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teup-xts © Beckhoff
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2021年12月14日

配備 XTS 系統的橢圓形裝配線和PC-based控制技術優化塑膠軟管的切割、捲繞和組裝

可單獨配置的裝配線

奧地利客製化設備製造商 TEUP 經常需要根據客戶的需求調整其設計方案。迄今為止,唯一一次的例外是:TEUP工程師們自主研發了一條適應性極強的裝配線,並將其作為在未來可單獨配置的「標準解決方案」。這條裝配線採用模組化設計,配有倍福PC-based控制技術和高度靈活的 XTS 磁懸浮輸送系統。

TEUP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。TEUP電氣和軟體主管 Markus Resch表示「TEUP在這個領域已經有一些發展,但面臨的挑戰也越來越複雜。」在過去的 25 年裡,TEUP的工程師們積累豐富的解決方案專業知識,從一開始僅能設計帶連杆式手動壓力機的簡單工作站,發展到現在可以設計包含 50 個流程的全自動裝配線。

採用「客製化」設計的標準化解決方案

TEUP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:「當我們的一名客戶從一個非常專業的業務領域退出時,我們決定填補這個空白。作為一家經營多年的二級供應商,我們清楚地知道,對這個利基市場中的系統來說,什麼是最為重要。」TEUP 的機械設計工程師 Alexander Imhof 補充道:「由於裝配線採用模組化設計,因此它能根據具體的需求輕鬆進行調整,並且便於運往世界各地。」

開發可配置裝配線的團隊。
開發可配置裝配線的團隊。

因此,機器設計的目的是大幅地提升緊湊性和靈活性。為此需要將許多處理站整合到整個系統中,這實際上就是一個模組化系統。Markus Resch 描述道:「我們想要設計出這樣一條裝配線,在這條裝配線上,聚乙烯製成的塑膠軟管可以按照指定的長度切割,捲繞成束,裝上各種連接器和密封件,貼上標籤,並通過雷射測量進行最後檢查。」

完整的自動化產品組合包括智慧輸送系統

TEUP 員工是審議和評估各項技術的專家。畢竟,作為專用機器製造商,他們已經習慣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,他上網搜索適合的產品輸送解決方案時,發現了幾個關於倍福 XTS 磁懸浮輸送系統的影片。「我們仔細研究和比較了其他替代方案,倍福提供的整套方案最有說服力:全球範圍的技術支援、易於擴展的 PC 控制架構以及從一站式購齊所有系列的產品,包括伺服驅動器、伺服馬達端子模組、用於協力廠商電機和伺服馬達的控制器,以及各種 I/O 和 TwinSAFE 元件。」

因此,新的裝配線配備大量倍福控制元件,包括 EL9227-5500 電子式過電流保護端子模組,它可以顯示大量過程資料,並將所有事件保存到停機歷史記錄中;以及 CU2508 即時乙太網埠倍增器,它負責管理裝配線的中央「大腦」(C6930 控制櫃式工業 PC)與 XTS 輸送系統之間的多線 EtherCAT 通訊。XTS 系統最吸引 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制;不需要使用限位元元裝置,各個加工處理站可以根據每個客戶的具體要求的精確順序進行排列。同樣重要的是,之後可以在有需要時輕鬆修改原裝配線的設計。」

C6930 控制櫃式工業 PC做為系統的大腦,透過 TwinCAT Robotics uniVAL PLC 控制所有設備功能、XTS 系統以及兩個史陶比爾機器人。
C6930 控制櫃式工業 PC做為系統的大腦,透過 TwinCAT Robotics uniVAL PLC 控制所有設備功能、XTS 系統以及兩個史陶比爾機器人。

目前,TEUP 的工程師們還在考慮增加一個 XPlanar 系統,以優化原料和成品的進出料。他們已經規劃相關的設計方案,正與倍福協商。TEUP 將在內部進行測試和示範打造原型機的過程,有一件事越來越重要:資訊公開,開誠佈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 控制兩個史陶比爾機器人和 XTS 系統。「這是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系統的運動同步。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援工程師 Gerhard Holzer 解釋道。「我們現在真正做到了用一台控制電腦控制一切。」Markus Resch 說道,他很高興整個裝配線的自動化只需要配置一台工業 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。

XTS 系統讓設備更加靈活、緊湊

TEUP 的目標很明確,就是要提高設備的靈活性,Alexander Imhof :「過去,客戶總是受限於 30 米長的剛性生產線。現在,裝配線的占地面積不但縮小了四分之一,它還可以同時生產相同數量的產品,甚至是不同數量的多種產品。」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 系統,不過仍可以根據生產需要整合三到四個額外的加工站。

當改變生產模式時,例如轉換為其它捲繞長度,XTS 系統和PC-based控制技術可以節省6 軸送料設備的機械調整和重新程式設計工作。這些更改只需在 TwinCAT 軟體上輕點滑鼠即可完成, Markus Resch 表示,這讓設置時間從 20 分鐘縮短到僅 1 分鐘。他最後總結:「現在塑膠軟管可以被精確地捲繞成指定的最終尺寸,精確到毫米。而舊的生產線總是會出現一些小的偏差。此外,與倍福密切合作開發的設備設計方案説明我們實現了對未來的願景: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。」