Az „Okosgyár” koncepció központi eleme az XTS lineáris szállítórendszer

Szereléstechnika 4.0: a gyártási hatékonyság fokozása akár egytételes darabszámig

2019. augusztus 01., csütörtök, 06:00

Címkék: automatizálás Beckhoff Automation ipar 4.0 okosgyár Smart Factory szállítópálya szállítószalag TwinCAT 3 XTS

A Flexim nyílt automatizálási rendszerre egyszerre jellemző a moduláris felépítés, a rugalmasság, az újrakonfigurálhatóság, valamint az összekapcsolhatóság, így megfelel a kis darabszámú gyártás követelményeinek, amelyek gyakran már teljesen egyedi gyártást jelentenek. Az olasz Smart Factory (Okosgyár) startup vállalkozás olyan rendszert fejlesztett ki, amelyben egy alapgépmodul igény szerint bővíthető szabványos vagy az ügyfél által meghatározott gyártási modulokkal, továbbá rugalmasan egyedi alkalmazásokhoz illeszthető. A megoldás központi elemét a Beckhoff PC-alapú vezérlési architektúrájára épülő XTS lineáris szállítórendszer adja.

Az új, sűrűn változó csomagolási elképzelések következtében és az egyéni marketingkampányok előtérbe kerülésével számos kihívással kell a vállalatoknak szembenézniük: egyre kisebb és kisebb tételeket kell előállítaniuk, és egyre gyakrabban kell változtatniuk a gyártáson, ráadásul mindezt gyorsan és hatékonyan kell megtenniük. Ennek érdekében nem elég csupán gyorsabb gépeket munkába állítani; olyan automatizálási rendszerre is szükség van, amely belső adatkapcsolati képességekkel rendelkezik, és a lehető legrugalmasabban újrakonfigurálható.

Az Észak-Olaszországban alapított Smart Factory vállalat új valóságot teremt, és éppen erre a kihívásra összpontosítva rukkolt elő egy Beckhoff-termékekre épülő innovatív megoldással, amelyet Flexim Open Automation Systemnek, azaz Flexim nyílt automatizálási rendszernek nevezett el. Ez egy olyan automatizálási megoldás, amely hűen tükrözi az ipar 4.0 elképzeléseit. Moduláris felépítésének köszönhetően a rendszer rugalmasan hozzáilleszthető a különböző piacokra jellemző csomagolási igényekhez: a gépalapon akár 10 modul is elfér, melyekkel különféle műveletek végezhetők, úgymint sajtolás, ragasztás, hengerlés, csavarozás, vágás, peremezés, elektromágneses formázás, ultrahangos hegesztés, nyomtatás, minőség-ellenőrzés. Bármely állomás hozzácsatlakoztatható az alapmodulhoz, így számos különböző gyártási folyamat valósítható meg. A rendszer rendkívül könnyen átállítható: a hardver- és szoftveralapú konfigurálásnak köszönhető, azonnal üzemkész (plug-and-play) jelleg révén a kezelő néhány egyszerű lépés végrehajtásával csatlakoztathatja, átkapcsolhatja és felcserélheti a modulokat a gépalapon. A normál rendszermodulokon túl ügyfélspecifikus feldolgozóállomások is beépíthetők az elrendezésbe, melyeket a vállalat külön kérésre fejleszt, továbbá nagyobb méretű gyártósorok esetén a Smart Factory által jóváhagyott XTS lineáris szállítórendszerrel is kiegészíthető az alapelrendezés.

A Flexim-megoldás központi eleme az XTS lineáris szállítórendszer. Különböző feldolgozómodulokhoz csatlakoztatható, így sokféle összeszerelési és megmunkálási folyamathoz szükséges rendszerelrendezés alakítható ki vele gyorsan és rugalmasan

Az XTS kulcsszerepet tölt be a maximális gyártási rugalmasságot biztosító technológia előmozdításában

A Flexim megoldásának központi eleme a Beckhoff XTS lineáris szállítórendszere. Számos különböző feldolgozómodullal összekapcsolható, így sokféle összeszerelési és megmunkálási folyamat végrehajtására alkalmas. „A moduláris felépítésnek rengeteg előnye van. A legfőbb haszna, hogy csökkenti az átfutási időt” – értékel Andrea Pozzi, a Smart Factory kutatás-fejlesztési és tervezési részlegének vezetője. „A másik előnye, hogy az alapgépünket csak egyszer kellett kifejleszteni, és azt hozzá tudjuk igazítani a különböző alkalmazásokhoz – egyszerűen csak össze kell kapcsolnunk a különféle feldolgozómodulokkal. A PC-alapú környezet rugalmas vezérlőarchitektúrájának köszönhetően a rendszer konfigurálása és átállítása egyszerű.”

