德國倍福PC控制-高精度的制造技術(shù)用于定制生產(chǎn)高端的廚柜
供稿:德國倍福自動化有限公司
- 關(guān)鍵詞:電機(jī),伺服,流量計,工控
Nobilia 是歐洲領(lǐng)先的定制廚柜制造商。由于業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展,公司于 2006 年的夏季增添了新的生產(chǎn)設(shè)備。早前,來自 Beckhoff 的 PC 控制技術(shù)在 Nobilia 的主廠已獲得成功應(yīng)用,此次新工廠同樣在其最新的生產(chǎn)線上采用了此項(xiàng)技術(shù)。
C6140 控制柜嵌入式工控機(jī)配合 CP7032控制面板的使用,可以用來控制極其復(fù)雜的切割鉆孔過程,同時以確保其時間的同步性。
與Beckhoff和Hüttenh?lscher MaschinenbauGmbH 建立了長期的合作關(guān)系,Nobilia 公司得以在很短的時間內(nèi)快速建造了一個新的工廠。
Nobilia 公司(Nobilia-Werke J. Stickling GmbH & Co. KG,Germany) 位于德國的主廠擁有當(dāng)今歐洲最高效,最先進(jìn)的廚柜生產(chǎn)設(shè)備,Nobilia 的主廠每天生產(chǎn)超過 1,500 套廚柜,相當(dāng)于年產(chǎn) 350,000 套廚柜。其中出口到歐洲、中國、以色列、科威特、土耳其的數(shù)量,占其產(chǎn)量的 25%。當(dāng)現(xiàn)有的產(chǎn)能已經(jīng)飽和,不能滿足其不斷增長的需要時,Nobilia 公司決定新建一個分廠。這個新廠的設(shè)計是結(jié)合Nobilia 主廠多年的經(jīng)驗(yàn),并將這些成功的機(jī)械制造理念。
全部移植到了新的工廠。新工廠的日產(chǎn)能力達(dá)到 2,700套廚柜。
成功的合作仍在繼續(xù)
Nobilia 主廠配備的控制技術(shù)主要來自 Beckhoff。Beckhoff的工程部多年來一直為Nobilia的特殊控制應(yīng)用提供技術(shù)支持,包括項(xiàng)目設(shè)計、規(guī)劃、安裝和生產(chǎn)線試車,以及車間中舊設(shè)備的改造。最主要的部分是整合新設(shè)備內(nèi)部復(fù)雜的生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
“通過與 Nobilia 公司以及其它機(jī)械制造商(比如Hüttenh?lscher Maschinenbau GmbH)的長期合作,我們積累了豐富的專業(yè)知識并對廚柜生產(chǎn)設(shè)備的特殊技術(shù)需求有充分的理解,我們擁有將硬件和軟件理念融為一體的專有技術(shù)并深諳解決之道?!盉eckhoff 工程部經(jīng)理DieterGro?ekatth?fer 介紹說。
針對個性化客戶需求的靈活控制技術(shù)
面對激烈的市場競爭,為贏得和留住客戶,廚柜供應(yīng)商必須快速應(yīng)對客戶的個性化需求并且提供高質(zhì)量的解決方案。比如,廚柜前面板孔定位或者挖槽,每個訂單都不一樣。Beckhoff 基于 PC 的控制技術(shù)正是迎合了這種靈活多變的生產(chǎn)模式,其硬件控制平臺始終是標(biāo)準(zhǔn)的,與任務(wù)本身無關(guān)。“基于對生產(chǎn)成本的考慮,即便是某些不常用的特殊需求也能夠按照標(biāo)準(zhǔn)的加工流程執(zhí)行。”Dieter Gro?ekatth?fer 提到,“C6140 控制柜嵌入式工控機(jī)配合 CP7032 控制面板的使用,可以用來控制極其復(fù)雜的切割鉆孔過程,同時以確保其時間的同步性?!?br/>
集成了樓宇控制服務(wù):
Beckhoff 控制技術(shù)也應(yīng)用于樓宇自控
C6140 工業(yè) PC 具有相當(dāng)高的性能,在 Nobilia,他能輕松勝任所有的控制任務(wù)?!霸谙到y(tǒng)的設(shè)計階段,我們就需仔細(xì)考慮我們的組件是否可以滿足性能上的要求。在 Nobilia工廠安裝的工業(yè) PC 提供了如此完滿的高性能,我們通過操控系統(tǒng)可以使設(shè)備的性能發(fā)揮到極至。”DieterGro?ekatth?fer 介紹說,“這使得整個工程變得如此簡單,而且創(chuàng)造了面向未來的解決方案?!?br/>為完成以上要求,系統(tǒng)集成所需的控制概念是先決條件。這就是 TwinCAT 控制軟件的用武之地。所有安裝在 Nobilia的 PC 控制系統(tǒng)——約 70 臺工業(yè) PC,全都運(yùn)行 Beckhoff的軟件系統(tǒng):TwinCAT 同時扮演實(shí)時控制器,多 PLC 任務(wù)系統(tǒng)和 NC 軸控制器。PC 控制器被應(yīng)用貫穿在整個生產(chǎn)流程中:包括貨物接收,生產(chǎn)裝配線,加工中心,PDA 和出貨。
TwinCAT 處理運(yùn)動控制和同 SAP 的接口
