虹科方案丨虹科IO-Link wireless解決方案讓智能機(jī)床的旋轉(zhuǎn)部件實(shí)現(xiàn)可靠低延遲無線通信

作為新工業(yè)革命的一部分，傳統(tǒng)機(jī)床正迅速發(fā)展成為智能機(jī)床。在工業(yè)4.0技術(shù)的推動(dòng)下，新的創(chuàng)新應(yīng)用使機(jī)床的效率和功能達(dá)到了更高的水平。要實(shí)現(xiàn)這些功能，需要在機(jī)床上集成傳感器和執(zhí)行器，以提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和自動(dòng)化控制。然而，機(jī)床因其旋轉(zhuǎn)動(dòng)作而帶來了獨(dú)特的挑戰(zhàn)。由于難以連接電纜，在旋轉(zhuǎn)端集成設(shè)備幾乎是不可能的。此外，為了提高效率、安全性、生產(chǎn)效率和可追溯性，從實(shí)際加工點(diǎn)收集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)具有重要價(jià)值。

IO-Link Wireless電纜級(jí)控制和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

機(jī)器制造商一直缺少的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)就是能夠處理高性能和快速旋轉(zhuǎn)應(yīng)用的無線通信。傳統(tǒng)的無線解決方案無法滿足對(duì)低延遲、可擴(kuò)展性和電纜級(jí)可靠性的苛刻要求。為了滿足這一需求，IO-Link Wireless 被專門設(shè)計(jì)為高性能無線工廠自動(dòng)化通信的標(biāo)準(zhǔn)。

IO-Link Wireless 專用于在惡劣的工廠環(huán)境中對(duì)快速旋轉(zhuǎn)的機(jī)器部件進(jìn)行實(shí)時(shí)控制和監(jiān)控。因此，它可在智能機(jī)床的設(shè)計(jì)、開發(fā)階段和日常運(yùn)行中用于各種應(yīng)用，并具有以下優(yōu)點(diǎn)：

• 機(jī)械制造商
• 為安裝在旋轉(zhuǎn)端上的傳感器和執(zhí)行器提供無線通信
• 為整個(gè)機(jī)器及其環(huán)境部署統(tǒng)一無線通信
• 對(duì)機(jī)器的設(shè)置和校準(zhǔn)進(jìn)行無線控制和監(jiān)控
• 在工件實(shí)際加工過程中進(jìn)行實(shí)時(shí)控制和監(jiān)控
• 使用無線傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，用于預(yù)測(cè)性維護(hù)、機(jī)床性能優(yōu)化和分析
• 生產(chǎn)商和終端用戶
• 通過準(zhǔn)確的參數(shù)設(shè)置和精確的反饋信息設(shè)置機(jī)床動(dòng)作
• 監(jiān)控模具加工過程的質(zhì)量和異常情況
• 實(shí)時(shí)監(jiān)控工件質(zhì)量并調(diào)整加工參數(shù)
• 通過預(yù)測(cè)性維護(hù)減少停機(jī)時(shí)間
• 及早發(fā)現(xiàn)有缺陷的設(shè)備
• 為保證質(zhì)量添加工藝跟蹤參數(shù)
• 提高安全性

示例應(yīng)用-無線智能夾具

智能機(jī)床往往綜合了機(jī)械、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)等多種先進(jìn)技術(shù)，并部署了大量的傳感器。在夾具中集成力傳感器可以為智能機(jī)床帶來多種優(yōu)勢(shì)：

• 在夾緊設(shè)置時(shí)，精確的力讀數(shù)可使操作員進(jìn)行精確夾緊，避免夾緊過度而損壞工件，或夾緊不足而導(dǎo)致工件松動(dòng)，甚至在加工過程中彈出；
• 在模具加工過程中，對(duì)夾緊力的監(jiān)測(cè)可提供各種有價(jià)值的參數(shù)，既可用于檢測(cè)模具質(zhì)量(因?yàn)楫惓５膴A緊力可能表明工件不合格或存在加工問題)，也可用于預(yù)測(cè)性維護(hù)(所需的夾緊力越大，表明機(jī)器磨損越嚴(yán)重)；
• 工具制造后，存儲(chǔ)夾緊力數(shù)據(jù)資料可增加制造過程的可追溯性，并有助于質(zhì)量控制記錄和數(shù)據(jù)庫的建立。

測(cè)量與設(shè)備相關(guān)的各種參數(shù)（如溫度、振動(dòng)和濕度），有助于磨削、銑削、鉆孔或其他設(shè)備功能的過程。設(shè)備操作員因此可以獲得有關(guān)過程和質(zhì)量的實(shí)時(shí)信息，并進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)調(diào)整，以補(bǔ)償過程變化，甚至支持異常工件和形狀變化。

虹科IO-Link Wireless方案的應(yīng)用

終端設(shè)備集成： 虹科TigoAir SOM是一個(gè)嵌入式系統(tǒng)級(jí)模塊，模塊內(nèi)包含必要的物理組件和IO-Link wireless設(shè)備軟件堆棧，可用于設(shè)計(jì)和構(gòu)建IO-Link wireless設(shè)備。該模塊可直接集成到傳感器設(shè)備中，并與傳感器或執(zhí)行器相連。

機(jī)器集成：可在機(jī)器內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)端、移動(dòng)組件和固定平臺(tái)集成大量無線設(shè)備（如有需要可多達(dá)數(shù)百個(gè)），并通過虹科TigoBridge連接標(biāo)準(zhǔn)IO-Link設(shè)備，也可通過多端口I/O集線器和TigoBridge連接其他模擬/數(shù)字設(shè)備。

主站/數(shù)據(jù)采集與優(yōu)化解決方案：所有無線設(shè)備都可以通過IO-Link Wireless協(xié)議與虹科TigoMaster通信。虹科TigoMaster在OT層通過工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議或OPC UA與PLC進(jìn)行通信，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；在IT層通過MQTT或OPC UA協(xié)議與企業(yè)應(yīng)用程序或云進(jìn)行通信，以實(shí)現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)分析和監(jiān)控。

概述

無線通信對(duì)機(jī)器制造商的價(jià)值體現(xiàn)在機(jī)器設(shè)計(jì)、開發(fā)、交付、部署以及制造商工廠的持續(xù)支持等多個(gè)階段。對(duì)于智能機(jī)床而言，可靠的通信是連接旋轉(zhuǎn)設(shè)備的關(guān)鍵和必要組成部分。IO-Link Wireless是此類應(yīng)用中唯一值得考慮的工業(yè)電纜級(jí)技術(shù)。它具有5毫秒的確定性低延遲、比其他無線協(xié)議（如Wi-Fi、Zigbee和BLE）高出一百萬倍的可靠性和抗干擾能力，以及經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證的承受數(shù)千轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)的能力。

作為標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議和IO-Link產(chǎn)品的一部分，虹科IO-Link wireless解決方案為下一階段的智能機(jī)床提供了更多的可能，從而助力實(shí)現(xiàn)更快、更靈活的制造。

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