近年來(lái),特種設(shè)備制造商 Sonplas 緊跟移動(dòng)出行領(lǐng)域不斷涌現(xiàn)的新趨勢(shì),開始逐漸加強(qiáng)新能源電動(dòng)汽車領(lǐng)域的市場(chǎng)開拓,大力研發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和定子裝配設(shè)備。在定子的預(yù)裝配方面,Sonplas 采用了倍?;? PC 的控制技術(shù),充分利用 TwinCAT 縮短生產(chǎn)周期的優(yōu)勢(shì),最大限度地提升了生產(chǎn)效率和產(chǎn)能。
Sonplas 有限公司總部位于下巴伐利亞行政區(qū)的 Staubring 市,專為乘用車和商用車行業(yè)領(lǐng)域的客戶開發(fā)各種專用設(shè)備。公司的產(chǎn)品范圍包括試驗(yàn)臺(tái)、下線檢測(cè)、定制化的加工和裝配設(shè)備以及全自動(dòng)裝配生產(chǎn)線。Sonplas 自 1993 年成立以來(lái),從未停止過(guò)產(chǎn)品的研發(fā)和更新?lián)Q代,產(chǎn)品范圍越來(lái)越廣:從最初專注于提供燃油噴射系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備,發(fā)展至今,公司將產(chǎn)品戰(zhàn)略重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到電動(dòng)汽車和電力電子裝置以及動(dòng)力電池制造和氫能技術(shù)領(lǐng)域?!白鳛橐患覄?chuàng)新型公司,我們必須要對(duì)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)保持敏銳的洞察力,并將我們的專業(yè)技術(shù)知識(shí)運(yùn)用到這些領(lǐng)域中,緊跟時(shí)代發(fā)展潮流,方能立于不敗之地?!盨onplas 公司銷售工程師 Florian Klimmer 感慨道。
TwinCAT 和 EtherCAT 的高速度是關(guān)鍵
Sonplas 公司自 2014 年以來(lái)一直致力于開發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和定子裝配系統(tǒng),現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)自己正面臨一些全新的挑戰(zhàn):“電動(dòng)汽車領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展速度非常快。我們必須根據(jù)越來(lái)越短的產(chǎn)品研發(fā)周期進(jìn)行調(diào)整,這意味著我們的設(shè)備必須具有相對(duì)應(yīng)的模塊化設(shè)計(jì)和高靈活性?!盕lorian Klimmer 解釋道。這也需要循環(huán)時(shí)間必須足夠短,提高了對(duì)控制技術(shù)在速度和靈活性方面的要求。因此,Sonplas 公司選擇了倍?;?PC 的控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)定子預(yù)裝配。設(shè)備完全由 TwinCAT 3 控制,所有工藝步驟都在一個(gè)旋轉(zhuǎn)分度臺(tái)上完成:定子導(dǎo)線預(yù)定位,完成卷繞后切斷,連接電纜端子并壓接。這樣,裝配線下一個(gè)工藝流程需要的導(dǎo)線就準(zhǔn)備好了。此設(shè)備可以應(yīng)用到諸如電動(dòng)輔助裝置中電機(jī)定子的裝配生產(chǎn)中。
據(jù) Sonplas 公司軟件開發(fā)主管 Martin Amann 介紹,倍?;?PC 的控制技術(shù)的超高運(yùn)算速度是他們做出選擇時(shí)的主要考慮因素:“我們裝配設(shè)備的循環(huán)時(shí)間是 5.5 秒。除去旋轉(zhuǎn)分度臺(tái)的定位時(shí)間,留給我們處理各種工藝流程的時(shí)間僅有 4.5 秒,這就意味著我們需要短至 1 毫秒的 PLC 循環(huán)周期?!?a href="http://www.wangxinlc.cn/p/sensor/" target="_blank" rel="nofollow">傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)完全由 TwinCAT 控制,甚至還通過(guò) TwinSAFE 集成了安全功能。它與高速 EtherCAT 現(xiàn)場(chǎng)總線相結(jié)合,確保高效同步。
控制平臺(tái)使用的是集高性能與小體積優(yōu)點(diǎn)于一體的 C6032 超緊湊型工業(yè) PC?,F(xiàn)場(chǎng)級(jí)還使用了 EPP 系列 EtherCAT 端子盒,它們可以直接安裝在設(shè)備上。EtherCAT P 單電纜解決方案的使用簡(jiǎn)化了集成工作,并顯著減少了安裝時(shí)間和布線工作量?!斑@也使得 EtherCAT 的高速通信可以直達(dá)傳感器,同時(shí)超采樣功能的使用使得信號(hào)的采樣頻率得到大幅度提高?!盡artin Amann 在描述 EPP 系列為 Sonplas 帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)時(shí)指出。伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)任務(wù)由 EL72xx 伺服電機(jī)端子模塊完成,該系列模塊的特點(diǎn)是設(shè)計(jì)緊湊,可以大大節(jié)省占用控制柜內(nèi)的空間。裝配設(shè)備的控制程序全部都在 TwinCAT 3 中編程,自動(dòng)生成 PLC 代碼:使用自主開發(fā)的工具鏈,借助 Automation Interface 將電氣設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)直接加載到相應(yīng)的框架中,生成設(shè)備專用的 TwinCAT 項(xiàng)目?;? PC 的控制器用作中央控制平臺(tái)
Sonplas 公司長(zhǎng)期以來(lái)一直信賴倍福基于 PC 的控制技術(shù),將其工業(yè) PC 用作中央控制平臺(tái),實(shí)現(xiàn)定子的預(yù)裝配:“基于 PC 的控制技術(shù)使得所有設(shè)備功能都在同一臺(tái) PC 上同步運(yùn)行。PC 中甚至還集成了數(shù)據(jù)庫(kù)和視覺(jué)系統(tǒng)。我們不需要再額外購(gòu)置任何用于測(cè)量技術(shù)、分析或下線檢測(cè)的子系統(tǒng);所有功能的運(yùn)行都只需一個(gè)控制平臺(tái)和一個(gè)開發(fā)工具?!盕lorian Klimmer 在總結(jié)這些優(yōu)勢(shì)時(shí)興奮地說(shuō)道?!俺藢⑺泄δ芗稍谕粋€(gè)平臺(tái)上之外,TwinCAT 和 EtherCAT 的高性能對(duì)這一應(yīng)用項(xiàng)目的成功也起到了關(guān)鍵作用?!?/p>