Az XTS lineáris szállítórendszert beépített teljesítményelektronikával és helyzet-visszacsatolással rendelkező moduláris lineáris motorok, kábel nélküli mozgatók és egy mechanikus vezetősín alkotja, ezért tökéletesen illeszkedik a moduláris felépítésű Flexim megoldáshoz. „Véleményünk szerint az XTS kulcsszerepet tölt be a technológia előmozdításában” – erősíti meg Andrea Pozzi. A hagyományos forgótárcsával és pozicionáló körasztallal ellentétben, melyeknél minden megmunkálóállomáshoz ugyanaz az alapgépciklus tartozik és a teljes rendszert a leglassabb állomás ciklusidejével kell szinkronba hozni, az XTS esetében pontosan meghatározható, hogy ciklusonként hány alkatrészt kell egymástól függetlenül feldolgozni az egyes műveleti pontokon. A leglassabb feldolgozási lépést tehát két állomás egyszerűen kétszer hajtja végre, és így nem akadályozza a többi működését. Mivel az egyes mozgatási utasításokat hozzá lehet rendelni a mozgatókhoz, az összes feldolgozási lépés egyenként, egymástól függetlenül ellenőrizhető. „Az XTS rendszernek köszönhetően például egy összeszerelő állomás nagyon egyszerűen beállítható. Nincs szükség mechanikai műveletekre, úgymint referenciacsapok beállítására vagy indexálásra. Minden mozgató rendkívül dinamikusan és pontosan éri el a programozott helyzetet” – teszi hozzá Andrea Pozzi.

Integrált, nyílt, PC-alapú vezérlőarchitektúra

A teljes automatizálási platformot a Beckhoff biztosította a Flexim projekthez, így többek között a C6930-0050 ipari PC-t, a digitális és analóg be/ki meneti egységeket, a biztonsági és mérőterminálokat, az AX5000 sorozatú szervohajtásokat és az egykábeles technológiájú, AM8000 sorozatú szervomotorokat. Andrea Pozzi megfogalmazása szerint: „Tudatosan döntöttünk az XTS használata mellett. A Beckhoff nyílt és moduláris vezérlőarchitektúrája nagyon fontos előnyökkel járt számunkra minden szinten, a hardver, a szoftver és a kommunikáció vonatkozásában egyaránt.”

Andrea Pozzi így folytatja: „A TwinCAT 3 használatával például lehetőségünk nyílt arra, hogy C# alkalmazásokat fejlesszünk Microsoft Visual Studio® környezetben, amelyet jól ismerünk. Ráadásul az EtherCAT sebessége és rugalmassága is párját ritkítja.” Az EtherCAT segítségével például egy mágneses formázószerszám munkaciklusa során szabályozni tudtuk a szinkronfutást. A rendkívül nagy (körülbelül 100 kA) áramerősségű kisüléssel járó ciklus csak mintegy száz mikromásodpercig tart. Ezzel az eljárással akár kifejezetten összetett alakú kupakok is gyárthatók, így a csomagolás révén tetszetős megjelenést kölcsönözhetünk a kozmetikai termékeknek.

A biztonsági technológia fennakadásmentesen építhető be az automatizálási környezetbe biztonsági funkciókkal rendelkező be/ki meneti egységek segítségével

Rendelkezésre állás javítása a TwinCAT IoT modullal

A Flexim rendszer megfelel az ipar 4.0 szokásos követelményeinek: teljes körű adatkapcsolati képességeket nyújt, és a Beckhoff többérintéses vezérlőpaneljeivel használható, innovatív kezelőfelülettel rendelkezik, emellett minden felbontást, operációs rendszert és eszközt – okostelefonokat és táblagépeket – is támogat. A rendszer tartalmazza a Microsoft kiterjesztett valóság (AR) eszközét is, amely különböző célokra használható, például a gép dokumentációjában környezetfüggő keresésre, alkalmazottak képzésére, hibaelhárításra és távoli karbantartási szolgáltatások esetén is.

A TwinCAT IoT termékek segítségével a Flexim rendszer szabványosított kommunikációs protokollok alapján folyamatadat-cserét képes végrehajtani, továbbá hozzáfér a felhőszolgáltatók (pl. a Microsoft Azure™) által kínált különleges adatokhoz és kommunikációs szolgáltatásokhoz. Ily módon a gyártással kapcsolatos összes információ – úgymint mennyiségek, meghibásodások vagy a gép állásideje – és minden folyamatparaméter – többek között a hőmérséklet, a nyomás, a fogyasztás stb. – könnyedén kiértékelhető és elemezhető. Ennek köszönhetően részletekbe menő statisztikai elemzések végezhetők, és meghatározhatók a megelőző karbantartásra vonatkozó irányelvek, továbbá az üzemi változók folyamatorientált hozzárendelése révén javítható a rendszer rendelkezésre állása.

A Beckhoff moduláris XTS rendszere és PC-alapú vezérlési architektúrája révén egyfelől kimagasló dinamika és pontosság érhető el, másfelől pedig ez az elrendezés biztosítja a Flexim nyílt automatizálási rendszerhez szükséges modularitást és rugalmasságot. Andrea Pozzi így zárja gondolatait: „Mivel az integrált fejlesztői környezet használata nem okozott gondot, a TwinCAT 3 segítségével optimalizálni tudtuk az egyes tervezési fázisokat, és kiváló eredményeket értünk el. Végül, de nem utolsósorban komoly segítséget kaptunk az olaszországi Beckhoff vállalat hozzáértő és mindig elérhető műszaki szakembereitől is.”

www.beckhoff.hu

Keresés
Bejelentkezés / Regisztráció
Austria transfers

Média Partnerek