自动化浪潮来袭,未来工厂是否还有CNC和PLC的一席之地?
2020-10-01 11:38
现在,“工业4.0”和“物联网”正渗透到各行各业,主动化的概念也随之产生改变。除了前几年寻求的主动采摘、包装、码垛、运送外,现在的主动化还包含零停机时刻、提高作业精度、高速高效、预防性保护等概念。这些都能由开展了数十年的可编程数字体系供给支撑。

  核算机数字操控(CNC),是经过履行预设序列对机床运动及加工进程进行操控的一种办法。FANUC工厂主动化部分CNC运用司理伊恩·贝尔德(Ian Baird)说:“从上世纪50至60年代,CNC由核算机辅佐制作(CAM)与依据示踪器的主动化开展演化而来。与核算机和伺服体系组合后,它能满意制作商重复、高精度的出产要求。现在,CNC首要由五部分组成:一个序列器、插补器、伺服操控器、逻辑操控器和操作员操控接口。”

  在CNC问世20年后,人们又开发了一种廉价又简略的核算机辅佐操控器——可编程逻辑操控器(PLC)。

  PLC与CNC孰优孰劣

  贝尔德持续说道:“上世纪80年代,人们开发了PLC以替代继电器逻辑操控体系。由于继电器操控体系依托硬件来履行其要害功用,它们的本钱较PLC来说更高,而且灵敏性缺乏,运用起来不方便。反之,PLC具有输入和输出功用,它们能够经过编程履行程序化操作、数据处理或简略的轴操控。”

  可是,PLC并不会替代CNC。贝尔德表明:“二者都有自己的优缺陷,服务的意图和商场也不相同。若职业内有人说‘我已出资了CNC,今后不会有PLC的生存空间’,这是十分狭窄的观念,由于它们是两种不同的操控体系。”

  CNC更多地与主动化概念附近,由于它的运用范围不仅仅是简略的输入-输出核算。现代CNC是一种灵敏的数字操控体系,能够依据制作商的需求进行定制,无需从头修改体系。

  “现代大多数CNC还具有用户界面,支撑内置操作、保护和确诊等功用。因而,许多想要彻底操控机器人的运用者十分喜爱CNC,由于你只需对其加以练习,就能彻底单独操作。”贝尔德说道。CNC的灵敏性使其在简直任何职业都能运用于杂乱的多轴加工。“只要你想不到的,没有CNC做不到的。无论是手表零件的加工仍是医疗设备的制作,乃至是进行反响性等离子体的蚀刻,任何需求精细运动操控的运用都要用到CNC。”

  PLC更适用于简略的操控使命

  可是,PLC却是针对简略操控使命的杰出解决方案。贝尔德认为:“假如是不需求高精度或灵敏运动操控的运用,例如在沟通电机输送机中,PLC通常是最佳挑选。它比CNC廉价,更合适在杂乱的运用中运用。”

  不过,贝尔德说到PLC的简略性也有些缺陷:“PLC没有CNC那么灵敏。假如运用者需求略微改动程序,就必须从头编程。别的,PLC的精度也没有CNC那么高,所以最合适用作低本钱的根本操作。”可是,虽然PLC本钱低,可是许多制作商正转向挑选CNC,其间一部分原因是他们认为CNC的总本钱要更低。“这是一个很风趣的现象,许多商家在出资了PLC之后转而挑选CNC,首要便是看中了其灵敏性、可靠性和总本钱低的要素。CNC的初始本钱虽然高于PLC,但由于CNC的可靠性和操控性更强,长时刻出资的回报率或许更高。而且运用者自己能够决议对机器作出多大程度的操控。”贝尔德说。

  CNC的长时刻本钱之所以低,正是归功于其先进的用户可编程功用,这能够最大极限地削减停机时刻,并操控机器的动力耗费或输出。

现在,许多CNC还装备了人工智能体系,这意味着运用者能够设定机器人的作业量,或许让机器主动在夜间作业。例如,用户能够对其编程,让机器仅在80%的负载下作业,到达节能的意图。一些CNC还装备了例如能量充电模块的高效节能功用。

除此之外,CNC附加的安全功用也令其合适与人类协作。贝尔德说:“CNC装备了一个依据运动操控的数字算法,该数字体系有两部分组成:实践的数据体系和观测数字体系。观测体系的行为是最理想的动作,为机器供给了应该怎么作业的精确参数。实践和观测体系都是由相同的指令驱动的,所以他们应该以彻底相同的方法作业。”

  假如实践体系忽然中止,例如超负载,这会导致实践数据与观测数据不一致,机器会将其理解为抵触。假如它此时移动较缓慢,机器将会中止。假如移动速度较快,它将履行“导游撤退”,中止所以移动的机器,以防止损坏。

除了安全性,零停机时刻是厂商们对主动化的重要诉求。意外的停机时刻将支付昂扬的本钱:工厂或许会中止出产好几天,乃至数月。未检测到的毛病或许会对机器形成不可逆的危害,乃至伤到操作人员。

  削减停机时刻助节能

  贝尔德表明,虽然让工厂全天候不停地作业是不现实的,但咱们的方针是尽或许削减毛病或过错导致的停机。这正是预防性保护的重要性。“预防性保护使咱们能够在产生问题之前找出问题,并在其进一步恶化之前采纳举动。操控机器的主动化技能就像监测者。”

  那么,CNC是否注定成为未来工厂仅有的东西呢?“虽然PLC有些当地不如CNC,但在主动化的浪潮中,它的方位无可替代。最好的比如便是在出产线中,CNC或许能够操控机械臂、完结开模、打磨等作业,可是PLC却能够为运送资料和产品的传送带供电。若用CNC做这些事,则有点大材小用了。所以在工厂车间内,当一起有简略和杂乱的使命时,CNC能够与PLC完美结合。

  跟着CNC和PLC在制作业中坚持领先地位,现在重要的是看他们将来会怎么开展。贝尔德总结说:”工业操控体系将不断开展,而且朝着愈加专业的特定方向开展。第三方还将使用开放式界面的概念,将工厂与物联网结合。将来会有更智能的机器和海量的数据剖析。”

  或许只要时刻会告知咱们CNC和PLC会怎么应对未来工厂的开展,但毫无疑问,即便这两种技能不结合,也必定是工厂不可或缺的一部分。

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