
目前汽車零部件在安全與質量方麵的要求不斷攀升,為契合這些不斷升級的標準和要求,必須有一套清晰、客觀、可追溯且高效的質檢流程。為有效攻克上述難題,Automation W+R 公司精心研發出了一套集成平台,據 Automation W+R 介紹,該平台利用高速 3D 檢測技術,成功將生產流程和產品質量提升至全新水平。該平台的核心是倍福的 XTS 磁驅柔性輸送係統,它將供料、檢測和分揀三大基本模塊連為一體。
Automation W+R GmbH zongbuweiyumunihei,shinenggoushishiqichexingyehedianchishengchanzaixianjiancexitongjiaoyaochigongchengdelingxianjichengshang。gaigongsiyewubantuguangfanduoyuan,chushangshulingyuwai,haiyanshenzhiguidaojiaotong、鋼鐵工業、燃料電池生產以及航空航天領域。其焊縫檢測和表麵檢測係統獨具特色,巧妙地將機器人技術、檢測技術與測量技術融合於一體。公司總經理 Paul Gruber 闡釋了汽車行業的嚴苛要求:“在zai該gai行xing業ye中zhong,通tong過guo自zi動dong化hua質zhi檢jian手shou段duan來lai保bao障zhang安an全quan有you著zhe至zhi關guan重zhong要yao的de意yi義yi。畢bi竟jing,從cong製zhi造zao商shang到dao終zhong端duan用yong戶hu,所suo有you相xiang關guan人ren員yuan的de安an全quan均jun係xi於yu每mei一yi個ge零ling部bu件jian的de質zhi量liang,而er零ling部bu件jian質zhi量liang又you依yi賴lai於yu其qi質zhi檢jian環huan節jie。”首席運營官 Markus Schmid 補充道:“除了嚴苛的質量標準以及明確的可追溯性要求之外,龐大的產量與有限的生產空間也為行業帶來了極其嚴苛的挑戰。”

01集成式且基於 PC 的質檢係統可為企業帶來巨大優勢
下線檢測要求所有批次的產品必須準時交付。這意味著所有生產出來的零部件在進入下一道工序或裝配前,必須 100 % 通過出貨檢驗。這些零部件不僅要接受外觀檢測,還需通過包括精密機械分類在內的多種檢測方式。Automation W+R 公司的工程部主管 Michael Zinßer 解釋道:“相(xiang)關(guan)設(she)備(bei)在(zai)概(gai)念(nian)設(she)計(ji)階(jie)段(duan)便(bian)被(bei)規(gui)劃(hua)為(wei)一(yi)個(ge)高(gao)度(du)緊(jin)湊(cou)的(de)單(dan)元(yuan),既(ji)避(bi)免(mian)不(bu)必(bi)要(yao)的(de)零(ling)部(bu)件(jian)處(chu)理(li),又(you)整(zheng)合(he)了(le)所(suo)有(you)必(bi)要(yao)的(de)檢(jian)測(ce)功(gong)能(neng),其(qi)目(mu)的(de)是(shi)確(que)保(bao)所(suo)有(you)工(gong)位(wei)的(de)最(zui)優(you)利(li)用(yong)率(lv),同(tong)時(shi)最(zui)大(da)化(hua)係(xi)統(tong)吞(tun)吐(tu)量(liang)。”
與測試係統核心通信、進行實時觸發操作,以及與工業 PC 上的測試軟件進行交互,是我們對解決方案的基本要求。而這恰恰是倍福基於 PC 的控製技術所能夠達成的核心價值所在。此外,該係統的模塊化結構、可ke擴kuo展zhan能neng力li以yi及ji開kai放fang性xing設she計ji,使shi得de無wu需xu新xin增zeng任ren何he硬ying件jian即ji可ke輕qing鬆song添tian加jia新xin模mo塊kuai和he功gong能neng。而er這zhe一yi切qie工gong作zuo的de順shun利li推tui進jin,更geng是shi得de益yi於yu我wo們men與yu倍bei福fu長chang達da數shu十shi年nian的de卓zhuo越yue合he作zuo所suo提ti供gong的de堅jian實shi有you力li的de支zhi持chi。”
—— Automation W+R 公司係統開發部主管 Dennis Hildebrandt
