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TwinCAT CNC 以极高的精度控制牙钻磨床 设备的演进发展带来加工效率和 质量双提升

供稿:德国倍福自动化有限公司 2018/6/29 14:43:47

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  • 关键词: 牙钻磨床 TwinCAT CNC
  • 摘要:Dentsply Sirona(登士柏西诺德)是全球最大的专业牙科产品和技术的制造商。作为公司的内部设备部门,高级技术小组为创新和高品质产品奠定了基础。

Dentsply Sirona(登士柏西诺德)是全球最大的专业牙科产品和技术的制造商。作为公司的内部设备部门,高级技术小组为创新和高品质产品奠定了基础。2017 年开发的新型 IM4P 牙钻磨床便是其中一个典型的例子。使用 TwinCAT CNC 软件后,新磨床的研磨过程比以前的磨床更快、更稳定。它还可以减少刀具磨损,产品转换时间仅是通常更换时间的一半。

Dentsply Sirona 公司自 1877 年起就一直生产牙科产品,目前员工人数超过 15,000 人,其中有 800 名员工在位于瑞士 Ballaigues的分公司工作,该公司发明了电动牙钻,并开发了第一款散装填充复合材料和第一款部分材料组合矩阵,它可以让直接修复牙齿变得更快、更容易。公司还是牙科植入物和数字化工具开发领域的领导者,致力于为患者提供更安全、更高效的牙科护理服务。高级技术组负责人 Francois Aeby 解释其作用时说道:“我们的目标是为全球所有 Dentsply Sirona 生产基地提供高效和定制化的高科技机械。使用这种方案的原因是要在将核心专业知识牢牢掌握在企业自己手中的同时,用新的工艺和技术为客户及其产品开发活动提供支持。”为此,高级技术小组专注于四个主要领域:牙科实验室、过程自动化、自动检测和包装系统。

钻头磨床的主要改进

Dentsply Sirona 项目经理 Francois Mottier 表示,与其前身相比,新型 IM4P 牙钻磨床是设备向前进化迈出的一大步。“使用 TwinCAT CNC 可以简化机床的调试过程并提高加工质量。它也使得在各种类型钻头之间的转换变得更加容易和灵活。现在如果想要更换产品,只需更换软件即可,无需更换任何机械组件。”Francois Aeby 补充道:“这同样也适用于转换到其它应用领域。例如,未来可以使用相同的 CNC 功能来生产牙科铣刀。我们需要做的只是相应地调整刀具。”


磨床由四个模块组成,每个模块有 5 根插补轴和一根虚拟 CNC轴,Dentsply Sirona 的自动化工程师 Daniel Roy 说道:“控制通过 TwinCAT CNC 实现,五根轴以最高的精度定位刀具,并移动一个装有各种加工刀具的小车。还有一个刀具台可以与同一根以及另外一根主轴一起移动。虚拟轴由 x 轴和 y 轴组合,是TwinCAT CNC 系统提供的一个功能。”




提高控制性能,提高设备效率

由于需要更高的性能,Dentsply Sirona 为新研磨机型号采用了AM8100 伺服电机采用的单电缆技术可减少所需的电缆和连接器缩短安装时间,减少空间占用

TwinCAT CNC。TwinCAT 3 系统由下列 CNC 功能组成:

– TC3 CNC 基础包(包括 TC3 PLC/PTP/NCI)

– TC3 CNC 64 轴扩展包,其中 32 根轴是轨迹轴,12 根轴是可控主轴

– TC3 CNC 通道包,用于扩展另一个 CNC 通道,最多 12 个通道

– TC3 CNC 坐标转换包,带 5 轴功能、运动功能库、RTCP 和 TLC 功能,以及各个坐标系的定义和/或链接/转换


Daniel Roy 认为 TwinCAT CNC 可以带来很多好处:“它使得设备整体运行更快,同时减少磨床磨损,并且提高流程执行效率。我们还使用该软件更加高效地生成曲线轨迹控制程序,无论是通过手动编程还是通过插补功能。自动机械校正功能,即TwinCAT CNC 处理轴向非线性化的功能,也在判定过程中发挥了重要作用。诸如偏移补偿等其它功能在缩短两个产品系列之间的转换时间方面起到了关键作用,使用以前型号的话,转换时间需要三个小时,而现在只需要一个半小时。随着进一步的性能改善和更多的操作人员培训,我们预计未来转换时间还会更短。此外,操作界面更加方便用户使用,使得检查和设备监控操作比以往任何时候都容易得多。”


一体化自动化系统

自 2003 年以来,Dentsply Sirona 一直采用倍福基于 PC 和 EtherCAT的控制技术,并取得了巨大成功。Daniel Roy 回忆道:“我们一直在寻找一种能够无缝集成轴控制功能而无需单独控制硬件的系统,它还必须能够兼容第三方组件。只有倍福基于PC 的控制系统才能提供这种具有 PLC 和 NC 功能的一体化自动化解决方案。此外,倍福工业 PC 功能非常强大。例如,一台配备 Intel® Core™ i7 四核处理器的工业 PC C6920 可满足控制整台 IM4P 磨床的所有需求 — 包括所有四个设备模块、通过 PLC功能进行的刀具搬运和集成式安全功能。”


来自倍福瑞士分公司的 Vincent Hauert;Dentsply Sirona 公司高级技术小组负责人Francois Aeby;项目经理 Francois Mottier;自动化工程师 Daniel Roy 和工业项目经理 Florian Magot(从左至右)正在讨论 TwinCAT CNC 为 IM4P 磨床带来的好处


结构紧凑的一体化自动化系统:C6920 控制柜工业 PC 和模块化 EtherCAT I/O 系统,集成了安全和驱动技术

另外 Francois Mottier 还说道:“EtherCAT 也为我们带来了诸多好处。它的性能非常强大,非常适合传输数据给驱动器。而且,由于它已经成为行业标准,可以轻松集成许多不同的设备。这同样也适用于满足设备的安全要求,Safety-over-EtherCAT 和TwinSAFE 可以很好地满足这些要求。包括紧急停止功能、防护门和运动轴的驱动安全功能。”Francois Mottier 认为,PC 控制还实现了 IM4P 搬运系统极其节省空间的设计:“IM4P 的搬运功能,例如装卸操作,通过总共七根伺服轴实现。在这里,专为采用单电缆技术的 AM8100 伺服电机配套使用而设计的EL7211 伺服驱动端子模块让我们能够实现非常紧凑的设计。”

审核编辑(王静)
更多内容请访问 德国倍福自动化有限公司(http://c.gongkong.com/?cid=49279)

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