近年來，特種設備製造商 Sonplas 緊(jin)跟(gen)移(yi)動(dong)出(chu)行(xing)領(ling)域(yu)不(bu)斷(duan)湧(yong)現(xian)的(de)新(xin)趨(qu)勢(shi)，開(kai)始(shi)逐(zhu)漸(jian)加(jia)強(qiang)新(xin)能(neng)源(yuan)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)領(ling)域(yu)的(de)市(shi)場(chang)開(kai)拓(tuo)，大(da)力(li)研(yan)發(fa)電(dian)機(ji)轉(zhuan)子(zi)和(he)定(ding)子(zi)裝(zhuang)配(pei)設(she)備(bei)。在(zai)定(ding)子(zi)的(de)預(yu)裝(zhuang)配方麵，Sonplas 采用了倍福基於 PC 的控製技術，充分利用 TwinCAT 縮短生產周期的優勢，最大限度地提升了生產效率和產能。
TwinCAT 助力提升定子預裝配效率
Sonplas 有限公司總部位於下巴伐利亞行政區的 Staubring 市，專為乘用車和商用車行業領域的客戶開發各種專用設備。公司的產品範圍包括試驗台、下線檢測、定製化的加工和裝配設備以及全自動裝配生產線。Sonplas 自 1993 年成立以來，從未停止過產品的研發和更新換代，產品範圍越來越廣：從(cong)最(zui)初(chu)專(zhuan)注(zhu)於(yu)提(ti)供(gong)燃(ran)油(you)噴(pen)射(she)係(xi)統(tong)的(de)相(xiang)關(guan)設(she)備(bei)，發(fa)展(zhan)至(zhi)今(jin)，公(gong)司(si)將(jiang)產(chan)品(pin)戰(zhan)略(lve)重(zhong)點(dian)轉(zhuan)移(yi)到(dao)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)和(he)電(dian)力(li)電(dian)子(zi)裝(zhuang)置(zhi)以(yi)及(ji)動(dong)力(li)電(dian)池(chi)製(zhi)造(zao)和(he)氫(qing)能(neng)技(ji)術(shu)領(ling)域(yu)。“作(zuo)為(wei)一(yi)家(jia)創(chuang)新(xin)型(xing)公(gong)司(si)，我(wo)們(men)必(bi)須(xu)要(yao)對(dui)未(wei)來(lai)的(de)發(fa)展(zhan)趨(qu)勢(shi)保(bao)持(chi)敏(min)銳(rui)的(de)洞(dong)察(cha)力(li)，並(bing)將(jiang)我(wo)們(men)的(de)專(zhuan)業(ye)技(ji)術(shu)知(zhi)識(shi)運(yun)用(yong)到(dao)這(zhe)些(xie)領(ling)域(yu)中(zhong)，緊(jin)跟(gen)時(shi)代(dai)發(fa)展(zhan)潮(chao)流(liu)，方(fang)能(neng)立(li)於(yu)不(bu)敗(bai)之(zhi)地(di)。”Sonplas 公司銷售工程師 Florian Klimmer 感慨道。
在 Sonplas 開發的定子預裝配設備中，所有工藝步驟都通過旋轉分度台完成
TwinCAT 和 EtherCAT 的高速度是關鍵
Sonplas 公司自 2014 年以來一直致力於開發電機轉子和定子裝配係統，現在發現自己正麵臨一些全新的挑戰：“電dian動dong汽qi車che領ling域yu的de創chuang新xin發fa展zhan速su度du非fei常chang快kuai。我wo們men必bi須xu根gen據ju越yue來lai越yue短duan的de產chan品pin研yan發fa周zhou期qi進jin行xing調tiao整zheng，這zhe意yi味wei著zhe我wo們men的de設she備bei必bi須xu具ju有you相xiang對dui應ying的de模mo塊kuai化hua設she計ji和he高gao靈ling活huo性xing。”Florian Klimmer 解釋道。這也需要循環時間必須足夠短，提高了對控製技術在速度和靈活性方麵的要求。因此，Sonplas 公司選擇了倍福基於 PC 的控製技術實現定子預裝配。