若機床和設(shè)備生產(chǎn)廠家采用了符合未來發(fā)展需要的無線通信技術(shù)，則可以省略現(xiàn)代化改造中費時費力且非常繁瑣的機床布線工作。無線系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計過程及保障工業(yè)機床應(yīng)用領(lǐng)域中多種通信系統(tǒng)的和諧共存是非常重要的。由于在通常情況下，生產(chǎn)加工過程的控制和監(jiān)控是由上一級的SPS可編程序控制器系統(tǒng)負(fù)責(zé)；但是在與下級模塊的通信（如傳感器與信號發(fā)射器）中，則必須特別小心謹(jǐn)慎。

無線網(wǎng)絡(luò)測定

生產(chǎn)流程主站的數(shù)據(jù)

現(xiàn)在，Panasonic公司為此應(yīng)用領(lǐng)域提供了一整套的自動化解決方案：一套能夠?qū)︱?qū)動系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動控制，對機床運動、可視化和與上一級計算機系統(tǒng)進(jìn)行通信的控制系統(tǒng)；一套能夠快速可靠將重要數(shù)據(jù)傳送給各個模塊的無線網(wǎng)絡(luò)；一個能夠簡單、可靠地傳送現(xiàn)代化機床所需信息的HMI接近方案。

此種無線通信解決方案符合實際應(yīng)用需要，且能實現(xiàn)順暢而高效的系統(tǒng)控制
構(gòu)成該自動化解決方案的基石是SPS FPΣ模塊（圖1）。該模塊的主要任務(wù)是：在整個機床運動范圍內(nèi)對所有需要使用的傳感器及信號發(fā)射器進(jìn)行智能化控制，通過內(nèi)置的接口與外界實現(xiàn)通信。該系統(tǒng)對伺服放大器或變頻器的控制有多種不同的方案可以選用。另外，用戶利用SPS可編程序控制器系統(tǒng)的脈沖或步進(jìn)電機功能，可對變頻器進(jìn)行直接驅(qū)動，這也為伺服驅(qū)動提供了利用以太網(wǎng)基礎(chǔ)的現(xiàn)場總線系統(tǒng)RTEX（Realtime Express）的可能性。所有定位過程的控制和處理，以及所有伺服放大器（伺服驅(qū)動與Serie Minas A4N）的數(shù)據(jù)均可被FPΣ-RTEX Motion監(jiān)控模塊讀取和書寫。在使用FPΣ后，Panasonic以太網(wǎng)總線系統(tǒng)能夠在環(huán)形結(jié)構(gòu)達(dá)200m的總線長度內(nèi)對多達(dá)16軸進(jìn)行驅(qū)動。這一具有擴展性能的系統(tǒng)可擴展到384個數(shù)據(jù)輸入和數(shù)據(jù)輸出端（DE/DA），以及40個模擬輸入與28個模擬輸出端。模擬輸入允許外部的電流和電壓，包括PT100、PT 1000和Ni1000元器件的信號通信。除了緊湊的體積外，該數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)還以其基本指令0.4us/個的數(shù)據(jù)處理速度而著名。

圖1 帶有擴展部件的控制系統(tǒng)——SPS FPΣ模塊
2.4GHz帶寬中的通信

此項整體方案中的重要部分，即各個元器件間的無線通信，這是利用KR20系統(tǒng)來解決的。為此，生產(chǎn)廠在開放的2.4GHz帶寬中提供了可在各種不同子系統(tǒng)間靈活且高效進(jìn)行無線通信的可能性；此外，利用KR20協(xié)調(diào)的特殊模塊化處理技術(shù)實現(xiàn)了多種無線通信系統(tǒng)在同一個生產(chǎn)車間中的和諧相處。這避免了與Panasonic系統(tǒng)出現(xiàn)沖突的可能性，例如WALN（IEEE 802.11）數(shù)據(jù)通信與Panasonic系統(tǒng)的沖突。

