Hestra 自動化公司為電器制造商,伊萊克斯,開發了一種新的生產設備。該設備用于生產灶具的加熱部件,它將 Beckhoff 公司基于 PC的控制系統及直線電機融于一體。為滿足未來產品生產規格的需求變化,靈活的控制系統可隨時重新編寫程序,大大縮短了更換設備所需要的時間。
Hestra 自動化公司位于瑞典 Nittorp 市,提供整套設備的一系列完整的研發服務,包括機械設計和框圖、機器裝配、功能編程,以及用戶界面(HMI)。在他們革新性的先進設備中,通常帶有電機的控制。2005 年,該公司正式成為 Axelent 集團中的一員。
作為全球最大的家用電器制造商之一,伊萊克斯對它的機器生產線要求很高。Hestra 自動化公司的項目經理 Andreas Gustavsson表示:“不同規格產品生產線之間的更換所花費的時間尤其重要,因為他們以小批量生產,一直努力維持盡可能最小的緩沖庫存。其它需求的改進,如質量,速度和高效率,是循序漸進的?!睘闈M足這些要求,Hestra 在生產過程中設計了一種新的沖孔方法:取代原來的傳統沖孔工具,新方法孔的幾何形狀由下沖的不同工具組合所決定。
這個方法要求許多工具快速移動,這就對控制系統提出了非常高的要求,同時還要求編程柔性化。借助 Beckhoff 的TwinCAT 軟件,基于 PC 的方案被采用于這個復雜的沖孔操作。
最優化的靈活性標準組件
TwinCAT 集成了 PLC,NC(包括凸輪),和用戶界面(HMI)。Hestra 的編程員 Nicklas Bergh說道:“這不僅僅是出于對備件容易的考慮,而且在編程方面,也很容易實現。因為所有的功能都已經集成在了一起。由于 Beckhoff 集成 TwinCAT NC PTP 的凸輪功能,我們可以使系統開發時間維持在最短,同時簡化生產過程。”Hestra公司開發的機器包括有 6 個旋轉伺服電機和 3 個線性電機,TwinCAT NC 控制加工和沖孔的位置。通過基于 PC 的控制系統,增加新功能的實現顯得非常輕松。舉個例子,凸輪準備功能用于沖孔模式的選擇,這使得直接將 CAD圖紙導入控制系統成為可能。
極高的動態性
為快速運動選擇線性電機定位沖孔工具存在幾個原因。其最重要的特性之一,是沖孔操作要求很高的重復精度,在本案例中是 0.02mm。線性電機的動態特征使機器的加速2度最高可達 60m/s 。
系統的軸在 20ms 里移動 150mm,包括加減速過程。受機械結構的限制,一個標準的伺服電機正常情況下只能提供五分之一的加速度。使用線性電機另外一個好處在于,這臺機器中不需要水冷卻系統,電機的設計使得它產生的熱量非常少。
為新機器采用基于 PC的解決方案和理念
硬件上,Hestra 選擇了一臺 Beckhoff C6140 工控機和一款CP6831 15 英寸 TFT 觸摸屏。同時,還選用了帶 SERCOS 接口的 AX2000 伺服驅動器,PROFIBUS則用于連接外圍 I/O,ASI 用以連接特殊 I/O 并傳輸安全信號。通過 KL6201 主站端子,具有 ASI接口的 I/O 能直接集成到總線端子系統中。
對于 Hestra自動化公司,為伊萊克斯開發的生產設備,標志著他們在該領域開創了“靈活性方案”的新時代。該方案使機器的發展趨向小巧而經濟。與此同時,得益于Beckhoff 基于PC 的開放式系統,設備更可易于適應于別的工藝的再編程。