奧地利定製設備製造商 TEUP 常常需要根據客戶的具體需求調整其設計方案。迄今為止,唯一一次例外是:工程師們自主研發了一條適應性極強的裝配線,並在未來將其作為可單獨配置的“標準解決方案”。這條裝配線采用模塊化設計,配備了倍福基於 PC 的控製技術和高度靈活的 XTS 磁驅柔性輸送係統。
麵向個性化定製產品配置的裝配線
TEUP - Technische Entwicklung und Produktions GesmbH(技術開發和生產) 公司自 1996 年成立以來,已經從製造固定設備和模具過渡到製造專用機。“我們在這個領域已經取得了一些發展,但麵臨的挑戰也越來越複雜。”TEUP 公司電氣和軟件主管 Markus Resch 說道。在過去的 25 年(nian)裏(li),這(zhe)家(jia)位(wei)於(yu)奧(ao)地(di)利(li)南(nan)部(bu)施(shi)蒂(di)裏(li)亞(ya)州(zhou)的(de)企(qi)業(ye)的(de)工(gong)程(cheng)師(shi)們(men)積(ji)累(lei)了(le)豐(feng)富(fu)的(de)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)專(zhuan)業(ye)知(zhi)識(shi),從(cong)一(yi)開(kai)始(shi)僅(jin)能(neng)設(she)計(ji)帶(dai)連(lian)杆(gan)式(shi)手(shou)動(dong)壓(ya)力(li)機(ji)的(de)簡(jian)單(dan)工(gong)位(wei),發(fa)展(zhan)到(dao)現(xian)在(zai)可(ke)以(yi)設(she)計(ji)包(bao)含(han) 50 個工序的全自動裝配線。
采用個性化設計,但同時也是標準化解決方案
TEUP 公司的動機很明確,就是首次提供一款標準化的解決方案,Markus Resch 解釋道:“dangwomendeyimingkehucongyigefeichangzhuanyedeyewulingyutuichushi,womenjuedingtianbuzheyikongbai。zuoweiyijiajingyingduoniandeerjigongyingshang,womenqingchudizhidao,shenmeduizhegexifenshichangzhongdexitongzuiweizhongyao。”TEUP 的機械設計工程師 Alexander Imhof 補充道:“由於裝配線采用模塊化設計,因此它應該能夠根據具體的需求輕鬆進行調整,並且便於運往世界各地。”
因yin此ci,機ji器qi設she計ji的de目mu的de是shi最zui大da限xian度du地di提ti升sheng緊jin湊cou性xing和he靈ling活huo性xing。為wei此ci需xu要yao將jiang大da量liang加jia工gong工gong位wei整zheng合he到dao整zheng個ge係xi統tong中zhong,這zhe實shi際ji上shang就jiu是shi一yi個ge模mo塊kuai化hua係xi統tong。Markus Resch 描述道:“womenxiangyaoshejichuzheyangyitiaozhuangpeixian,zaizhetiaozhuangpeixianshang,juyixizhichengdesuliaoruanguankeyianzhaozhidingdechangduqiege,juanraochengshu,zhuangshanggezhonglianjieqihemifengjian,tieshangbiaoqian,bingtongguojiguangceliangjinxingzuihoujianzha。”

開發可配置裝配線的專家團隊
完整的自動化產品係列包括智能輸送係統
TEUP 員工是審議和評估各項技術的專家。畢竟,作為專用機製造商,他們已經習慣於為所有任務尋找最佳解決方案。Alexander Imhof 的很多設計靈感來自 YouTube,他在網上搜索合適的產品輸送解決方案時發現了幾個關於倍福 XTS 磁懸浮輸送係統的視頻。“我們仔細研究和比較了多個備選方案,倍福提供的整套方案最有說服力:全球範圍的技術支持、易於擴展的 PC 控製架構以及從一站式購齊所有係列的產品,包括伺服驅動器、伺服電機端子模塊、用於第三方電機和伺服電機的控製器,以及各種 I/O 和 TwinSAFE 組件。”
因此,新的裝配線配備了大量倍福控製組件,包括 EL9227-5500 電子式過電流保護端子模塊,它可以顯示大量過程數據,並將所有事件保存到開關機曆史記錄中;以及 CU2508 實時以太網端口倍增器,它負責管理裝配線的中央“大腦”(C6930 控製櫃式工業 PC)與 XTS 輸送係統之間的多線 EtherCAT 通信。XTS 係統最吸引 Alexander Imhof 的地方,就是其靈活的設計選項:“我們不用受任何固定距離的限製;不(bu)需(xu)要(yao)使(shi)用(yong)限(xian)位(wei)裝(zhuang)置(zhi),各(ge)個(ge)加(jia)工(gong)工(gong)位(wei)可(ke)以(yi)根(gen)據(ju)每(mei)個(ge)客(ke)戶(hu)的(de)具(ju)體(ti)要(yao)求(qiu)的(de)精(jing)確(que)順(shun)序(xu)進(jin)行(xing)排(pai)列(lie)。同(tong)樣(yang)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)的(de)是(shi),日(ri)後(hou)可(ke)以(yi)在(zai)需(xu)要(yao)時(shi)輕(qing)鬆(song)修(xiu)改(gai)原(yuan)裝(zhuang)配(pei)線(xian)的(de)設(she)計(ji)。”