在無線系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計過程中，Panasonic公司還能給用戶提供有力的支持，除了能夠協(xié)助用戶選擇適合的信號發(fā)射天線，還能在性能優(yōu)化方面提供大力幫助。在1:N的拓?fù)浼夹g(shù)模型中，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)254個終端設(shè)備間的相互通信。公司還能將RS485子系統(tǒng)，例如用于Loggen的重要數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，在Panasonic系統(tǒng)的幫助下進(jìn)行集成。同時，KR20（圖2)還帶有數(shù)字式的輸入和輸出端口，可用于儀器設(shè)備分散式配置方式的控制。這些儀器設(shè)備可當(dāng)作網(wǎng)絡(luò)路由器或中繼器使用，其線路安排功能保障了目標(biāo)準(zhǔn)確的將信息數(shù)據(jù)發(fā)送到位，提高數(shù)據(jù)流量；系統(tǒng)的中繼器功能允許無線通信傳遞信息至更遠(yuǎn)的距離，根據(jù)實際環(huán)境條件，可以實現(xiàn)最大500m的無線數(shù)據(jù)通信。

圖2 KR20系統(tǒng)在典型機床加工領(lǐng)域中的應(yīng)用
KR20無線網(wǎng)絡(luò)模塊的參數(shù)賦值、從站在主站中的登記、通信結(jié)構(gòu)的確定，以及通信協(xié)議的應(yīng)用都可以利用免費設(shè)置軟件KR來完成。該軟件中包含了設(shè)備調(diào)試工具，利用這些工具可以對數(shù)據(jù)長度進(jìn)行分析，調(diào)整設(shè)置數(shù)據(jù)傳送時間內(nèi)所需的中繼器或所需的場強。

生產(chǎn)加工流程圖的可視化

在機床制造中，用戶可以通過兩種方式實現(xiàn)整個系統(tǒng)的可視化。傳統(tǒng)的機床操作控制臺可以通過使用GT系列觸摸屏終端設(shè)備就地實現(xiàn)可視化。這種觸摸屏終端帶有3~5.7in（1in=25.4mm）的觸摸屏，具有與SPS可編程序控制器直接連接的RS 232接口或RS 485接口。扁平的結(jié)構(gòu)使其幾乎可以安裝在各種電氣控制柜中，或嵌入至雙層壁板的控制臺上。免費下載且由生產(chǎn)廠提供的現(xiàn)成模塊降低了用戶研發(fā)生產(chǎn)流程可視化圖像的費用。同時，無線網(wǎng)絡(luò)工作站KR20還具有將重要數(shù)據(jù)傳送至網(wǎng)絡(luò)工作站的能力。FP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器2的存儲器容量為8M，能夠把數(shù)據(jù)顯示在HTML的頁面上（圖3），也可以在這一系統(tǒng)中集成多組曲線和報警文字提示，以表示重要的發(fā)射器相互發(fā)送信息時出現(xiàn)故障。

圖3 利用HTML可實現(xiàn)流程數(shù)據(jù)的可視化
機床和設(shè)備制造領(lǐng)域中，高要求、高動態(tài)性能、高同步及高可靠性已成為當(dāng)今明顯的發(fā)展趨勢，但這也是機床和設(shè)備制造業(yè)必須解決的問題。本文所介紹的無線通信技術(shù)方案有著眾多用途，其能夠在包裝設(shè)備、沖裁設(shè)備、貼標(biāo)設(shè)備及自動化上料機構(gòu)直至零部件傳送系統(tǒng)中得到應(yīng)用。無線通信系統(tǒng)可被簡便地重新賦值，或在設(shè)備生產(chǎn)過程中根據(jù)數(shù)據(jù)分析需要進(jìn)行擴充。由于系統(tǒng)采用現(xiàn)代化伺服及實時以太網(wǎng)技術(shù)，且體積小巧、功能強大，以及具有靈活的SPS可編程序控制系統(tǒng)，其也為機床和設(shè)備的生產(chǎn)廠開啟了全新的應(yīng)用領(lǐng)域。(end)