hệ thống CNC gốc là rất cứng nhắc. Nếu phần mềm mới giới thiệu mã M mới được xác định, việc hỗ trợ R&D từ nhà sản xuất là cần thiết, điều này rất khó và mất nhiều thời gian.

Kết nối cơ sở dữ liệu và MES để thông tin hóa hệ thống: Việc gửi và xử lý linh hoạt đồ nội đòi hỏi thiết bị của khách hàng phải được kết nối với cơ sở dữ liệu và MES. Giao diện thông tin hệ thống ban đầu rất khó để mở rộng và tích hợp IT & OT.

Giải pháp của Advantech

Để đáp ứng các yêu cầu trên của khách hàng, Advantech đã cùng phát triển giải pháp CNC chế biến gỗ đa trạm dựa trên thiết bị WISE-5580 với khách hàng, giúp tăng tốc độ xử lý từ 2 phút xuống còn 20 giây, thực hiện mở rộng đa trạm và kết nối với MES.

Mô tả giải pháp

Giải pháp kiểm soát biên của Advantech, CPU Intel hiệu suất cao, sử dụng cấu trúc lõi phụ và hệ thống phụ, một bộ giải pháp tích hợp môi trường thông tin mở Windows7 và nhân tự động hóa thời gian thực CODESYS để đạt được khả năng điều khiển chuyển động đa trục, xử lý máy CNC, cơ sở dữ liệu và các tính năng giao diện người-máy (HMI).

Chức năng CNC nhúng cho phép khách hàng xác định linh hoạt mã M, hỗ trợ bus EtherCAT, phá vỡ nút thắt của điều khiển trục của bộ điều khiển truyền thống và làm việc với các trình điều khiển động cơ servo SDP EtherCAT của Shihlin Electric, qua đó dễ dàng thực hiện xử lý đồng thời nhiều trạm, cải thiện đáng kể tốc độ xử lý thiết bị. Giao diện mô-đun mở rộng cho phép thiết bị kết nối thiết bị đầu nguồn (upstream) và hạ nguồn (downstream). Mô-đun cơ sở dữ liệu CODESYS của Advantech cho phép thiết bị nhanh chóng kết nối với MES để đạt việc điều phối trực tuyến.

Triển khai dự án

  • AMAX-5580: Bộ điều khiển biên dựa trên PC, có thể mở rộng mô-đun I / O của trình cắm và trình điều khiển servo thông qua bus EtherCAT;
  • Các mô-đun I/O AMAX-5000: Dựa trên mô-đun I/O EtherCAT, thiết kế mỏng 1,2 cm, thực hiện điều khiển giao tiếp thời gian thực lên đến 100μs và có thể được cấu hình linh hoạt theo các mô hình khác nhau;
  • Phần mềm điều khiển PLC CODESYS của Advantech: Hỗ trợ điều khiển chuyển động đa trục, mã G/M CNC và giao thức cơ sở dữ liệu ODBC, có thể hoàn thiện các hệ thống điều khiển CNC mở đa trục, kết nối IT và OT và thực hiện xử lý linh hoạt thông qua cơ sở dữ liệu và MES.

Lợi ích mang lại

  • Tích hợp IT và OT để đạt được khả năng sản xuất linh hoạt: Do Windows và tính năng giao tiếp cơ sở dữ liệu, phần mềm CAM và MES của khách hàng có thể được tích hợp để thực hiện sản xuất dựa trên đơn đặt hàng và sản xuất linh hoạt.
  • Số lượng trục không còn là nút cổ chai, cải thiện đáng kể tốc độ xử lý: Dựa trên công nghệ bus EtherCAT, nó có thể nhanh chóng mở rộng trục servo để hỗ trợ tới 128 trục. Nó có thể tăng trạm xử lý ban đầu lên ba trạm để xử lý đồng thời. Không cần có sự can thiệp của con người để load và unload, giúp cải thiện đáng kể tốc độ xử lý.
  • Giao diện truyền thông phong phú kết nối các trạm upstream và downstream: Bộ điều khiển biên của Advantech hỗ trợ các giao diện RS232/422/485, Modbus, EtherCAT, EtherNet/IP, ProfiNET và CANopen, cho phép khách hàng dễ dàng kết nối PLC của máy cưa hai chiều đầu cuối và kết hợp các trạm upstream và downstream để tạo thành một dây chuyền sản xuất hoàn chỉnh.
  • Hệ thống CNC mở: Có thể sử dụng hỗ trợ cho mã G tiêu chuẩn và mã M tùy chỉnh để giải thích cho khách hàng rằng họ có thể sử dụng nhiều phần mềm CAM cấp cao khác nhau để đáp ứng các yêu cầu của nhiều đơn hàng hơn.

Kết quả dự án

Sau khi dây chuyền sản xuất đồ gỗ bằng máy CNC của khách hàng sử dụng giải pháp toàn diện của Advantech, hiệu quả sản xuất đã được cải thiện rất nhiều. Bằng cách tối ưu hóa quá trình xử lý một trạm thành ba trạm, quá trình xử lý 2 phút ban đầu đã giảm xuống còn 20 giây. Giao diện truyền thông cơ sở dữ liệu và MES tích hợp các công nghệ IT và tự động hóa để thực hiện xử lý linh hoạt và sản xuất dựa trên đơn đặt hàng. Giao diện mở rộng linh hoạt thực hiện việc tích hợp các thiết bị điều khiển upstream và downstream cũng như các dây chuyền sản xuất chế biến và sản xuất gỗ.