Koch 的開發人員利用德國倍福的獨門技術迅速地將旋轉運動轉換成了直線運動。
　　
　　如果你向普通用戶詢問什麽(me) 是可變化、可調整的帶木條的門框，你看到的可能會(hui) 是一臉茫然。如果你向 Koch公司的工程師提出同樣的問題，答案可能會(hui) 是：他們(men) 正在使用 Beckhoff 直線電機和 PC 控製的 SBFD-B-NC設備，因此，門框的生產(chan) 將變得更快、更好、更便宜。由於(yu) 使用了現代化的工業(ye) PC 控製器，特別為(wei) SBFD-BNC安裝的 31 台直線電機設備可以使鑽孔和磨孔都變得更加合適。
　　
　　Koch Maschinenbau 公司作為(wei) 德國的一家非標木工機械製造商，如果想每小時生產(chan) 500個(ge) 門框的話，他們(men) 絕對不能浪費時間。那麽(me) ，如果他們(men) 采用 Beckhoff 的先進 PC 控製技術的話，他們(men) 就可以節約一些時間。Beckhoff 在這方麵經驗豐(feng) 富：它曾幫助 Koch 公司應用 PC 控製技術在PC 上采用標準 Windows 軟件進行調試仿真和遠程服務/診斷來節約時間。為(wei) 了尋找更加節省時間和更加優(you) 化的方案，他們(men) 開發了一項利用加工站裏的旋轉驅動來改善鑽頭定位的技術。技術經理 Leo G?vert 很快就想到了在電子工業(ye) 中安裝 SMD 元件時，精確定位 PCB 板時所采用的線性驅動技術。因為(wei) 他們(men) 的合作夥(huo) 伴Beckhoff 公司在該領域表現也非常出色，對於(yu) 這種想法，雙方一拍即合：由雙方來合作開發 SBFD-B-NC 設備。Koch 的管理層為(wei) 此大開綠燈，一台功能非常強大、維護工作最少、可以適應時間要求的木工設備就此誕生。在該方案開發的最開始，精力主要集中在設備定位功能的改善上。采用直線驅動取代了齒條上的旋轉驅動，所以定位過程變得更快而且更加精確。這台長寬為(wei) 10mx15m 的設備，將用於(yu) 板條式門框的木材分為(wei) 頭部、中部和底部三個(ge) 部分。然後由操作員選擇加工步驟，並決(jue) 定是先加工左邊還是右邊。最後，鏈條傳(chuan) 送帶將木材沿 ＋Y 方向依次輸送到9個(ge) 加工工位。在傳(chuan) 統的解決(jue) 方案中，鑽銑設備安裝在頂部的搬運器上，它通過齒條來移動，對已經編好程序的孔、槽進行加工。因為(wei) 在這裏用直線電機替代了旋轉電機，使得定位更快而且更加精確。一般來說，直線電機適用於(yu) 旋轉電機機械結構位置受限，或者是在動態性能、同步和加速方麵有特殊要求的場合。
　　
　　在半條門窗加工廠，31 台由 Beckhoff AX2000 伺服驅動控製器驅動的直線電機保證了鑽孔和槽的正確定位。所有的驅動數據通過四個(ge) Lightbus 環傳(chuan) 送到工業(ye) PC 進行進一步處理。
　　
　　直接驅動帶來了 10％ 的成本優(you) 勢
　　控製專(zhuan) 家 G?vert 指出，“對我們(men) 來說，看起來這是正確的技術選擇。在每個(ge) 工位的吊運式輸送鬥（吊裝式托架）必須接納多至 9 個(ge) 鑽頭，並將它們(men) 移動到位。”對於(yu) 這項作業(ye) 任務來說，Beckhoff 的 AL2000 直線電機是理想之選。AL2000 的移動速度可以達到 10m/s，並且在運動過程中還可以獲得很大的加速度。“從(cong) 管理角度來講，相對獨立的直接驅動很容易被人遺忘，因為(wei) 在一個(ge) 加工工位裏所有直線電機共用一條磁性軌道，使係統非常經濟，” G?vert 解釋說。G?vert 承認，安裝外部測量係統，在一定程度上會(hui) 降低成本優(you) 勢，“但底線是用 8 個(ge) 驅動可以節省 10％的成本”。除了經濟原因以外，Koch 也明顯認識到該係統的技術優(you) 勢，特別是以下幾個(ge) 方麵：
