奧地利定制設(shè)備制造商 TEUP 常常需要根據(jù)客戶的具體需求調(diào)整其設(shè)計(jì)方案。迄今為止，唯一一次例外是：工程師們自主研發(fā)了一條適應(yīng)性極強(qiáng)的裝配線，并在未來將其作為可單獨(dú)配置的“標(biāo)準(zhǔn)解決方案”。這條裝配線采用模塊化設(shè)計(jì)，配備了倍福基于 PC 的控制技術(shù)和高度靈活的 XTS 磁驅(qū)柔性輸送系統(tǒng)。

面向個(gè)性化定制產(chǎn)品配置的裝配線

TEUP - Technische Entwicklung und Produktions GesmbH（技術(shù)開發(fā)和生產(chǎn)） 公司自 1996 年成立以來，已經(jīng)從制造固定設(shè)備和模具過渡到制造專用機(jī)。“我們?cè)谶@個(gè)領(lǐng)域已經(jīng)取得了一些發(fā)展，但面臨的挑戰(zhàn)也越來越復(fù)雜。”TEUP 公司電氣和軟件主管 Markus Resch 說道。在過去的 25 年里，這家位于奧地利南部施蒂里亞州的企業(yè)的工程師們積累了豐富的解決方案專業(yè)知識(shí)，從一開始僅能設(shè)計(jì)帶連桿式手動(dòng)壓力機(jī)的簡(jiǎn)單工位，發(fā)展到現(xiàn)在可以設(shè)計(jì)包含 50 個(gè)工序的全自動(dòng)裝配線。

采用個(gè)性化設(shè)計(jì)，但同時(shí)也是標(biāo)準(zhǔn)化解決方案

TEUP 公司的動(dòng)機(jī)很明確，就是首次提供一款標(biāo)準(zhǔn)化的解決方案，Markus Resch 解釋道：“當(dāng)我們的一名客戶從一個(gè)非常專業(yè)的業(yè)務(wù)領(lǐng)域退出時(shí)，我們決定填補(bǔ)這一空白。作為一家經(jīng)營多年的二級(jí)供應(yīng)商，我們清楚地知道，什么對(duì)這個(gè)細(xì)分市場(chǎng)中的系統(tǒng)最為重要。”TEUP 的機(jī)械設(shè)計(jì)工程師 Alexander Imhof 補(bǔ)充道：“由于裝配線采用模塊化設(shè)計(jì)，因此它應(yīng)該能夠根據(jù)具體的需求輕松進(jìn)行調(diào)整，并且便于運(yùn)往世界各地。”

因此，機(jī)器設(shè)計(jì)的目的是最大限度地提升緊湊性和靈活性。為此需要將大量加工工位整合到整個(gè)系統(tǒng)中，這實(shí)際上就是一個(gè)模塊化系統(tǒng)。Markus Resch 描述道：“我們想要設(shè)計(jì)出這樣一條裝配線，在這條裝配線上，聚乙烯制成的塑料軟管可以按照指定的長(zhǎng)度切割，卷繞成束，裝上各種連接器和密封件，貼上標(biāo)簽，并通過激光測(cè)量進(jìn)行最后檢查。”

開發(fā)可配置裝配線的專家團(tuán)隊(duì)

完整的自動(dòng)化產(chǎn)品系列包括智能輸送系統(tǒng)

TEUP 員工是審議和評(píng)估各項(xiàng)技術(shù)的專家。畢竟，作為專用機(jī)制造商，他們已經(jīng)習(xí)慣于為所有任務(wù)尋找最佳解決方案。Alexander Imhof 的很多設(shè)計(jì)靈感來自 YouTube，他在網(wǎng)上搜索合適的產(chǎn)品輸送解決方案時(shí)發(fā)現(xiàn)了幾個(gè)關(guān)于倍福 XTS 磁懸浮輸送系統(tǒng)的視頻。“我們仔細(xì)研究和比較了多個(gè)備選方案，倍福提供的整套方案最有說服力：全球范圍的技術(shù)支持、易于擴(kuò)展的 PC 控制架構(gòu)以及從一站式購齊所有系列的產(chǎn)品，包括伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)端子模塊、用于第三方電機(jī)和伺服電機(jī)的控制器，以及各種 I/O 和 TwinSAFE 組件。”

因此，新的裝配線配備了大量倍福控制組件，包括 EL9227-5500 電子式過電流保護(hù)端子模塊，它可以顯示大量過程數(shù)據(jù)，并將所有事件保存到開關(guān)機(jī)歷史記錄中；以及 CU2508 實(shí)時(shí)以太網(wǎng)端口倍增器，它負(fù)責(zé)管理裝配線的中央“大腦”（C6930 控制柜式工業(yè) PC）與 XTS 輸送系統(tǒng)之間的多線 EtherCAT 通信。XTS 系統(tǒng)最吸引 Alexander Imhof 的地方，就是其靈活的設(shè)計(jì)選項(xiàng)：“我們不用受任何固定距離的限制；不需要使用限位裝置，各個(gè)加工工位可以根據(jù)每個(gè)客戶的具體要求的精確順序進(jìn)行排列。同樣非常重要的是，日后可以在需要時(shí)輕松修改原裝配線的設(shè)計(jì)。”

