随着人们生活水平的提高，新一代年轻人个性意识的觉醒，定制家具、全屋定制已经是当下的主流方向。满足客户定制家具的需求成为许多传统家具制造企业转型的重要突破点。而全屋定制家具对木工板式家具的制造效率及样式提出新的挑战。如何更快，更灵活的根据客户订单制作出定制家具，是设备从业者亟待解决的问题。

行业现状

目前新的智能家具定制厂家多是通过拆单软件，将需求

订单通过数据库传送到木工加工装备，再经过CAM软件优化路径以及CNC控制系统执行加工程序来实现定制化加工。而随着订单种类与数量增加，对木工CNC的加工效率、柔性化程度提出了更高的要求。而传统的CNC系统却无法满足这些要求，主要表现在以下几个方面：

● 传统CNC系统架构相对封闭，不易扩展和定制化优化，难以大幅度增加效率;

● 传统控制系统接口少，扩展性不足，不易整合上下游设备形成生产线。对于市场最新机械结构，不易兼容；

● G/M代码固定，无法快速适应新的加工软件规格；

● 信息化难，不易串联数据库及MES系统，升级产线信息化难。

项目背景

佛山市万润自动化设备有限公司是一家集研发、生产、

销售为一体的系统集成公司。一个长期合作的木工铣床CNC客户向万润提出新的需求，希望将原有CNC铣床效率及下单方式进一步升级优化，同时可以兼容更多上位软件及MES系统，实现在线派单生产。客户需求如下：

● 提升加工效率，控制成本：

加工效率是设备的核心指标，由于原有电控是传统的

CNC系统，轴数和程序相对固定，如果满足新的效率要求，需要客户采购三套CNC系统。成本提高的同时，还要增加CNC系统之间的通讯调试成本。

● 易串联其他设备：

木工设备已经从原来单机设备进入到连线设备，此木工铣槽CNC需要接口连接上游双端锯的PLC控制器，而原有传统CNC系统因接口不足，无法连接上游PLC。

● 代码兼容性高：

原有CNC系统G代码/M代码格式固定，如果新的软件导入新定义M代码，需要厂家研发支援，难度大，周期长。

● 对接数据库及MES系统，实现信息化：

板式家具的派单，柔性加工，要求客户设备可以对接数据库及MES系统，原有系统信息化接口扩展难度大，不易整合IT与OT。

研华解决方案

针对客户以上几点需求，万润与研华共同研发，设计出了WISE-5580多工位木工CNC单元解决方案，使加工效率从2分钟减少到20秒，多工位扩展，并打通MES系统。

1、方案概述

研华边缘控制解决方案，高效能英特尔处理核心，使用分核分系统结构，一套方案整合了Windows7开放信息化环境和CODESYS实时自动化内核，实现多轴运动控制、CNC加工、数据库及人机界面功能，内嵌CNC功能允许客户灵活定义M代码，支持EtherCAT总线，打破传统控制器轴数控制瓶颈，搭配士林SDPEtherCAT系列伺服电机驱动器，轻松实现多工位同时加工，大幅提高设备加工效率。模块化接口扩展允许设备串联上下游设备。研华CODESYS数据库功能块允许设备快速串联MES系统，实现在线派单。

方案系统架构图

2、产品说明：

● AMAX-5580：PC-Based边缘控制器，可通过EtherCAT总线扩展插片式IO模块及伺服驱动器；

● WISE-5000IO模块：基于EtherCATIO模块，1.2cm薄片式设计，实现最高100μs实时通讯控制，可以根据不同机型灵活配置；

● 研华CODESYS软PLC控制软件：支持多轴运动控制及CNCG/M代码功能，支持数据库通讯ODBC协议，可实现多轴开放式CNC控制系统，串联IT与OT，通过数据库及MES系统实现柔性加工。

● 士林SDPEtherCAT伺服驱动器：绝对值编码器无需回零，快速执行加工动作，提高加工效率；EtherCAT总线灵活快速扩展，最快支持100μs通讯周期，高实时性实现动作精确控制。

3、方案优势：

● 整合IT与OT实现柔性成产：

基于Windows系统和数据库通讯功能，可以搭载客户CAM软件及MES系统，实现按单生产，柔性制造。

● 打破轴数瓶颈，大幅提高加工效率：

基于EtherCAT总线技术，可以快速扩展伺服轴，最多可支持128轴，将原有一个加工工位提高到三个工位同时加工，不需要人为干预上下料，大幅提高加工效率。

● 丰富通讯接口，串联上下游工位：

研华边缘控制器支持RS232/422/485、Modbus、EtherCAT、EtherNet/IP、ProfiNET、CANOPEN等接口，可以帮助客户轻松串联上游双端锯的PLC，联合上下游，组成生产线。

● 开放CNC系统：

支持标准G代码以及自定义M代码功能，可以帮助客户适用于多种上位CAM软件，满足更多订单需求。

项目成果

该客户木工CNC产线使用了研华的整套方案之后，大

幅提高了生产效率，通过将单工位优化到三工位加工，将原有2分钟工艺流程缩减至20秒；通过搭载MES系统及数据库通讯接口，整合信息化和自动化技术，实现了柔性加工按单生产；灵活的扩展接口实现上下游控制设备整合，实现木工加工产线化。