阿普奇工控機IPC330D在高柔性激光切割控制系統(tǒng)中的應用

在《中國制造2025》戰(zhàn)略的推動下，我國的傳統(tǒng)工業(yè)制造業(yè)正經(jīng)歷著一場由自動化、智能化、信息化、網(wǎng)絡化引領(lǐng)的深度變革?；诔錾淖詣踊蛿?shù)字化適應能力，激光加工技術(shù)在汽車、船舶、航空、鋼鐵、醫(yī)療器械、3C電子等多個行業(yè)的需求持續(xù)上升，其中，激光切割設備的應用需求日益旺盛。在激光設備趨于高端化以及3C電子、高端裝備領(lǐng)域的應用需求推動下，作為激光切割設備的“大腦”，激光切割控制系統(tǒng)面臨的技術(shù)要求也越來越高。

在實際的激光加工生產(chǎn)過程中，“高精度、高效率、快速度”是當前激光切割設備的基本訴求，而這幾大訴求與控制系統(tǒng)的性能與算法息息相關(guān)，控制系統(tǒng)影響了生產(chǎn)效率和工件質(zhì)量，工控機是激光切割系統(tǒng)的核心控制器，它負責接收和處理來自CNC系統(tǒng)的指令，并將這些指令轉(zhuǎn)化為具體的切割動作。通過精確控制激光束的位置、速度和功率等參數(shù)，工控機能夠確保激光切割機按照預定的路徑和參數(shù)進行高效、精確的切割。

國內(nèi)某專注于運動控制系統(tǒng)領(lǐng)域的頭部企業(yè)，基于其在激光切割領(lǐng)域多年的研發(fā)測試、試驗探索，提出了高柔性激光切割控制系統(tǒng)，協(xié)助客戶大幅提升加工效率和加工質(zhì)量。該案例客戶針對船舶制造、鋼結(jié)構(gòu)建筑、重型機械等行業(yè)對于坡口切割在精準度和效率上的技術(shù)需求，優(yōu)化升級了激光平面坡口切割系統(tǒng)。

阿普奇壁掛式工控機IPC330D是一款性能卓越的工業(yè)電腦，專為各種工業(yè)場景設計，采用鋁合金模具成型，性能穩(wěn)定可靠之余，還確保了出色的散熱效果和結(jié)構(gòu)強度，這些應用優(yōu)勢使其被客戶廣泛應用于激光切割控制系統(tǒng)中，以提供穩(wěn)定可靠的性能支持。案例客戶該方案以IPC330D-H81L2為核心控制單元，在應用過程中實現(xiàn)以下優(yōu)化效果：

穩(wěn)定性大幅提升，有效改善切割過程中的抖動問題；

誤差補償，有效改善切割過程中的抖動問題；

凌空切割，支持懸空邊的凌空切割，有效減少材料浪費，節(jié)約成本；

阿普奇IPC330D產(chǎn)品性能：

About IPC330D

支持英特爾第4/6至9代Core/Pentium/Celeron桌面CPU

具備強大的數(shù)據(jù)處理能力，能夠快速應對各種邊緣計算任務

可安裝標準ITX主板并支持標準1U電源

可選的適配器卡支持2個PCI或1個PCIe X16擴展

前面板開關(guān)設計以及電源和存儲狀態(tài)顯示

支持多方位壁掛和桌面安裝

在激光切割控制系統(tǒng)中，阿普奇IPC330D的應用優(yōu)勢在于：

1、運動控制：4軸運動控制，高度協(xié)調(diào)運動，實現(xiàn)高精度高速激光切割；

2、數(shù)據(jù)采集：在激光切割過程中還負責采集各種傳感器數(shù)據(jù)，如激光功率、切割速度、焦距、切割頭位置等；

3、數(shù)據(jù)處理及調(diào)整：對數(shù)據(jù)的處理和分析，可以實時調(diào)整切割參數(shù)，以確保切割質(zhì)量和效率，為平面機械誤差動態(tài)補償提供支持；

4、自運營機制：搭載由阿普奇自研的IPC小助手、IPC大管家軟件產(chǎn)品后，可實現(xiàn)遠程控制和管理，設置參數(shù)以確保系統(tǒng)穩(wěn)定。此外，它能進行故障預警和定位、記錄數(shù)據(jù)，并生成運行報告，支持系統(tǒng)維護和優(yōu)化。

阿普奇在多個激光切割行業(yè)的客戶服務經(jīng)驗中，了解到有些工業(yè)現(xiàn)場上激光切割設備安裝的位置空間有限，往往要求工控機在確保性能的前提下實現(xiàn)更小的體積以及更便捷的安裝方式。

因此，阿普奇基于這一實際應用需求，提出了升級替代方案，由外觀小巧的彈匣式智能控制器AK5替代傳統(tǒng)的壁掛式工控機，搭配PCIe以滿足擴展需求，支持HDMI、DP、VGA三路顯示輸出、2/4個帶POE功能的Intel i350千兆網(wǎng)絡接口擴展、8路光電隔離數(shù)字輸入，8路光電隔離數(shù)字輸出擴展、內(nèi)置USB 2.0 Type-A便于安裝加密狗，這個替換方案的優(yōu)勢在于：

1

高性能處理器

AK5采用N97處理器，保證強大的數(shù)據(jù)處理能力和高效的運算速度，能夠滿足智能視覺軟件復雜的運算需求；

2

整體緊湊設計

體積小巧，無風扇設計，不僅節(jié)省了安裝空間，還降低了運行噪音，提高了設備的整體可靠性；

3

環(huán)境適應力強

耐高低溫特性使得AK5工控機能夠在惡劣的工業(yè)環(huán)境下穩(wěn)定運行，適應不同工作場景下的需求；

4

數(shù)據(jù)安全與保護

帶有超級電容和硬盤帶電保護功能，確保在系統(tǒng)突然斷電時，重要數(shù)據(jù)能夠得到有效保護，防止數(shù)據(jù)丟失或損壞；

5

通信能力強

支持EtherCAT總線，實現(xiàn)了高速、同步的數(shù)據(jù)傳輸，確保外接設備之間的實時數(shù)據(jù)傳輸和實時響應；

6

故障診斷與預警

搭載IPC小助手、IPC大管家集成故障診斷和預警系統(tǒng)，實時監(jiān)測設備運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)并處理如掉線、CPU溫度過高等潛在問題。

隨著制造業(yè)的持續(xù)發(fā)展與技術(shù)的不斷進步，高柔性激光切割控制系統(tǒng)正逐步向智能化、高效化、精細化的方向邁進。例如，通過融合人工智能與機器學習技術(shù)，系統(tǒng)得以更加智能地識別并處理切割過程中的各種情況，從而進一步提升切割質(zhì)量和效率。同時，隨著新材料和新工藝的不斷涌現(xiàn)，高柔性激光切割控制系統(tǒng)亦需持續(xù)進行更新與升級，以適應新的切割需求和技術(shù)挑戰(zhàn)。

阿普奇將持續(xù)為激光切割系統(tǒng)提供穩(wěn)定可靠的工控機，以助力實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與處理、擴展與集成、用戶界面與交互以及安全和穩(wěn)定性等方面的功能，為激光切割系統(tǒng)能夠長時間穩(wěn)定運行提供硬件支持，從而提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，助力工業(yè)更智慧

審核編輯 黃宇