实现精确、高速的轮廓加工方法
控制系统需要满足各种生产技术的特殊要求，其中就包括水刀切割。瑞典 IGEMS 公司制定了将这一工艺的精度和速度提高到一个新的水平的目标，并借助基于 PC 的控制技术成功实现了这一目标。目前，设备制造商 Kimtech 等用户已从中受益。
水刀切割是一种高效且用途广泛的工艺，可用于切割金属、塑料、玻璃、陶瓷、石材和复合材料等材料，甚至还能用来分切鱼片和甜点蛋糕等。总部位于瑞典博罗斯的 IGEMS 公司专为水刀切割系统提供 CAD/CAM 软件，该公司的技术经理 Jesper Kimblad 表示：“我们对水刀切割的多功能性、高精度、易于清洁、绿色环保以及经济高效等优点感到非常满意。”然而，要实现完美切割，还需要考虑其它许多因素：“我们深入研究了水刀的物理特性，并开发了一款可以考虑到其不断变化的性质的 CNC 软件。”Jesper Kimblad 说道。“水切割不仅需要专门的 CAD 和预生产软件，而且也需要经过优化的控制系统。” IGEMS 的控制平台由倍福的 TwinCAT 3 软件功能及相关控制组件构成。
灵活性和开放性带来的优势
Jesper Kimblad 认为，没有任何其它系统能具有如此高的灵活性和功能性：“传统控制系统面临的一个主要问题是，在喷嘴沿着轨迹运动时，无法以足够快的速度同步控制数字量输出。”然而，这在水刀切割中是必不可少的：水和磨料必须能够精确地计量，因为即使是最短暂的停顿或延迟也会在切割边缘留下痕迹。此外，Jesper Kimblad 提到，没有其它控制系统能够在运行过程中将进给速度从毫米/分钟转换为时间进给模式，这是倍福基于 PC 的控制技术的另一个优势。在切割管材和五轴操作时，这个功能特别有用。
在使用其他四家控制系统供应商的方案进行多次测试之后，IGEMS 最终发现基于 PC 的控制技术和 TwinCAT 3 的开放式平台最适合他们的需求：“其它系统根本无法按照我们的需求就行调整。此外，其他供应商提供的硬件选择也有限，因此，使用 IGEMS 控制系统的用户必须从不同的供应商处购买额外所需的控制组件，并且需要自己集成。”
一站式采购硬件和软件
倍福拥有多样化的控制产品系列，并且可以在全球范围内供应水刀切割机所需的所有电气组件。这对于 IGEMS 的客户来说尤为重要，因为他们在全球范围内销售水刀切割系统。“最重要的是，TwinCAT 3 可以确保设备在程序运行时无需停止运行，即可以在一次运行中执行多个切割任务，并确保直线切割。”Jesper Kimblad 说道。
IGEMS 使用倍福的 TwinCAT 软件，尤其是 TC1200（PLC）、TF5000（NC PTP） 和 TF5060（NC FIFO Axes）功能组件来计算电机轨迹、控制驱动器和运动、执行轴插补、跟踪 I/O 变化并将所有数据传输到 TwinCAT 中集成的 FIFO（先进先出）缓冲区中。所有数据都通过倍福的 EtherCAT 网络协议实时传输。Jesper Kimblad 补充道：“我非常欣赏 TwinCAT 的开放性。这款软件能够快速处理复杂的水流定位任务，并确保高精度的完美切割。它非常适合用来监测数值，并且可以在工业 PC 上运行，即我们可以在笔记本电脑上完成整个开发过程。水切割系统的设置和编程也非常快捷，通常只需 5 至 30 分钟。”
由于基于 PC 的控制具有良好的开放性，因此设备制造商可以轻松地将其它功能集成到控制系统中，并通过倍福硬件实现自动化。
IGEMS 利用这种灵活性来实现可选的功能，例如加工准备工作选择以及位置校准。通常，金属板材的剩余部分会被储存起来以备后续订单使用，并在切割系统上多次夹紧。切割系统上方的一个可选摄像头会扫描这些剩余部分，并将图像传输给控制系统。轮廓在控制系统中按比例缩放，并显示在即将开始的加工程序“切割模式”中。然后，设备操作人员可以直接在图像上设置数控程序的零点，并在需要时调整工件位置。IGEMS 还在控制系统中集成了系统校准功能，该功能结合了可选的 IGEMS Rounder，可以测量和补偿 X、Y 和 Z 方向上的偏差。“过去，设备制造商需要半天甚至一整天的时间进行校准，而使用我们的软件和测量头，现在只需要 9 分钟。”Jesper Kimblad 强调了开放式控制结构的优势。
设备制造商与倍福强强联合
位于斯德哥尔摩的 Kimtech 公司目前已安装了 15 台配备 IGEMS 控制系统的设备，并订购了 30 套倍福的完整系统。公司 CEO Gustaf Kimblad 表示：“我们对这款专为水刀切割定制的控制系统非常满意。该控制系统优化了操作、监控和远程维护。此外，它还实现了精确的校准，减少了编程工作量。HMI 和集成工具直观且便于使用。总体来说，该控制系统简化了水刀切割机的结构，并降低了其复杂性。”Gustaf Kimblad 以倍福的单电缆技术（OCT）为例说道：“通过使用 OCT，我们只需使用一根电缆即可连接所有驱动装置，减少了组件的使用，提升了我们的竞争力。作为设备制造商，我们现在可以更多地专注于我们擅长的领域。”IGEMS 与倍福合作，共同提供完整的控制系统，而 Kimtech 并不是唯一一家受益于此项合作的公司。据 Jesper Kimblad 介绍，他们在美国和中国还有其它项目。
