当15 年前INVOTEC 公司开张的时候，大多数客户希望工程设计公司提供特殊的“独立式”服务。
　　“一些客户需要控制帮助，而另外一些希望得到机械设计辅助或制造问题解决方案。”公司总裁和合作者工程师John Hanna 表示：“如今，很多客户希望我们能够提供集成系统控制工程网版权所有，要求融合多种工程和制造学科来制造成品。”
　　

　　结果是INVOTEC公司赢得了自动化的、多站式制造系统定制设计的声誉。公司目标是涵盖了组装、测试、焊接和激光材料清除等方面的全方位设计，这些系统可以服务于从自动化到材料处理和医药等行业应用。

　　“现在的趋势是制造带集成测试和纠错性能的更复杂的机器。”Hanna 说道。“这些设计需要加入视频系统、传感器以及运动控制——所有通过中心PLC 或PC控制系统集成的控制。”
　　创造性的结合
　　手头上的案例是INVOTEC 公司 最近设计的自动化系统，在不锈钢U 型渠道里激光焊接0.015 英寸厚的不锈钢板。精确位置：±0.004 英寸。焊接的零部件组成了外科手术设备的部件。
　　配置了四站分度盘的机器包含了许多科技：脉冲调制Nd:YAG 激光焊接、激光电度表、排烟系统、激光排序、视觉光、氩气传输系统、伺服驱动X-Y 阶段定位、高分辨率视觉系统、光照、编程逻辑控制、各种传感器、真空采样器、三位气动取样设置设备、振动进料系统、凸轮驱动指数测试仪、机械安全系统以及激光安全系统。
　　“我们所面临的更重大的设计难题是系统的整体布局。”INVOTEC 公司副总裁兼合作创始人、机械工程师DarylGreywitt 说道。“为了一小步前进，我们需要采用一系列机械和控制系统零部件。”

　　附带铝制板的机器的四个组装巢包含了激光安全可视窗口，组装巢构建在四位指数测试仪单元基础上。在第一站上，机器操作者安装了不锈钢渠道零部件。光电传感器在分度之前调整了零部件的大小，使它能够被装载到组装巢上。在第二站上，振动碗对其他零部件将组件填充进料——不锈钢盘——到固定巢位置上。然后，带夹子和真空头的气动取样和定位器夹起不锈钢盘并放置到渠道上。在第三站进行了焊接和指数测试后，弹簧负荷夹将不锈钢盘放置到位。
　　安装了Miyachi Unitek 脉冲Nd:YAG激光发射头以后，第三站可以对几个机械部件进行精确的组装。首先，组装巢里有渠道和盘夹，他们在焊接头下按次序进入站内。此刻铝制保护罩降下来，保护组装巢，并进入到分度盘的锁槽中。电磁编码安全开关保证保护罩在激光激活之前完全进入。当保护罩就位时，开启了氩弧保护层，在焊接区域形成惰性气氛，给焊接工作提供一个干净、无污染的环境。然后激光焊接控制器开启了预先调整的焊接流程CONTROL ENGINEERING China版权所有，形成了第一个点焊。接着，X-Y 滑片将焊接头转移到下一个区域控制工程网版权所有，直到所有五个点焊都完成之后重复所有的操作。然后关闭了氩弧保护控制工程网版权所有，开启排烟系统。最后，升起保护层。安装在这个站的Ophir LaserStar 测量仪自动监控激光头的能量输出值，以确保焊接前输出值的正确性。
　　在焊接操作之后，包含部件指数的组装巢进入第四站进行观察和卸载。安装在巢上方的高分辨率Cognex In-Sight视觉传感器获取了焊接区域的图像，并核实了焊接点位置以及焊接质量。在接收到的图像被检查以后，取样和安置单元将完整的组装件从巢中转移出来，放在托盘上。
　　所有这些工艺的平均循环周期大约为25 秒，这个时间包括加载和卸载。
　　追求精确度
　　根据项目工程师Mark Ruane 所说，整个系统最关键的要求是确保不锈钢盘在渠道内的精确的位置。Mark Ruane 为该系统增添的许多零部件都是为了实现定位精确度这个目标的。设计团队还需要一种可以制造坚固、美观焊点的激光头，在焊接时尽可能减少颗粒的制造。他们发现Miyachi Unitek LW 系列光纤激光头可以让人们在低维修率、完全控制激光工作环境以及功能的情况下，更加容易的完成零部件的整合。另外，设备可调整脉冲型特性让焊缝更加坚固、质量更可靠。

　　从电子角度来说，控制工程师EdBaker 说项目最困难的障碍是设计出一种运动控制系统，可以让激光头精确定位在焊接部位置上，同时如果有必要的话，也可以让操作工对它进行简单调整。焊点的大小是大约0.045 英寸，有些焊接位置只有0.055 英寸宽。
　　为了实现这一控制目标，设计小组选择了Allen Bradley CompactLogixL43 PLC 以及两个Allen Bradley SERCOS界面运动模块来定位激光焊接头。激光焊接头安装在Parker X-Y 定位滑片上CONTROL ENGINEERING China版权所有，由SERCOS 界面驱动。通过这个系统，所有的伺服编程工作都由PLC 完成，因此不需要单独的运动控制软件包。
　　这个设计里面还加装了AllenBradley Panelview Plus 600 操作界面。