作为新工业革命的一部分，传统机床正迅速发展成为智能机床。在工业4.0技术的推动下，新的创新应用使机床的效率和功能达到了更高的水平。要实现这些功能，需要在机床上集成传感器和执行器，以提供实时数据和自动化控制。然而，机床因其旋转动作而带来了独特的挑战。由于难以连接电缆，在旋转端集成设备几乎是不可能的。此外，为了提高效率、安全性、生产效率和可追溯性，从实际加工点收集实时数据具有重要价值。
机器制造商一直缺少的一个关键技术就是能够处理高性能和快速旋转应用的无线通信。传统的无线解决方案无法满足对低延迟、可扩展性和电缆级可靠性的苛刻要求。为了满足这一需求，IO-Link Wireless 被专门设计为高性能无线工厂自动化通信的标准。IO-Link Wireless 专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控。因此，它可在智能机床的设计、开发阶段和日常运行中用于各种应用，并具有以下优点：
对于机械制造商
- 为安装在旋转端上的传感器和执行器提供无线通信
- 为整个机器及其环境部署统一无线通信
- 对机器的设置和校准进行无线控制和监控
- 在工件实际加工过程中进行实时控制和监控
- 使用无线传感器进行数据收集，用于预测性维护、机床性能优化和分析
对于生产商和终端用户
- 通过准确的参数设置和精确的反馈信息设置机床动作
- 监控模具加工过程的质量和异常情况
- 实时监控工件质量并调整加工参数
- 通过预测性维护减少停机时间
- 及早发现有缺陷的设备
- 为保证质量添加工艺跟踪参数
- 提高安全性
应用举例：无线智能夹具
智能机床往往综合了机械、自动化、计算机等多种先进技术，并部署了大量的传感器。在夹具中集成力传感器可以为智能机床带来多种优势：
- 在夹紧设置时，精确的力读数可使操作员进行精确夹紧，避免夹紧过度而损坏工件，或夹紧不足而导致工件松动，甚至在加工过程中弹出；
- 在模具加工过程中，对夹紧力的监测可提供各种有价值的参数，既可用于检测模具质量(因为异常的夹紧力可能表明工件不合格或存在加工问题)，也可用于预测性维护(所需的夹紧力越大，表明机器磨损越严重)；
- 工具制造后，存储夹紧力数据资料可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。
测量与设备相关的各种参数（如温度、振动和湿度），有助于磨削、铣削、钻孔或其他设备功能的过程。设备操作员因此可以获得有关过程和质量的实时信息，并进行实时监测和自动调整，以补偿过程变化，甚至支持异常工件和形状变化。
虹科IO-Link wireless解决方案
终端设备集成： 虹科TigoAir SOM是一个嵌入式系统级模块，模块内包含必要的物理组件和IO-Link wireless设备软件堆栈，可用于设计和构建IO-Link wireless设备。该模块可直接集成到传感器设备中，并与传感器或执行器相连。
机器集成：可在机器内部的旋转端、移动组件和固定平台集成大量无线设备（如有需要可多达数百个），并通过虹科TigoBridge连接标准IO-Link设备，也可通过多端口I/O集线器和TigoBridge连接其他模拟/数字设备。
主站/数据采集与优化解决方案：所有无线设备都可以通过IO-Link Wireless协议与虹科TigoMaster通信。虹科TigoMaster在OT层通过工业以太网协议或OPC UA与PLC进行通信，以实现自动化；在IT层通过MQTT或OPC UA协议与企业应用程序或云进行通信，以实现工业互联网、数据分析和监控。
总结
无线通信对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的持续支持等多个阶段。对于智能机床而言，可靠的通信是连接旋转设备的关键和必要组成部分。IO-Link Wireless是此类应用中唯一值得考虑的工业电缆级技术。它具有5毫秒的确定性低延迟、比其他无线协议（如Wi-Fi、Zigbee和BLE）高出一百万倍的可靠性和抗干扰能力，以及经现场验证的承受数千转旋转的能力。作为标准化协议和IO-Link产品的一部分，虹科IO-Link wireless解决方案为下一阶段的智能机床提供了更多的可能，从而助力实现更快、更灵活的制造。
