作为新工业革命的一部分，传统机床正在迅速发展为智能机床。在工业 4.0 新技术的驱动下，新的创新应用使得机床的效率更高、功能更强。要实现这些功能，需要在整个机床上集成传感器和执行器，进行实时数据监测和自动化控制。

　　然而，由于机床一直处于高速的旋转、运动中，很难连接线缆，因而在旋转端集成传感器和执行器几乎是不可能的。此外，为了提高机床效率、提升安全性、提高生产率和可追溯性，从实际加工点收集实时数据，也非常具有价值。

　　1　智能机床的无线通信——IO-Link Wireless

　　机器制造商一直缺少能够处理高性能和快速旋转应用的无线通信技术。传统的无线通信解决方案不适合低延迟、可扩展性和电缆级可靠性的苛刻要求。无线IO-Link是专为高性能无线工厂自动化通信标准而设计，有效满足这个需求。

　　无线IO-Link 可用于在恶劣的工厂环境中对快速旋转的机器部件进行实时控制和监测。因此，它可以在智能机床的整个设计和开发阶段以及日常运行中用于各种应用，并具有以下优点：

　　(1)对于机器制造商

　　l 为安装在旋转端的传感器和执行器提供无线通信;

　　l 为整机及其环境部署统一无线通信;

　　l 对机器设置和校准进行无线控制和监测;

　　l 对实际工装过程中进行实时控制和监测;

　　l 无线传感器数据收集，用于预测性维护、机器性能优化和分析。

　　(2)对于生产商和终端用户

　　l 通过精确的参数设置和精确的反馈信息设置机床动作;

　　l 监控模具加工过程的质量和异常情况;

　　l 实时监控工件质量并调整工艺参数;

　　l 通过预测性维护减少停机时间;

　　l 及早发现有缺陷的设备;

　　l 为保证质量添加流程跟踪参数;

　　l 提高安全性。

　　2　应用案例——IO-Link Wireless

　　(1)无线智能夹具

　　智能机床综合了机械、自动化、计算机等多种先进技术，并部署了大量的传感器、执行器。在夹具中集成的力传感器可以为机床提供多种优势：

　　l 在夹紧设置时，准确的力读数可以使操作员能够进行精确的夹紧，并避免夹紧过度而损坏工件，或夹紧不足导致工件在加工过程中松动甚至弹出;

　　l 在加工过程中，监控夹紧力可以为加工质量(因为异常夹紧力可能表明零件不合格或加工问题)和预测性维护(所需的力较高可能表明机器磨损)提供各种有价值的参数;

　　l 加工后，存储夹紧力数据可以增加制造过程的可追溯性，并有助于质量控制记录和数据库的建立。

　　(2)无线传感

　　测量与设备相关的各种参数，如温度、振动和湿度等，可以在磨削、铣削、钻孔或其他设备功能的运行过程中提供帮助。设备操作员可以获得有关工艺和质量的实时信息，并进行实时监测和自动调整，还能支持异常工件和形状变化。

　　3　无线IO-Link系统的集成

　　(1)终端设备集成

　　CoreTigo 的TigoAir SOM模块可以直接集成到传感器设备中，并像智能夹具一样连接到传感器或执行器。专门设计的天线提供连接，电池提供所需的电力。

　　(2)机器集成

　　在机器内部旋转端、移动组件或固定平台中，集成着许多无线设备(最多时可能达到数百个)，通过网桥(TigoBridge)可以连接标准的IO-Link设备，也可以通过多端口I/O集线器和网桥连接其他模拟/数字设备。

　　(3)解决方案

　　所有无线设备都通过 IO-Link无线协议与主站(TigoMaster)通信。主站通信是在OT层面上通过工业以太网协议或OPC-UA与PLC进行自动化通信，并在IT层面上通过MQTT或OPC-UA 协议与企业应用程序或云进行通信，以实现工业物联网(IIoT)、数据分析和监控 。

　　4　总结

　　无线通信对于机器制造商的价值体现在机器设计、开发、交付、部署以及制造商工厂持续支持的各个阶段。 对于智能机床来说，可靠的通信是连接旋转设备的关键且必要的组成部分。

　　无线 IO-Link是此类应用中唯一值得考虑的工业电缆级无线通信技术。它具有 5 毫秒确定性低延迟、比其他无线协议(例如 Wi-Fi、Zigbee 和 BLE)高一百万倍的可靠性和抗干扰能力，以及经过现场验证的承受数千旋转的能力。

　　诚达工业携手CoreTigo 打造的无线 IO-Link 解决方案是一种标准化协议，也是 IO-Link 产品的一部分，是为下一代智能机床提供动力的最佳技术。

　　公司介绍

　　南京诚达工业互联网有限公司，创立于2012年，是工业实时通信和工业物联网领域整体解决方案提供商。作为中国第一批通过PROFINET认证的企业、第一家获得西门门子PROFINET技术合作的伙伴企业、第一家IO-Link会员以及首批国际认证的PROFINET和IO-Link能力中心，诚达工业可以为各类主流工业实时通信协议提供整体的解决方案。诚达工业的核心团队成员来自全球顶尖企业，拥有工业自动化和通信行业超过10年的研发和管理经验，公司的专家级研发工程师、产品经理和管理人士均具备全球协作能力。

　　心至诚，路通达，不断追求诚的境界!诚达工业始终注重科技创新及人才培养，不断探索，勇于开拓，持续致力于以信息通讯技术推进工业文明!