采埃孚(ZF)作為全球領先的汽車零部件供應商,正在驅動轉型、jiasubiange,tongguomianxiangweilaidekechixujishu,wanchengxiayidaiyidongchuxingdeyuanjing。caiaifuzuoweixiankongxitongdejishuxianqu,zhengzaiweiqixiankongshachechanpinbushuxianjindezhizaoxitong,yitishengshengchansudu、生sheng產chan效xiao率lv和he生sheng產chan質zhi量liang。采cai埃ai孚fu在zai中zhong國guo的de生sheng產chan基ji地di中zhong,配pei備bei了le規gui模mo龐pang大da的de流liu水shui線xian,這zhe些xie流liu水shui線xian由you多duo條tiao裝zhuang配pei線xian組zu成cheng,工gong藝yi繁fan多duo且qie複fu雜za。為wei應ying對dui這zhe些xie挑tiao戰zhan,采cai埃ai孚fu采cai用yong了le全quan套tao倍bei福fu解jie決jue方fang案an。
新產線配備的倍福自動化解決方案采用了全新的控製架構,包括安裝有 TwinCAT 軟件的高性能 C6675 控製櫃式工業 PC, 基於 XFC 技術的 EtherCAT I/O、AX5000 和 AX8000 係列伺服驅動器以及 XTS 智能輸送係統。采埃孚中國負責電磁閥前期製造工程的卜鈺琳對這種基於 PC 的無縫集成式控製解決方案的高效性給予了肯定: “在引入倍福的PC控製技術後,我們首先注意到的是生產節拍的顯著提升。我們將原有的電磁閥生產線節拍從 2.6 秒/件顯著提升至 2.4 秒/件。這個提升意味著生產效率得到了大幅提高,而這一成果僅僅是通過將主控製器切換成倍福控製器和 EtherCAT 總線所實現的。”
倍福基於 PC 的控製技術采用工業級計算架構,利用標準的 PC 硬件(如多核處理器)和高性能的 x86 架(jia)構(gou),提(ti)供(gong)了(le)極(ji)高(gao)的(de)計(ji)算(suan)能(neng)力(li)。這(zhe)使(shi)得(de)係(xi)統(tong)能(neng)夠(gou)處(chu)理(li)複(fu)雜(za)的(de)控(kong)製(zhi)任(ren)務(wu)和(he)大(da)量(liang)的(de)數(shu)據(ju),滿(man)足(zu)現(xian)代(dai)工(gong)業(ye)自(zi)動(dong)化(hua)的(de)高(gao)性(xing)能(neng)需(xu)求(qiu)以(yi)達(da)到(dao)生(sheng)產(chan)效(xiao)率(lv)的(de)提(ti)升(sheng)。配(pei)合(he) EtherCAT 總線的超快實時響應和高速總線傳輸,大大減少了信號交互導致的多餘等待。除此以外,基於超采樣技術和 TwinCAT 3 Scope 分析工具,快速定位潛在優化可能性,額外指導編程人員有效縮短瓶頸工序的操作時間,提升節拍直至完美。
01
平台集成與成本節約
“基於 PC 的控製平台不僅能夠直接集成製造執行係統(MES)和(he)物(wu)聯(lian)網(wang)應(ying)用(yong),還(hai)能(neng)夠(gou)與(yu)采(cai)埃(ai)孚(fu)的(de)測(ce)試(shi)係(xi)統(tong)無(wu)縫(feng)對(dui)接(jie)。這(zhe)種(zhong)平(ping)台(tai)化(hua)的(de)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)不(bu)僅(jin)簡(jian)化(hua)了(le)係(xi)統(tong)的(de)組(zu)建(jian)和(he)維(wei)護(hu),還(hai)大(da)幅(fu)節(jie)約(yue)了(le)成(cheng)本(ben),提(ti)高(gao)了(le)整(zheng)體(ti)運(yun)營(ying)效(xiao)率(lv)。”采埃孚負責測試前期製造工程的石文傑說道。
采埃孚所選用的工業 PC C6675 采用硬件標準化和模塊化設計,使得係統可以根據需求靈活配置和升級。利用強大的性能,許多其它軟件係統,諸如數據采集、分析以及運動控製,也可以集成到 C6675 控製器中,這種方式能有效幫助客戶降低總體成本。此外,通過 TwinCAT Interface for LabVIEW™ 或倍福 I/O 和伺服驅動器完成原先必須在其它平台完成的工作。未來還可以通過 TwinCAT 3 Machine Learning 集成基於 AI 的質量工具,進一步提升生產效率。
