Prettl 工廠坐落在南卡羅來納州的 Greenville,主要生產(chǎn)汽車行業(yè)用線束。這些線束主要用于防抱死制動系統(tǒng)(ABS)以及排放控制系統(tǒng)。為了更好地應(yīng)對市場上的激烈競爭,立足于尖端制造技術(shù)的前沿,Prettl 決定采用 Beckhoff 基于 PC 的控制技術(shù)。
公司秉承著“凡事務(wù)求質(zhì)量(Quality in everything we do)”的理念,引領(lǐng) Prettl 不斷改善產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)流程。Prettl 線束生產(chǎn)采用的是一種重型模塊化生產(chǎn)線。它們可保持短時轉(zhuǎn)換,以降低生產(chǎn)成本并縮短生產(chǎn)周期。線束的方向、外及夾子在任何時候都需要是完好無缺的。因此,可由生產(chǎn)設(shè)備對顏色、尺寸和形狀進行嚴(yán)格檢查。任何有瑕疵的線束都會迅速從生產(chǎn)線上移除,以便進行返工或者報廢。
全自動質(zhì)量控制
2006 年,Prettl 公司需要在生產(chǎn)線上裝配一款新型的取放設(shè)備,能夠自動移除不良線束并確保質(zhì)量控制零故障。該項目是一個大型推進項目的一部分,采用的自動化系統(tǒng)比以往更加先進。
Prettl 的電氣控制工程師 Ralf Opper 找到了一種可行的控制解決方案,該方案具有很好的開放性,可以無縫集成到現(xiàn)有的線束生產(chǎn)線架構(gòu)中。若機器和控制系統(tǒng)方案有了根本性的改變,則控制平臺必須能夠完全適應(yīng)這些重大轉(zhuǎn)變?!暗墓こ虉F隊無法確定在項目的最后階段這臺機器到底會變成什么樣子,” Opper 闡述道,“在項目初始階段,我們關(guān)注主要是輸送機控制系統(tǒng),該系統(tǒng)負責(zé)將線束托盤輸送到注塑機。隨后我們決定應(yīng)當(dāng)將夾片裝配設(shè)備也集成到系統(tǒng)中并改進整條生產(chǎn)線的通訊?!?
Opper和他的團隊決定采用基于 PC 的控制器?!叭绻屛疫x擇控制系統(tǒng),我傾向于選擇能夠集成最新技術(shù)、功能強大并真正開放的解決方案。我不想出現(xiàn)任何不必要的障礙,導(dǎo)致我無法按照預(yù)想的方法來創(chuàng)建系統(tǒng)。”O(jiān)pper 如是說。Beckhoff 嵌入式 PC CX1000 和符合 IEC 61131-3 標(biāo)準(zhǔn)的 Twin CAT 軟件的測試結(jié)果令人非常滿意,因此,Opper 選擇了 Beckhoff 系統(tǒng)作為 Prettl 取放設(shè)備的控制系統(tǒng)。
“ 在Twin CAT 中使用 IEC 61131-3 編程語言來編程時,很重要的一點是我可以按照任何我想要的方式自由編寫控制程序。有 6 種編程語言可供選擇,我可以根據(jù)項目的復(fù)雜程度和類型選擇編程語言。通常我們會根據(jù)具體的應(yīng)用項目來選擇最適合
的編程語言?!?
各個模塊間的數(shù)字互聯(lián)
取放系統(tǒng)通過 Modbus TCP/IP 與整個線束生產(chǎn)線系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。在整條生產(chǎn)線上,BC9000 以太網(wǎng)總線端子模塊控制器在注塑系統(tǒng)和線束夾片裝配設(shè)備之間建立了數(shù)字握手協(xié)議。在取放生產(chǎn)線上,該任務(wù)由嵌入式 PC 來完成。識別生產(chǎn)線中不良部件所需的質(zhì)量數(shù)據(jù)通過 BC9000 傳輸?shù)饺》旁O(shè)備上。Prettl 的技術(shù)人員還可通過 Modbus TCP/IP 遠程更改系統(tǒng)編程,并且通過安全的在線連接為生產(chǎn)線上的所有機器建立控制器之間的通訊。
閥島集成在 IP-Link 系統(tǒng)中
取放設(shè)備集成了總線耦合器 BK5120 和 Beckhoff 緊湊型伺服驅(qū)動器 AX2500,它們通過 CANopen 與 嵌入式 PC CX1000 聯(lián)網(wǎng)。對于遠程 I/O,Opper 也使用了 Festo CPV1x-VI-IP-8 閥島,并通過 IP-Link 將其連接到防護等級為 IP 67 的 Beckhoff 8 通道數(shù)字量輸入端子模塊 IE1010。對 Opper 來說,事實證明 Beckhoff 的 IP 67 I/O 模塊具有極高的成本效益 “IE1010 的成本 80 美元,而如果采用接線盒的話,完成同樣的工作就需要花費大約 200 美元,”O(jiān)pper 解釋道。“Beckhoff 將 Festo 閥島集成在 IP-Link 系統(tǒng)中,使得整個系統(tǒng)更加開放和靈活。與將接線盒和一個個連接 PLC 所花費的精力相比,IP-Link 使得Prettl 用在遠程 I/O 接線的時間減少了約 50%。”
貫穿整條生產(chǎn)線的恒定循環(huán)時間
新型取放設(shè)備對 Prettl 整個生產(chǎn)線的改善產(chǎn)生了重大影響?,F(xiàn)在,Prettl 可以穩(wěn)定而連續(xù)地將線束盤輸送到機器上。新的系統(tǒng)確保線束有一個恒定的循環(huán)時間,這在之前是無法做到的,因為這完全依賴于操作員的操作。同時,該系統(tǒng)也確保了每個托盤里總是最多有 6 個線束(托盤里面很有可能會發(fā)生錯誤,因為這很大程度上依賴于操作員的視力)。“明顯,取放設(shè)備將其影響擴展到了整條生產(chǎn)線的其它設(shè)備。我們現(xiàn)在可以確保連續(xù)的注塑循環(huán)時間,而這在注塑應(yīng)用中是最重要的。”
“我考慮了很多使 PLC 選項,它們都缺少編程的靈活性,因而在很大程度上受限于 I/O 選項。TwinCAT 的 ADS 功能節(jié)約了大量的編程時間。”
在運行期間修改程序
除了根本性的控制程序修改以及不斷發(fā)展的生產(chǎn)方式之外,Prettl 的生產(chǎn)并沒有受到影響?!坝? TwinCAT 的靈活性,我們能夠進行編程修改而不必停止生產(chǎn),而這個功能并不是所有的控制解決方案都能夠提供的?!監(jiān)pper總結(jié)說道?!爱a(chǎn)持續(xù)進行,甚至在引進主要生產(chǎn)線組件的過程中,我們?nèi)阅軌驗?Prettl 的客戶提供良好的庫存和滿意度?!?
Prettl全方位靈活運用開放式控制系統(tǒng)