以鉆孔系統(tǒng)為例來說明控制機(jī)械裝置的工作。所有的工業(yè)PC 通過以太網(wǎng)聯(lián)接到主機(jī)上的工廠數(shù)據(jù)庫,鉆孔系統(tǒng)的PC 控制器接收到一個特殊訂單的所有相關(guān)的過程數(shù)據(jù),TwinCAT 為 I/O 和驅(qū)動器計算出需要的過程參數(shù).。相關(guān)的驅(qū)動器參數(shù)由中央控制單元傳送到變頻器和伺服驅(qū)動器。TwinCAT 實(shí)時地處理軸的運(yùn)動控制,它被當(dāng)作軟 PLC 處理相同的過程,同時實(shí)現(xiàn)診斷功能和報告工序的完成情況并反饋到 ERP 系統(tǒng)——在這個案例中采用的是 SAP。傳感器和執(zhí)行器上的 I/O 數(shù)據(jù)是通過總線端子系統(tǒng)進(jìn)行采集。
Dieter Gro?ekatth?fer 深信工業(yè) PC 相對于整個壽命周期內(nèi)昂貴的生產(chǎn)設(shè)備來說僅占了很小的成本。尤其從總體上來看,控制系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化的好處在于:采用兼容的硬件可以減少培訓(xùn)時間,降低備件庫存,同時也加快了服務(wù)響應(yīng)時間。“當(dāng)我們的售后服務(wù)人員打開控制柜門時,他們能確切地知道現(xiàn)場的情況。他們熟悉所有的部件,并能以最快的速度恢復(fù)系統(tǒng)的運(yùn)行?!盢obilia 新工廠的技術(shù)工程經(jīng)理Stefan Schneider 介紹說,“設(shè)備必須不間斷的運(yùn)行,嚴(yán)格避免可能造成的每分鐘的停工?!?br/>
運(yùn)行穩(wěn)定對于 Nobilia 來說異常重要,因?yàn)槊總€廚柜都是根據(jù)不同的訂單分別來制造的,同時又必須保證客戶的交貨期?!拔覀儗⒓庸み^程標(biāo)準(zhǔn)化的目的在于最大化地提高生產(chǎn)力,基本上,每個訂單的生產(chǎn)都需對應(yīng)該訂單中大量不同的規(guī)格。 我們不制造那種在高速生產(chǎn)線生產(chǎn)的可現(xiàn)貨供應(yīng)的櫥柜,”Stefan Schneider 介紹說。個性化的設(shè)計理念結(jié)合高品質(zhì)和高效的制造技術(shù),這使 Nobilia 公司成功立足于競爭對手如林的歐洲市場。
為了確保加工廚柜面板的所有部件匹配,并確保裝配都是嚴(yán)絲合縫的,所以對精度的要求很高。鉆孔的定位精度必須確保在 1/10 毫米內(nèi),邊緣必須準(zhǔn)確的切割。任何額外的加工都將增加 Nobilia 的費(fèi)用并降低生產(chǎn)和物流的速度。如果某一個廚柜的一部分不符合質(zhì)量要求,為了圓滿的完成訂單,新的部分必須以最高的優(yōu)先級生產(chǎn)出來,加急訂單是由 Nobilia 的 ERP 系統(tǒng)來控制,并通過以太網(wǎng)連入整個控制系統(tǒng)。
加工過程的可視化已經(jīng)成為 Nobilia 工廠的標(biāo)準(zhǔn), 涵蓋了所有新的機(jī)器和已經(jīng)運(yùn)行了數(shù)年的加工中心??梢暬到y(tǒng)是采用 Beckhoff 的 CP7032 控制面板。工業(yè) PC 通過控制柜進(jìn)行保護(hù),IP65 防護(hù)等級的 CP7032 控制面板能夠經(jīng)受住惡劣環(huán)境的考驗(yàn)。
Nobilia 公司的老板 Werner Stickling 和董事總經(jīng)理 GünterScheipermeier 博士挑選 Verl-Kaunitz 作為其新廠的所在地。在新廠落成開幕典禮上,Scheipermeier 博士解釋了選址的原因:“其中一個重要的因素是一直以來對 Verl-Kaunitz 的好感,更主要的原因是持續(xù) 10 年的與本地供應(yīng)商,機(jī)械制造商,廠房建造者和服務(wù)提供商的良好合作。Nobilia 同超過 100 家的本地公司有著密切的合作。我們認(rèn)為這種合作網(wǎng)絡(luò)是我們強(qiáng)有力的一部分,同時也增強(qiáng)了 Westphalia 在德國東部作為廚柜設(shè)備制造基地的地位。”
在擴(kuò)建項(xiàng)目中 EtherCAT 取代了 Lightbus
整個工廠分布的約5000個I/O數(shù)據(jù)點(diǎn)是通過模塊化的總線端子連接到一起的。Nobilia主廠采用了Beckhoff的Lightbus,是用于作為機(jī)械控制方面的現(xiàn)場總線,這種控制理念被完全移植應(yīng)用于新擴(kuò)建的工廠中。 在新的系統(tǒng)中,是采用EtherCAT 實(shí)時以太網(wǎng)作為通訊載體,新廠的擴(kuò)建計劃早已考慮了如何進(jìn)一步實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化。以太網(wǎng)將變得日趨重要,同時作
為垂直的通訊載體覆蓋了幾乎所有方面,從控制層到命令層,同時也作為一個實(shí)時穩(wěn)定的驅(qū)動器總線?!癊therCAT 設(shè)立了一個新的標(biāo)準(zhǔn)”Gro?ekatth?fer 介紹說。新的總線系統(tǒng)的優(yōu)勢是顯而易見的:高性能,幾乎無限制的網(wǎng)絡(luò)容量,和靈活的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。這都大大降低了昂貴的基礎(chǔ)設(shè)施費(fèi)用。 任何數(shù)量的以太網(wǎng)設(shè)備都很容易的通過交換機(jī)或轉(zhuǎn)換接口集成進(jìn)來。電纜連接可以通過現(xiàn)成的RJ45 連接器簡單的安裝,因此很容易標(biāo)準(zhǔn)化。