虹科方案丨虹科IO-Link wireless解決方案讓智能機床的旋轉(zhuǎn)部件實現(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)機床正迅速發(fā)展成為智能機床。在工業(yè)4.0技術(shù)的推動下，新的創(chuàng)新應用使機床的效率和功能達到了更高的水平。要實現(xiàn)這些功能，需要在機床上集成傳感器和執(zhí)行器，以提供實時數(shù)據(jù)和自動化控制。然而，機床因其旋轉(zhuǎn)動作而帶來了獨特的挑戰(zhàn)。由于難以連接電纜，在旋轉(zhuǎn)端集成設備幾乎是不可能的。此外，為了提高效率、安全性、生產(chǎn)效率和可追溯性，從實際加工點收集實時數(shù)據(jù)具有重要價值。

IO-Link Wireless電纜級控制和監(jiān)測系統(tǒng)

機器制造商一直缺少的一個關(guān)鍵技術(shù)就是能夠處理高性能和快速旋轉(zhuǎn)應用的無線通信。傳統(tǒng)的無線解決方案無法滿足對低延遲、可擴展性和電纜級可靠性的苛刻要求。為了滿足這一需求，IO-Link Wireless 被專門設計為高性能無線工廠自動化通信的標準。

IO-Link Wireless 專用于在惡劣的工廠環(huán)境中對快速旋轉(zhuǎn)的機器部件進行實時控制和監(jiān)控。因此，它可在智能機床的設計、開發(fā)階段和日常運行中用于各種應用，并具有以下優(yōu)點：

• 機械制造商
• 為安裝在旋轉(zhuǎn)端上的傳感器和執(zhí)行器提供無線通信
• 為整個機器及其環(huán)境部署統(tǒng)一無線通信
• 對機器的設置和校準進行無線控制和監(jiān)控
• 在工件實際加工過程中進行實時控制和監(jiān)控
• 使用無線傳感器進行數(shù)據(jù)收集，用于預測性維護、機床性能優(yōu)化和分析
• 生產(chǎn)商和終端用戶
• 通過準確的參數(shù)設置和精確的反饋信息設置機床動作
• 監(jiān)控模具加工過程的質(zhì)量和異常情況
• 實時監(jiān)控工件質(zhì)量并調(diào)整加工參數(shù)
• 通過預測性維護減少停機時間
• 及早發(fā)現(xiàn)有缺陷的設備
• 為保證質(zhì)量添加工藝跟蹤參數(shù)
• 提高安全性

示例應用-無線智能夾具

智能機床往往綜合了機械、自動化、計算機等多種先進技術(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床帶來多種優(yōu)勢：

• 在夾緊設置時，精確的力讀數(shù)可使操作員進行精確夾緊，避免夾緊過度而損壞工件，或夾緊不足而導致工件松動，甚至在加工過程中彈出；
• 在模具加工過程中，對夾緊力的監(jiān)測可提供各種有價值的參數(shù)，既可用于檢測模具質(zhì)量(因為異常的夾緊力可能表明工件不合格或存在加工問題)，也可用于預測性維護(所需的夾緊力越大，表明機器磨損越嚴重)；
• 工具制造后，存儲夾緊力數(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。

測量與設備相關(guān)的各種參數(shù)（如溫度、振動和濕度），有助于磨削、銑削、鉆孔或其他設備功能的過程。設備操作員因此可以獲得有關(guān)過程和質(zhì)量的實時信息，并進行實時監(jiān)測和自動調(diào)整，以補償過程變化，甚至支持異常工件和形狀變化。

虹科IO-Link Wireless方案的應用

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

機器集成：可在機器內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)端、移動組件和固定平臺集成大量無線設備（如有需要可多達數(shù)百個），并通過虹科TigoBridge連接標準IO-Link設備，也可通過多端口I/O集線器和TigoBridge連接其他模擬/數(shù)字設備。

主站/數(shù)據(jù)采集與優(yōu)化解決方案：所有無線設備都可以通過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進行通信，以實現(xiàn)自動化；在IT層通過MQTT或OPC UA協(xié)議與企業(yè)應用程序或云進行通信，以實現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)分析和監(jiān)控。

概述

無線通信對機器制造商的價值體現(xiàn)在機器設計、開發(fā)、交付、部署以及制造商工廠的持續(xù)支持等多個階段。對于智能機床而言，可靠的通信是連接旋轉(zhuǎn)設備的關(guān)鍵和必要組成部分。IO-Link Wireless是此類應用中唯一值得考慮的工業(yè)電纜級技術(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)場驗證的承受數(shù)千轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)的能力。

作為標準化協(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床提供了更多的可能，從而助力實現(xiàn)更快、更靈活的制造。

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