作為(wei) 3D 激光加工技術的先驅，通快（Trumpf）公司除了提供光束光源和光束傳(chuan) 輸組件之外，還提供各類激光切割機及成套係統解決(jue) 方案。通快公司先進的 TruLaser Cell係列3D激光切割機采用了倍福工業(ye) PC技術和EtherCAT I/O組件。他們(men) 的新一代TruLaser Cell 8030結合了 3D激光切割的最大加工可靠性和生產(chan) 效率。

升級版TruLaser Cell 8030專(zhuan) 為(wei) 汽車行業(ye) 設計，可以根據具體(ti) 需求靈活配置。用戶可以在用於(yu) 切削門環和完整側(ce) 部的大尺寸型號或者用於(yu) 生產(chan) 白車身的各個(ge) 單件和部分區域加工小尺寸型號之間進行選擇。高速旋轉加工台的旋轉時間縮短了20%，僅(jin) 為(wei) 1.8 秒，最大限度地減少了非生產(chan) 時間，同時使得每個(ge) 部件的整體(ti) 性能均得以提升。與(yu) 前代型號相比，TruLaser Cell 8030 切割熱成型車輛橫梁的機床動態性能提高了約10%，非生產(chan) 性時間減少了10%，衝(chong) 切廢屑控製速度加快了30%。

■TruLaser Cell 8030激光切割機的內(nei) 部構造

靈活的設備和控製係統不可或缺

TruLaser Cell 8030 可以以極高的靈活性，經濟高效地加工大型零件。NC 編程可以靈活實現各種零件幾何形狀，後期也可以使用不同的激光加工工具進行修改，以滿足新的應用需求。我們(men) 在選擇自動化技術合作夥(huo) 伴時也非常注重是否能夠提供高靈活性，正如位於(yu) 美國密歇根州普利茅斯鎮的通快公司服務質量保證經理、前 TruLaser Cell 8030 項目經理 Thomas Brauchle 所解釋的：“我們(men) 選擇倍福作為(wei) 我們(men) 的合作夥(huo) 伴，他們(men) 不僅(jin) 為(wei) 我們(men) 提供了最先進的自動化技術，而且還能夠靈活滿足激光加工係統的特殊要求。他們(men) 的自動化產(chan) 品種類非常豐(feng) 富，幾乎涵蓋了我們(men) 所需的所有控製產(chan) 品。隻有在極個(ge) 別情況下，他們(men) 的標準產(chan) 品不能滿足我們(men) 的需求，但他們(men) 很快就會(hui) 開發出合適的定製產(chan) 品和解決(jue) 方案。”

我們(men) 決(jue) 定選擇倍福技術的另一個(ge) 關(guan) 鍵因素就是他們(men) 底層使用的 EtherCAT 通信係統。Thomas Brauchle 證實了這一點：“我們(men) 的所有 TruLaser Cell 激光切割機都配備了 EtherCAT，它為(wei) 模塊化控製櫃設備提供了一個(ge) 優(you) 化的現場總線係統。這讓我們(men) 能夠以一種理想的方式實現緊湊的模塊化控製櫃方案，即在一個(ge) 模塊中隻有少數 I/O 信號與(yu) 安全信號相結合。EtherCAT 耦合器 EK1914 可以很好地滿足這些需求。它結合了 EtherCAT 耦合器 EK1100 與(yu) 數字量標準及安全 I/O 的功能，設計非常緊湊，並可根據需要添加其它 EtherCAT 端子模塊進行擴展。與(yu) 其它現場總線係統相比，倍福的 EtherCAT I/O 係統幫助我們(men) 顯著減少了控製櫃中的空間需求。”TruLaser Cell 激光切割機的另一個(ge) 與(yu) 眾(zhong) 不同之處在於(yu) 它擁有 EtherCAT 的高性能，它既可以控製高動態的激光光軸，同時還能以足夠快的速度為(wei) 伺服放大器提供設定值。

EtherCAT 為(wei) TruLaser Cell 提供了許多基本功能，Thomas Brauchle 補充說道：“可用的帶寬完全滿足激光加工係統的需求，讓我們(men) 能夠利用 EtherCAT 實現所有安裝技術，無需使用任何折衷方案。此外，EtherCAT 還是全球廣泛使用的通信標準。五軸激光加工機床的一項基本功能是傳(chuan) 輸信號給回轉軸，我們(men) 與(yu) 一家供應商針對 EtherCAT 通信共同開發了一款無磨損的非接觸式係統。”