倍福基於 PC 的控製技術,包括he C6032 超緊湊型工業 PC、TwinCAT 自動化軟件、EtherCAT I/O 模塊、 XTS ciqurouxingshusongxitongyijixuanzhuanqudongjishu,shishijieguanxitongdeshangcengkongzhijigedanyuandegongneng。qiangdadezidonghuaruanjianduiyusuoduanshengchanzhunbeishijianhejianshaoshengchankongjianzhiguanzhongyao,youqishizailingbujianchayidaqiexutongyonghuachulidechangjingxia。Dennis Hildebrandt 解釋道:“任何借助軟件控製來適配不同零部件的操作,都可有效避免耗時的硬件替換環節,進而實現一鍵快速換產。”
通過 CP3921 多(duo)點(dian)觸(chu)控(kong)控(kong)製(zhi)麵(mian)板(ban)實(shi)現(xian)的(de)係(xi)統(tong)操(cao)作(zuo)與(yu)可(ke)視(shi)化(hua)界(jie)麵(mian)始(shi)終(zhong)聚(ju)焦(jiao)生(sheng)產(chan)流(liu)程(cheng)優(you)化(hua)和(he)係(xi)統(tong)利(li)用(yong)率(lv)的(de)提(ti)升(sheng)。在(zai)操(cao)作(zuo)層(ceng)級(ji),維(wei)護(hu)需(xu)要(yao)額(e)外(wai)的(de)功(gong)能(neng)以(yi)及(ji)對(dui)各(ge)個(ge)模(mo)塊(kuai)的(de)查(zha)看(kan)權(quan)限(xian)。因(yin)此(ci),手(shou)動(dong)操(cao)作(zuo)、各個步驟的監控及測試都被映射到控製架構中,並通過模塊化的軟 PLC 實現高效集成。基於 TwinCAT 的麵向對象程序設計使得解決方案具備所需的可擴展性,無需複雜的接口即可在係統全生命周期內實現便捷的擴展。
該解決方案采用了以下 TwinCAT 功能模塊:
•TwinCAT 3 XTS Extension 用於控製和監測 XTS 係統,具有多種配置選項;
•TwinCAT 3 NC PTP 運動控製功能模塊,用於軸運動控製,具有操作簡便且配置選項豐富的特點;
•TwinCAT 3 OPC UA,麵向服務的通信架構和接口,為可視化及客戶網絡提供標準化接口;
•TwinCAT 3 TCP/IP 和 TwinCAT 3 Database Server,用於進一步的數據交互。
該係統的核心部分是 XTS 磁驅柔性輸送係統,整套設備都由一台高性能的 C6032 超緊湊型工業 PC 控製。這得益於 EtherCAT 高性能數據通信技術的支持,該技術還具備熱插拔功能優勢,可在係統持續運行期間更換網絡設備。據 Dennis Hildebrandt 介紹,倍福基於 PC 的控製技術為 Automation W+R 帶來顯著優勢,其係統集成的 TwinSAFE 安全功能支持在 TwinCAT 平台中進行集中編程,既可減少布線需求,又可提供各種即用型功能模塊。他還表示,倍福豐富的 EtherCAT 端子模塊產品(如 EL1809 16 通道數字量輸入模塊 和 EL2522 2 通道增量編碼器模擬量端子模塊)同樣具備高度靈活性,可提供多樣化的擴展選項。他認為,係統的主要優勢體現在設計緊湊、靈活性高且易於擴展等方麵。在他看來,EP 係列 EtherCAT 端子盒同樣具備這些優勢,這些模塊支持分布式安裝,且具備即插即用功能,極大地減少了安裝工作量。最後 Dennis Hildebrandt 指出,得益於單電纜技術(OCT),倍福的驅動技術,即 AX8000 伺服驅動器和 AM8000 伺服電機,同樣能夠實現高效安裝。

02核心采用 XTS 係統的具體實施案例
Automation W+R gongsijichengpingtaidedianxingyingyongfanlitixianweiyitaosiheyiduanjianquanjianjiejuefangan。gaiduogongnengjiancexitongketongshijiancesigezhuixingchilundeshangxiabiaomianjiagongjingdu,yijichajiezhuangtai、尺寸精度及硬度。係統通過 XTS 磁驅輸送係統在極短的檢測距離內實現 1.5 秒miao的de高gao速su節jie拍pai,同tong時shi保bao持chi最zui高gao檢jian測ce精jing度du。