目前，TEUP 的工程師們還在考慮增加一個(gè) XPlanar 系統(tǒng)，以優(yōu)化原料和成品的進(jìn)出料。他們已經(jīng)發(fā)布了一個(gè)相關(guān)的設(shè)計(jì)方案，正與倍福協(xié)商。在建造樣機(jī)的過程中（TEUP 將在內(nèi)部進(jìn)行測(cè)試和演示），有一件事越來越重要：信息公開，開誠布公地交流意見和想法，才能得出最好的方案。例如，TEUP 一開始并沒有打算使用 C6930 工業(yè) PC 控制兩個(gè)史陶比爾機(jī)器人和 XTS 系統(tǒng)。“這一點(diǎn)在調(diào)試過程中才引起重視，因?yàn)樗屛覀兡軌驅(qū)崿F(xiàn)更快的循環(huán)時(shí)間，從而能夠更好地與輸送系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)同步。我們使用 TwinCAT Robotics uniVAL PLC 功能庫輕松高效地實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)。” 倍福奧地利分公司技術(shù)支持工程師 Gerhard Holzer 解釋道。“我們現(xiàn)在真正做到了用一臺(tái)控制計(jì)算機(jī)控制一切。”Markus Resch 說道，他很高興整個(gè)裝配線的自動(dòng)化只需要配置一臺(tái)工業(yè) PC。這對(duì)于以相同或至少是非常相似的形式進(jìn)行批量生產(chǎn)的生產(chǎn)線來說是一個(gè)顯著的優(yōu)勢(shì)。

中央 C6930 控制柜式工業(yè) PC 通過 TwinCAT Robotics uniVAL PLC 控制所有設(shè)備功能、XTS 系統(tǒng)以及兩個(gè)史陶比爾機(jī)器人。

XTS 系統(tǒng)讓設(shè)備更加靈活、緊湊

TEUP 的目標(biāo)很明確，就是要提高設(shè)備的靈活性，Alexander Imhof 說道：“過去，客戶總是受限于 30 米長(zhǎng)的剛性生產(chǎn)線。現(xiàn)在，裝配線的占地面積雖然縮小了四分之一，但它可以同時(shí)生產(chǎn)相同數(shù)量的一種產(chǎn)品，甚至是不同數(shù)量的多種產(chǎn)品。”此外，TEUP 目前使用的配備有 10 個(gè)動(dòng)子和一個(gè) 8 米長(zhǎng)橢圓形軌道的標(biāo)準(zhǔn) XTS 系統(tǒng)仍可以根據(jù)需要整合三到四個(gè)額外的加工工位。

當(dāng)改變生產(chǎn)模式時(shí)，例如轉(zhuǎn)換為其它卷繞長(zhǎng)度，XTS 系統(tǒng)和基于 PC 的控制技術(shù)可以省去 6 軸送料設(shè)備的機(jī)械調(diào)整和重新編程工作。這些更改只需在 TwinCAT 軟件輕點(diǎn)鼠標(biāo)即可完成，據(jù) Markus Resch 介紹，這讓設(shè)置時(shí)間從 20 分鐘縮短到僅 1 分鐘。他最后總結(jié)道：“現(xiàn)在塑料軟管可以被精確地卷繞成指定的最終尺寸，精確到毫米。而舊的生產(chǎn)線總是會(huì)出現(xiàn)一些小的偏差。此外，與倍福密切合作開發(fā)的設(shè)備設(shè)計(jì)方案幫助我們實(shí)現(xiàn)了對(duì)未來的另一個(gè)設(shè)想：一條非常容易從 A 地移到 B 地的裝配線，它適合在產(chǎn)品使用地附近進(jìn)行最終生產(chǎn)。”

關(guān)于德國倍福（BECKHOFF）

倍福（Beckhoff）是一家專注于自動(dòng)化新技術(shù)的德資企業(yè)，創(chuàng)立于 1980 年，總 部位于德國威爾市。作為全球自動(dòng)化技術(shù)的驅(qū)動(dòng)者，倍福定義了自動(dòng)化領(lǐng)域的 許多標(biāo)準(zhǔn)，是國際標(biāo)準(zhǔn)的制定者和推動(dòng)者。公司所生產(chǎn)的工業(yè) PC、現(xiàn)場(chǎng)總線 模塊、驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品和 TwinCAT 自動(dòng)化軟件構(gòu)成了一套完整的、相互兼容的控制系 統(tǒng)，可為各個(gè)工控領(lǐng)域提供開放式自動(dòng)化系統(tǒng)和完整的解決方案。經(jīng)過 40 年 的發(fā)展和努力，倍福已在世界各地設(shè)立 30 多家分支機(jī)構(gòu)，加上全球的合作伙 伴，業(yè)務(wù)遍及 70 多個(gè)國家和地區(qū)。 倍福于 1997 年進(jìn)入中國市場(chǎng)，中國區(qū)總部落戶于上海市北高新產(chǎn)業(yè)園區(qū)，現(xiàn) 有員工 280 人，辦事處遍及國內(nèi) 26 座大中城市。創(chuàng)新產(chǎn)品和解決方案廣泛應(yīng) 用于風(fēng)力發(fā)電、半導(dǎo)體、光伏太陽能、電子制造、金屬加工、包裝機(jī)械、印刷 機(jī)械、塑料加工、輪胎加工、木材加工、玻璃機(jī)械、物流輸送以及樓宇自動(dòng)化 等眾多領(lǐng)域。 公司傾力推廣的 EtherCAT 實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)于 2014 年成為中國國家推薦性標(biāo) 準(zhǔn)，并已入編工信部的《國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》。作為一家技術(shù)驅(qū) 動(dòng)型公司，倍福一直注重在技術(shù)上尋求突破創(chuàng)新，在業(yè)內(nèi)享有“創(chuàng)新引擎”的美 譽(yù)。倍福基于 PC 的控制技術(shù)具有良好的開放性，它支持所有主流的工業(yè)通信協(xié)議，將 IT 技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)和自動(dòng)化技術(shù)完美融合在一起，為實(shí)現(xiàn)工業(yè) 4.0 和智 能制造奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

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