設備完全由 TwinCAT 3 控製，所有工藝步驟都在一個旋轉分度台上完成：定(ding)子(zi)導(dao)線(xian)預(yu)定(ding)位(wei)，完(wan)成(cheng)卷(juan)繞(rao)後(hou)切(qie)斷(duan)，連(lian)接(jie)電(dian)纜(lan)端(duan)子(zi)並(bing)壓(ya)接(jie)。這(zhe)樣(yang)，裝(zhuang)配(pei)線(xian)下(xia)一(yi)個(ge)工(gong)藝(yi)流(liu)程(cheng)需(xu)要(yao)的(de)導(dao)線(xian)就(jiu)準(zhun)備(bei)好(hao)了(le)。此(ci)設(she)備(bei)可(ke)以(yi)應(ying)用(yong)到(dao)諸(zhu)如(ru)電(dian)動(dong)輔(fu)助(zhu)裝(zhuang)置(zhi)中(zhong)電(dian)機(ji)定(ding)子(zi)的(de)裝(zhuang)配(pei)生(sheng)產(chan)中(zhong)。
據 Sonplas 公司軟件開發主管 Martin Amann 介紹，倍福基於 PC 的控製技術的超高運算速度是他們做出選擇時的主要考慮因素：“我們裝配設備的循環時間是 5.5 秒。除去旋轉分度台的定位時間，留給我們處理各種工藝流程的時間僅有 4.5 秒，這就意味著我們需要短至 1 毫秒的 PLC 循環周期。”傳感器和執行機構完全由 TwinCAT 控製，甚至還通過 TwinSAFE 集成了安全功能。它與高速 EtherCAT 現場總線相結合，確保高效同步。
除了 C6032 超緊湊工業 PC 之外，定子預裝配過程還是用了各種 EtherCAT 端子模塊
控製平台使用的是集高性能與小體積優點於一體的 C6032 超緊湊型工業 PC。現場級還使用了 EPP 係列 EtherCAT 端子盒，它們可以直接安裝在設備上。EtherCAT P 單電纜解決方案的使用簡化了集成工作，並顯著減少了安裝時間和布線工作量。“這也使得 EtherCAT 的高速通信可以直達傳感器，同時超采樣功能的使用使得信號的采樣頻率得到大幅度提高。”Martin Amann 在描述 EPP 係列為 Sonplas 帶來的優勢時指出。伺服電機的驅動任務由 EL72xx 伺服電機端子模塊完成，該係列模塊的特點是設計緊湊，可以大大節省占用控製櫃內的空間。裝配設備的控製程序全部都在 TwinCAT 3 中編程，自動生成 PLC 代碼：使用自主開發的工具鏈，借助 Automation Interface 將電氣設計數據直接加載到相應的框架中，生成設備專用的 TwinCAT 項目。
其中一個用於加工導線的裝配工位的細節圖
基於 PC 的控製器用作中央控製平台
Sonplas 公司長期以來一直信賴倍福基於 PC 的控製技術，將其工業 PC 用作中央控製平台，實現定子的預裝配：“基於 PC 的控製技術使得所有設備功能都在同一台 PC 上同步運行。PC 中甚至還集成了數據庫和視覺係統。我們不需要再額外購置任何用於測量技術、分析或下線檢測的子係統；所有功能的運行都隻需一個控製平台和一個開發工具。”Florian Klimmer 在總結這些優勢時興奮地說道。“除了將所有功能集成在同一個平台上之外，TwinCAT 和 EtherCAT 的高性能對這一應用項目的成功也起到了關鍵作用。”
關於德國倍福
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nian，總zong部bu位wei於yu德de國guo威wei爾er市shi。作zuo為wei全quan球qiu自zi動dong化hua技ji術shu的de驅qu動dong者zhe，倍bei福fu定ding義yi了le自zi動dong化hua領ling域yu的de許xu多duo標biao準zhun，是shi國guo際ji標biao準zhun的de製zhi定ding者zhe和he推tui動dong者zhe。公gong司si所suo生sheng產chan的de工gong業ye 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 300 人，辦事處遍及國內 30 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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