模mo塊kuai化hua設she計ji支zhi持chi針zhen對dui不bu同tong零ling部bu件jian係xi列lie的de特te定ding檢jian測ce方fang案an快kuai速su切qie換huan,從cong而er覆fu蓋gai廣guang泛fan的de應ying用yong場chang景jing。作zuo為wei一yi種zhong真zhen正zheng意yi義yi上shang的de終zhong檢jian工gong具ju,該gai係xi統tong依yi托tuo大da量liang測ce試shi步bu驟zhou,對dui生sheng產chan全quan流liu程cheng實shi施shi嚴yan密mi監jian控kong,同tong時shi通tong過guo產chan品pin缺que陷xian數shu據ju的de可ke視shi化hua呈cheng現xian、全部檢測步驟的文檔化記錄以及生產數據采集歸檔,切實保障產品實現 100% 的可追溯性。
待檢工件由機械臂從上料筐中抓取,每次取四件放置於 9.5 米長 XTS 產線(共配置 36 個動子)的 XTS 動子上的工件運載裝置上。運載裝置隨 XTS 動子進入首道視覺檢測工位,在此進行工件底麵的加工精度檢測。檢測過程中,工件運載裝置垂直旋轉以實現底麵 360°全景圖像采集。隨後工件在翻轉工位水平旋轉 180°完成頂麵檢測。係統接著執行兩項機械測試:采用量規檢測內齒齧合度。為此,動子將工件移送至對應工位,使用 AM8000 伺服電機提升工件,以消除 XTS 係xi統tong承cheng受shou的de加jia工gong應ying力li。運yun載zai裝zhuang置zhi被bei輸shu送song至zhi下xia一yi工gong位wei,然ran後hou被bei再zai次ci抬tai升sheng,並bing被bei移yi動dong至zhi帶dai測ce量liang傳chuan感gan器qi的de擋dang塊kuai處chu進jin行xing高gao度du測ce量liang。所suo有you合he格ge工gong件jian在zai離li開kai XTS xianzhuanruchuliaoxianqiandouhuijinxingjiguangdabiao。modaoyingdujiancezaichuliaojieduanwancheng。zaijianceguochengzhong,gongjianbeizhiyuxianquanxiafangxunhuanyunxing,zhihoubeitishengbingyichujiancequyu
在鍛造技術領域,Automation W+R 公司針對連杆檢測再度打造了一個集成化平台。除具備結構緊湊這一顯著優勢外,該平台還具備在幾何形狀、XTS 動子數量、功能範圍以及工藝速度等多個維度實現精細調節的特性。據 Dennis Hildebrandt 介紹,這主要歸功於 XTS 係(xi)統(tong)及(ji)其(qi)靈(ling)活(huo)多(duo)變(bian)的(de)運(yun)動(dong)軌(gui)跡(ji)特(te)性(xing)。該(gai)係(xi)統(tong)不(bu)僅(jin)能(neng)夠(gou)實(shi)現(xian)簡(jian)單(dan)的(de)運(yun)動(dong)序(xu)列(lie)編(bian)排(pai),還(hai)可(ke)執(zhi)行(xing)複(fu)雜(za)的(de)運(yun)動(dong)軌(gui)跡(ji)規(gui)劃(hua),進(jin)而(er)整(zheng)個(ge)生(sheng)產(chan)工(gong)藝(yi)起(qi)到(dao)優(you)化(hua)作(zuo)用(yong)。該(gai)平(ping)台(tai)可(ke)在(zai)每(mei)個(ge)節(jie)拍(pai)不(bu)到(dao) 3 秒的極短時間內完成連杆全表麵檢測與分級作業。
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 nian,zongbuweiyudeguoweiershi。zuoweiquanqiuzidonghuajishudequdongzhe,beifudingyilezidonghualingyudexuduobiaozhun,shiguojibiaozhundezhidingzhehetuidongzhe。gongsisuoshengchandegongye 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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