Thomas Brauchle 還非常看重 EtherCAT 提供的各種診斷功能，可用於(yu) 定位故障點。例如，我們(men) 對一個(ge) 案例進行了分析，一名維修技術人員遠程識別到電源電纜出現故障：“機床用戶收到備件並進行更換，係統重啟後，運行一切正常，客戶對我們(men) 的服務非常滿意。”一些係統也需要使用節省空間的控製組件來減少占地麵積。而倍福提供的完整的控製係統采用先進的技術，其靈活性、可靠性以及生產(chan) 效率都很高，同時還還具有經濟性和高效性的特點，為(wei) 實現上述目標提供了保障。

■通過倍福提供的定製化控製麵板（左）可以方便地操作TruLaser Cell 8030激光切割機

對機床HMI提出高要求

據 Thomas Brauchle 介紹，通快的機床控製麵板有極高的要求，因此他們(men) 最終決(jue) 定使用倍福的定製化控製麵板：“一方麵，HMI必須統一適用於(yu) 各種機床工藝。另一方麵，必須滿足我們(men) 對人體(ti) 工程學和設計的高要求，隻有通過定製設計的控製麵板才能實現上述需求。而倍福在設計方麵就具有很高的靈活性，這可以為(wei) 我們(men) 帶來巨大優(you) 勢。例如，我們(men) 可以指定集成式按鈕供應商。我們(men) 也可以很快收到一台功能完整的樣機，供我們(men) 自己測試使用。‘開放式架構’允許定製設計操作麵板，能夠將新的操作麵板設計整合到現有的機床係列中。”

C6930控製櫃式工業(ye) PC帶2個(ge) 固態硬盤和C9900-U330電池組，用作TruLaser Cell 8030的主控PC。據Thomas Brauchle介紹，通快有很多個(ge) 選擇標準，並將工業(ye) PC和控製麵板作為(wei) 一個(ge) 整體(ti) 綜合考慮，倍福的工業(ye) PC不僅(jin) 性能高，而且可以靈活安裝在各種不同的機床上，這也是我們(men) 選用倍福技術的一個(ge) 決(jue) 定性的因素。而通過倍福的CP-link 4單電纜解決(jue) 方案可以將控製麵板放置在任何所需位置，這是促成我們(men) 選擇倍福的另一個(ge) 因素。

係統具有開放性和一致性

鑒於(yu) 通快的很多OEM客戶需要將激光光源整合到生產(chan) 線上，因此必須考慮使用多樣化的現場總線係統。Thomas Brauchle認為(wei) ，倍福為(wei) 他們(men) 提供了非常合適的解決(jue) 方案，因為(wei) 基於(yu) PC的開放式控製係統的設計允許它與(yu) 各種不同的現場總線控製器相結合，讓機床能夠靈活地適應各種生產(chan) 環境。例如，PROFINET RT可以通過EL6631控製器/設備端子模塊以及EtherNet/IP（EL6652）、DeviceNet（EL6752）或 PROFIBUS（EL6731）連接。

TruLaser Cell激光切割機及其它激光加工設備還配備了其它EtherCAT I/O組件，包括各種標準I/O端子模塊，比如采用高密度設計的緊湊型 EK1818 和 EK1914 EtherCAT耦合器、用於(yu) 連接各種傳(chuan) 感器（溫度、壓力、液位）的IO-link端子盒（IP67 防護等級）以及24 V EtherCAT 配電端子盒EP9214。各種 TwinSAFE端子模塊和端子盒中也整合了安全技術，確保設備和人員的安全。邏輯連接控製通過 EL6910 TwinSAFE邏輯端子模塊實現。Thomas Brauchle補充道：“TwinSAFE用軟件功能取代了很多機電元件，顯著減少了傳(chuan) 統元件數量，同時也減少了所需的布線數量。所有的非驅動安全功能都通過TwinSAFE Editor實現，我們(men) 真正看重的是它的圖形化邏輯鏈路概述。顯示和隱藏安全功能的能力對於(yu) 帶擴展功能的標準機床來說至關(guan) 重要。”