Új távlatokat nyit az EtherCAT a 3D lézervágó rendszerek előtt

A gépjárműipar számára tervezett, TruLaser Cell 8030 típusú berendezés rugalmasan beállítható mindenféle feladathoz. Elérhető egy nagyobb verzió, amely rajzok alapján készít vágásokat, vagy teljes oldalelemek kivágására alkalmas, és egy kisebb méretű berendezés, amely kisebb munkadarabok legyártására vagy a karosszéria szegmenseinek kivágására nyújt megoldást. A nagysebességű forgóváltó 20 százalékkal gyorsabban, mindössze 1,8 másodperc alatt átfordul, minimálisra csökkentve a nem-produktív periódusokat és növelve az összteljesítőképességet – például, járművek melegalakítással készült kereszttartójának vágása esetén ez a gép 10 százalékkal dinamikusabb, illetve 10 százalékkal kevesebb nem-produktív időszakkal rendelkezik, mint elődje, hulladékkezelése pedig 30 százalékkal gyorsabb.

A rugalmas gépek és vezérlőrendszerek létfontosságúak

A TruLaser Cell 8030 költséghatékonyan és rendkívül rugalmasan képes feldolgozni nagy gyártási tételeket. Az NC-programozása rendkívüli rugalmasságot biztosít a munkadarabok geometriáját illetően, ami a gép változtatható lézeres szerszámjának köszönhetően utólagosan is módosítható a követelmények megváltozása esetén. Ugyanez vonatkozik az automatizálásban élenjáró Beckhoff vállalatra is, amely úgy döntött, támogatja a projektet. Mindezt Thomas Brauchle, a Michigan állambeli Plymouthban található Trumpf szolgáltatás-minőségbiztosítási vezetője és a TruLaser Cell 8030 jelű gép korábbi projektmenedzsere fejti ki bővebben: „A Beckhoff vállalattal olyan partnerrel gazdagodtunk, amely a legújabb automatizálási technológiákat biztosítja számunkra, és elég rugalmas ahhoz is, hogy kezelni tudja a lézeres feldolgozórendszerek különleges követelményeit. Széles termékkínálatában szinte minden szükséges alkotóelem megtalálható. Azokban a ritka esetekben, amikor normál termékkel nem lehetett megoldani egy problémát, gyorsan kifejlesztették az ideális megoldást."

„Az EtherCAT kommunikációs háttérrendszer egy másik olyan kulcsfontosságú tényező, amely miatt a Beckhoff technológiáját választottuk.” Ezt Thomas Brauchle is megerősíti: „EtherCAT-et építünk be az TruLaser Cell gépünkbe. Ebben az a kulcsfontosságú tényező, hogy az EtherCAT a moduláris vezérlőszekrénnyel rendelkező berendezések optimális terepibusz-rendszere. Segítségével lehetővé vált, hogy ideális módon valósítsuk meg a kisméretű modulokból álló vezérlőszekrénnyel kapcsolatos elképzelésünket – egyetlen egységben ötvözve néhány be- és kimeneti jelet a biztonsági jelekkel. Az EK1914 EtherCAT típusú csatoló jelenti a konkrét megoldást ezen követelmények tekintetében. Ez a kivételesen kompakt modul az EK1100 EtherCAT-csatoló funkciói mellett általános és biztonsági digitális ki- és bemenetekkel rendelkezik, szükség esetén pedig további EtherCAT terminálokkal bővíthető. A Beckhoff EtherCAT ki- és bemeneti rendszerével jelentősen csökkenthető a vezérlőszekrény helyigénye más terepibusz-rendszerekhez képest.” A TruLaser Cell azért is kiemelkedő, mert EtherCAT-rendszere hatékonyan képes vezérelni a rendkívül dinamikus lézer optikai tengelyét, miközben kellő gyorsasággal állítja be a szervoerősítők célértékeit is.

Az EtherCAT rendszer a TruLaser Cell számos létfontosságú funkcióját biztosítja. Mindehhez Thomas Brauchle a következőket teszi hozzá: „Az elérhető adatsebesség tökéletesen megfelel a lézeres feldolgozórendszer követelményeinek, így az EtherCAT rendszert minden telepített technológiánkhoz tudjuk használni, nincs szükség kompromisszumokra. Ráadásul annak is vannak előnyei, hogy ezt a világszinten elterjedt kommunikációs szabványt széles körben használják. Az öttengelyes gépek esetében létfontosságú a jelek továbbítása a forgótengelyekhez. Beszállítónkkal közösen kidolgoztunk egy érintkezés- és kopásmentes rendszert az EtherCAT-jelek továbbításához.”

