協易機械工業公司使用 LabVIEW cRIO 實現 NC 油壓鏌墊預跑功能

Author(s):
呂 政歷 - 協易機械股份有限公司

Industry:
Machines/Mechanics

Products:
CompactRIO, LabVIEW, FPGA Module, Real-Time Module

The Challenge:
目前油壓鏌墊的控制新趨勢是可以在不同速度的沖頭速度下，達成不同的沖壓加工，可用的技術之一是藉由 cRIO 控制油路系統進而達到油壓鏌墊預跑功能。

The Solution:
協易機械與昇暉能源合作，引進 cRIO 藉由改變鏌墊與沖頭的相對速度來控制沖頭與鏌墊間相對運動以符合沖壓加工之需要。在這個方式下，我們需要一款信賴度高且反應速度快的控制器作為控制沖床油壓鏌墊的核心平台。NI CompactRIO 不僅堅固、體積小，具有 FPGA 晶片可達到極快的反應時間，並且提供工程師圖形化的平台做設計，大幅縮短了油壓鏌墊控制器的開發週期。

協易公司致力於沖壓機械的設計與製造。自創業以來，以合理之價位提供優良的產品與完整的全方位服務，來保障客戶之權益。沖壓機械必須承受嚴酷之各式沖壓環境，惟有良好的品質才能經得起考驗，超越四十多年來協易的沖床系列產品，獲得客戶之肯定即可印證，並與先進國家技術合作，努力追求技術的提昇，尋求尖端發展，來達成提供質優、價廉、速迅、樣新、安全之沖壓設備及服務使命。

因應當今消費產品生命週期短以及少量多樣的趨勢之下，協易沖床配合鏌墊預跑功能，有以下的優點：

1. 可減少 30% 噪音-在環保聲浪四起的情況下，符合環保的工作環境已經是世界的趨勢。
2. 可延長客戶所使用的模具壽命-由於系統可減低衝撞的力量，大大增加模具可使用的壽命。

沖床是一種安全性要求極高的機械裝置，需要信賴度高 (reliability) 且反應速度夠快的控制器作為控制沖床機的核心平台。此外，開發環境的容易性對我們設計沖床的機械工程師也是一個重要考量，不僅能縮短開發週期，實現對客戶的承諾及開發成本的掌控也有極大的幫助。NI CompactRIO 是一款體積小、堅固耐用的工業級控制與資料擷取裝置，內建 FPGA 晶片提供使用者客製化硬體，適合像沖床機這類對效能、反應時間、可靠度要求極高的應用。協易機械為尋求高效能、低成本的解決方案，採用 NI compactRIO 作為這款沖床油壓鏌墊的核心控制器，並商請 CompactRIO 設計經驗相當豐富的昇暉科技協助本公司之開發。

系統架構主要分為三部份：

1. cRIO 類比/數位 I/O 模組控制油壓馬達、比例閥門並擷取光學尺、壓力感測器等回饋訊號。
2. 透過 RS-232 整合沖床機系統現有的 PLC 裝置。
3. 透過網路 (Ethernet) 使用遠端人機介面監控目前系統狀態。

在過去使用的 PLC 無法達到這款沖床機設計所要求的擷取速度和分析反應時間，但若改用一般嵌入式系統，不但需要投入漫長的時間學習低階的硬體語言才能開始設計單晶片做系統的開發，對客戶承諾的交期就無法如期完成了。NI CompactRIO 不僅內嵌 FPGA 晶片，更重要的是它能夠在 LabVIEW 這套圖形化、直覺式的開發環境，讓工程師在短時間內便設計出控制沖床油壓鏌墊的控制法則。在此，也要感謝 NI 系統整合商昇暉科技這段期間的全力支援，昇暉科技專案經理許博清先生，利用自身對 CompactRIO 豐富的設計經驗，在兩個星期內就將這套控制法則在實際硬體實做出來，更讓我們對 CompactRIO 這款能提供快速原型開發的嵌入式平台印象深刻、深具信心。

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呂 政歷
協易機械股份有限公司
Tel: 03- 352-5466
lujunli@seyi.com.tw

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