目前,TEUP 的工程師們還在考慮增加一個 XPlanar 係統,以優化原料和成品的進出料。他們已經發布了一個相關的設計方案,正與倍福協商。在建造樣機的過程中(TEUP 將在內部進行測試和演示),有一件事越來越重要:信息公開,開誠布公地交流意見和想法,才能得出最好的方案。例如,TEUP 一開始並沒有打算使用 C6930 工業 PC 控製兩個史陶比爾機器人和 XTS 係統。“這一點在調試過程中才引起重視,因為它讓我們能夠實現更快的循環時間,從而能夠更好地與輸送係統的運動同步。我們使用 TwinCAT Robotics uniVAL PLC 功能庫輕鬆高效地實現了這一目標。” 倍福奧地利分公司技術支持工程師 Gerhard Holzer 解釋道。“我們現在真正做到了用一台控製計算機控製一切。”Markus Resch 說道,他很高興整個裝配線的自動化隻需要配置一台工業 PC。這對於以相同或至少是非常相似的形式進行批量生產的生產線來說是一個顯著的優勢。

中央 C6930 控製櫃式工業 PC 通過 TwinCAT Robotics uniVAL PLC 控製所有設備功能、XTS 係統以及兩個史陶比爾機器人。
XTS 係統讓設備更加靈活、緊湊
TEUP 的目標很明確,就是要提高設備的靈活性,Alexander Imhof 說道:“過去,客戶總是受限於 30 米(mi)長(chang)的(de)剛(gang)性(xing)生(sheng)產(chan)線(xian)。現(xian)在(zai),裝(zhuang)配(pei)線(xian)的(de)占(zhan)地(di)麵(mian)積(ji)雖(sui)然(ran)縮(suo)小(xiao)了(le)四(si)分(fen)之(zhi)一(yi),但(dan)它(ta)可(ke)以(yi)同(tong)時(shi)生(sheng)產(chan)相(xiang)同(tong)數(shu)量(liang)的(de)一(yi)種(zhong)產(chan)品(pin),甚(shen)至(zhi)是(shi)不(bu)同(tong)數(shu)量(liang)的(de)多(duo)種(zhong)產(chan)品(pin)。”此外,TEUP 目前使用的配備有 10 個動子和一個 8 米長橢圓形軌道的標準 XTS 係統仍可以根據需要整合三到四個額外的加工工位。
當改變生產模式時,例如轉換為其它卷繞長度,XTS 係統和基於 PC 的控製技術可以省去 6 軸送料設備的機械調整和重新編程工作。這些更改隻需在 TwinCAT 軟件輕點鼠標即可完成,據 Markus Resch 介紹,這讓設置時間從 20 分鍾縮短到僅 1 分鍾。他最後總結道:“現xian在zai塑su料liao軟ruan管guan可ke以yi被bei精jing確que地di卷juan繞rao成cheng指zhi定ding的de最zui終zhong尺chi寸cun,精jing確que到dao毫hao米mi。而er舊jiu的de生sheng產chan線xian總zong是shi會hui出chu現xian一yi些xie小xiao的de偏pian差cha。此ci外wai,與yu倍bei福fu密mi切qie合he作zuo開kai發fa的de設she備bei設she計ji方fang案an幫bang助zhu我wo們men實shi現xian了le對dui未wei來lai的de另ling一yi個ge設she想xiang:一條非常容易從 A 地移到 B 地的裝配線,它適合在產品使用地附近進行最終生產。”
關於德國倍福(BECKHOFF)
倍福(Beckhoff)是一家專注於自動化新技術的德資企業,創立於 1980 年,總 部位於德國威爾市。作為全球自動化技術的驅動者,倍福定義了自動化領域的 許多標準,是國際標準的製定者和推動者。公司所生產的工業 PC、現場總線 模塊、驅動產品和 TwinCAT 自動化軟件構成了一套完整的、相互兼容的控製係 統,可為各個工控領域提供開放式自動化係統和完整的解決方案。經過 40 年 的發展和努力,倍福已在世界各地設立 30 多家分支機構,加上全球的合作夥 伴,業務遍及 70 多個國家和地區。 倍福於 1997 年進入中國市場,中國區總部落戶於上海市北高新產業園區,現 有員工 280 人,辦事處遍及國內 26 座大中城市。創新產品和解決方案廣泛應 用於風力發電、半導體、光伏太陽能、電子製造、金屬加工、包裝機械、印刷 機械、塑料加工、輪胎加工、木材加工、玻璃機械、物流輸送以及樓宇自動化 等眾多領域。 公司傾力推廣的 EtherCAT 實時工業以太網於 2014 年成為中國國家推薦性標 準,並已入編工信部的《國家智能製造標準體係建設指南》。作為一家技術驅 動型公司,倍福一直注重在技術上尋求突破創新,在業內享有“創新引擎”的美 譽。倍福基於 PC 的控製技術具有良好的開放性,它支持所有主流的工業通信協議,將 IT 技術、互聯網和自動化技術完美融合在一起,為實現工業 4.0 和智 能製造奠定了堅實的技術基礎。
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