Thomas Brauchle szintén nagyra értékeli, hogy az EtherCAT kiterjedt diagnosztikai lehetőségeivel könnyen fel lehet tárni az esetleges hibák kiváltó okait. Az egyik esettanulmányban például egy szerviztechnikus távolról beazonosította a tápegység kábelében keletkezett hibát: „Miután az ügyfél megkapta a megfelelő cserealkatrészt és a gépkezelő kicserélte azt, a rendszer ismét fennakadásmentesen üzemelt tovább. Az ügyfelet lenyűgözte a szolgáltatás minősége.” Néhány rendszer esetén fontos, hogy a vezérlőelemek helytakarékosak legyenek, a berendezés helyigényének csökkentése érdekében. A Beckhoff eszközei összességében a csúcstechnikát jelenítik meg a belőlük felépített rendszerekben, rugalmasságot, rendkívüli megbízhatóságot, magas fokú termelékenységet és költséghatékonyságot kölcsönözve nekik.

A gép kezelőfelületével kapcsolatos szigorú elvárások

Thomas Brauchle elmondása szerint a Trumpf gépkezelő paneljeivel szemben rendkívül szigorúak a követelmények, így végül a Beckhoff személyre szabható vezérlőpanelje mellett döntöttek: „Egyrészt, a kezelőfelületnek egyformán illeszkednie kell számos különféle géptechnológiához. Másrészt, az ergonómiával és a kialakítással kapcsolatos komoly elvárásainkat is ki kell elégíteni. Ez csak konkrét igényekre készült vezérlőpanellel lehetséges. Különösen előnyös volt a Beckhoff rugalmas hozzáállása a tervezéshez. Megadhattuk például a beépítendő nyomógombokat. Gyorsan megkaptuk saját kipróbálásra a teljes mértékben működőképes prototípust. A Beckhoff eszközének további előnyös tulajdonsága, hogy nyitott házas változata kompatibilis a tervezett vezérlőpanellel, mivel az új kialakítású vezérlőpanelt be lehet építeni a meglévő gépekbe is.”

A TruLaser Cell 8030 vezérlőszámítógépe egy C6930 típusú, két darab SSD-t és C9900-U330 típusú akkumulátoregységet tartalmazó, vezérlőszekrénybe építhető ipari PC. Thomas Brauchle elmondása szerint a Trumpf számos szempont szerint mérlegelt, az ipari PC-t és a vezérlőpanelt egy elemként véve figyelembe. Szintén a döntés mellett szólt, hogy kiváló jellemzői mellett az eszköz rugalmasan telepíthető a lehető legtöbb gépbe, valamint hogy tetszőleges helyen le lehet cserélni a vezérlőpultot a CP-Link 4 egykábeles megoldásra.

Nyitottság és következetes rendszer

Számos különböző terepibusz-rendszert kellett mérlegelni, elsősorban azért, mert a Trumpf egyedi berendezéseket gyártó ügyfelei beépítik a lézerforrásokat a gyártósorokba. Thomas Brauchle szerint a Beckhoff megfelelő megoldást kínál mindehhez, hiszen a nyitott rendszerű, PC-alapú vezérlés és a terepibusz-vezérlők széles választékának együttesével a gépek rugalmasan hozzáilleszthetők bármely gyártási környezethez. A PROFINET RT például csatlakoztatható az EL6631-típusú vezérlőn/eszközterminálon keresztül, valamint EtherNet/IP (EL6652), DeviceNet (EL6752) vagy PROFIBUS (EL6731) kommunikációs vonalon keresztül is.

A TruLaser Cell gépek és a lézeres eszközök további EtherCAT be/kimeneti egységeket is tartalmaznak. Ezek lehetnek többek között általános célú ki- és bemeneti terminálok, beleértve a nagy jelsűrűségű (HD) kialakításúakat is, kompakt méretű EK1818 és EK1914 típusú EtherCAT-csatolók, különféle érzékelők (hőmérséklet, nyomás, szint) kezelésére szolgáló (IP67 védettségű) IO-Link box-modulok, valamint 24 Voltos feszültségelosztó EtherCAT box-modulok közötti elosztására szolgáló EP9214 egység. A különféle TwinSAFE-terminálok és box-modulok segítségével biztosítható a gépek biztonságos működése is. A logikai csatolásokat az EL6910 TwinSAFE Logic terminál biztosítja. Thomas Brauchle mindehhez a következőket teszi hozzá: „A TwinSAFE révén számos elektromechanikai alkatrészt váltottunk ki kopásmentes, szoftveres megoldással, jelentősen csökkentve a hagyományos alkatrészek mennyiségét és a beépített kábelek mennyiségét. A hajtások kivételével az összes biztonsági funkciót a TwinSAFE Editor segítségével valósítunk meg, és nagyra értékeljük a logikai összefüggések grafikus megjelenítését is. A bővített, általános célú gépek esetén létfontosságú, hogy a biztonsági funkciókat el lehessen rejteni és újra meg lehessen jeleníteni.”

www.beckhoff.com