　　│ 直線伺服電機不受機械磨損
　　│ 直線電機定位速度快，而且無過衝(chong)
　　│ 易於(yu) 調試運行
　　│ 多個(ge) 電機可以同時運行於(yu) 一條軌道之上
　　
　　“對於(yu) 機器製造商來說，這些優(you) 點不容忽視，因為(wei) 除去冠輪以後，移動距離就幾乎沒有限製了，”Koch 公司軟件工程負責人 Oliver Bexte 補充說。他把時間優(you) 勢看作另一個(ge) 主要優(you) 勢。實際上，二者的最大區別並不在於(yu) 工件的加工，而是在於(yu) 建立並改進繁重的鑽孔任務。它所需要的定位精度在 0.1mm 到 0.01mm 之間。直線電機的重複精度也非常高。Bexte 對這項技術很有信心，他解釋說，“在實際測試中，我們(men) 用千分表測試了幾百次，通過比較表明定位精度並沒有什麽(me) 變化。”所有這一切並沒有像旋轉電機那樣發生瞬變現象（無伺服抖動現象），這就意味著，設定某些簡單的控製參數變得更加簡單。
　　儀(yi) 表管理更加容易
　　就精度來講，Koch 設備使用的儀(yi) 表技術也非常關(guan) 鍵。在按長度切割原材料時，開發人員使用 SONY 的磁性編碼器，隻需把它用膠水粘到軌道上就可以了。這樣做的優(you) 勢是擁有參考凸輪的和高分辨率閱讀器。Bexte 指出，“這種傳(chuan) 感器的優(you) 點是可以調整，隻要練習(xi) 一下就行，時間不超過5分鍾。”軟件工程師警告說，在調整的時候必須小心，因為(wei) 磁性工具可以損壞整個(ge) 測量係統。Beckhoff 公司研發人員目前正在為(wei) 突破這項限製而努力。Beckhoff 的工程師們(men) 正在進行一項工作：在直線電機內(nei) 部采取措施使電機免受外部幹擾。其測量原理包括使用次極磁鐵的截麵來確定位置和速度。增量式編碼器使用它們(men) 的磁場強度可以每24mm 發出 1000 個(ge) 脈衝(chong) （24mm 對應於(yu) 旋轉電機的一周）。將信號輸入到 AX2000 驅動放大器，就可以獲得 0.1mm 的定位精度。
　　
　　與(yu) 需要水冷直線驅動的大功率機床以及需要昂貴的光電測量係統的高精度機床應用相比，這裏所講的解決(jue) 方案對於(yu) 木工機械和包裝機械來講是理想的。Koch 的控製工程師更喜歡直接驅動的另一個(ge) 原因是，使用 TwinCAT 可以直接將其無縫集成到現有的自動化係統當中。伺服放大器通過Beckhoff 的 Lightbus 來實現定位，而簡單定位任務的驅動則可以通過 CANopen 來操作。
　　
　　Beckhoff 工業(ye) PC控製 69 根軸
　　SBFD-B-NC木工機械是用來鑽銑木工部件的自動化機器，然後再由部件製成板條門窗。該設備由一台裝有 PENTIUM4 和 15” 麵板的工業(ye) PC 來控製。操作係統采用 WINDOWS 2000 SERVER，自動化軟件采用 TwinCAT NC PTP，PLC 循環時間為(wei) 10ms。
　　
　　總共使用 31 台 AL 2000 直線電機的 5個(ge) 機械加工工位，可以提供的最大移動速度為(wei) 1000mm/s，可以確保加工頭的精確定位。這些電機和另外 3 台旋轉電機一起通過四個(ge) Lightbus 環耦合到係統中。
　　
　　通過 CANopen 總線連接用於(yu) 靜態定位的鏈式輸送機。這台設備同時包括 27個(ge) 帶有 CANopen 總線接口的驅動、7根快速和爬行軸。輸入和輸出點總數為(wei) 1134 個(ge) 。
　　
　　裝有 PLC/NC TwinCAT 軟件的 Beckhoff工業(ye) PC C6150 是 69 根軸的主控製站。