02
多用戶高效調試
隨著越來越多的機器和設備功能通過軟件實現,多個程序員團隊協作編寫控製代碼和調試已成為常態。這在調試過程中帶來了若幹挑戰:訪問源碼控製係統常常得不到保證、機器上的最新軟件狀態可能與本地狀態不同、下載的更改若被證明有誤無法撤銷。“我(wo)們(men)的(de)產(chan)線(xian)規(gui)模(mo)較(jiao)大(da),通(tong)常(chang)都(dou)會(hui)由(you)多(duo)個(ge)工(gong)程(cheng)師(shi)來(lai)共(gong)同(tong)完(wan)成(cheng)整(zheng)個(ge)產(chan)線(xian)的(de)集(ji)成(cheng)和(he)調(tiao)試(shi),而(er)在(zai)以(yi)往(wang)的(de)集(ji)成(cheng)和(he)調(tiao)試(shi)中(zhong),總(zong)是(shi)會(hui)存(cun)在(zai)一(yi)些(xie)協(xie)作(zuo)問(wen)題(ti)。”采埃孚負責產線程序開發的前期工程的田小飛補充道。
現在,TwinCAT 多(duo)用(yong)戶(hu)調(tiao)試(shi)功(gong)能(neng)允(yun)許(xu)多(duo)名(ming)工(gong)程(cheng)師(shi)同(tong)時(shi)在(zai)同(tong)一(yi)項(xiang)目(mu)上(shang)工(gong)作(zuo),且(qie)不(bu)需(xu)要(yao)特(te)定(ding)的(de)源(yuan)碼(ma)控(kong)製(zhi)知(zhi)識(shi)。源(yuan)碼(ma)控(kong)製(zhi)功(gong)能(neng)集(ji)成(cheng)在(zai)標(biao)準(zhun)工(gong)作(zuo)流(liu)程(cheng)中(zhong),當(dang)前(qian)項(xiang)目(mu)狀(zhuang)態(tai)在(zai)下(xia)載(zai)或(huo)在(zai)線(xian)更(geng)改(gai)時(shi)自(zi)動(dong)傳(chuan)輸(shu)到(dao)目(mu)標(biao)係(xi)統(tong),曆(li)史(shi)記(ji)錄(lu)也(ye)自(zi)動(dong)生(sheng)成(cheng),記(ji)錄(lu)所(suo)有(you)更(geng)改(gai)、用戶名、時間戳和修改內容,並可在每次變更傳輸時選擇要求輸入評論。“通tong過guo多duo用yong戶hu調tiao試shi功gong能neng,我wo們men在zai調tiao試shi階jie段duan的de效xiao率lv也ye獲huo得de了le提ti升sheng,節jie約yue了le時shi間jian。同tong時shi,曆li史shi記ji錄lu功gong能neng也ye能neng很hen好hao地di幫bang助zhu我wo們men了le解jie整zheng個ge程cheng序xu的de變bian化hua及ji更geng改gai。”田曉飛對倍福的 TwinCAT 多用戶調試功能給予了高度肯定。
03
XTS 助力實現柔性化裝配
利用 XTS 動子獨立、精準、快速完成定位的特點,我們能夠高效高質量地完成零部件的裝配。此外,XTS dongzikeduliziyouyidong,yunxuwomenshixianchanxianderouxinghuapeizhi。tongguojiazaibutongdepeifang,dongzihuizaibutongweizhitingliu,wanchengchanxianchanpindeyijianzhuanchan。lingwai XTS 特別的拓撲支持,能夠使用非常緊湊的產線設計布局,將產線小型化,節約車間空間。
利用 XTS 完成裝配,使我們的產線變得更為靈活。既可以通過運動控製實現更快的節拍,也可以通過編程適應不同的位置。設計時,還可以利用 XTS 寬泛的負載空間和靈活的布局方式,在產品不離開托盤的情況下挑戰更多生產工藝。我們還看到倍福 XPlanar 平麵磁懸浮係統的潛力,未來傾向於將 XPlanar 更多地應用到現有的裝配製造環節裏。但在此之前,我們需要一些時間來開發和驗證 XPlanar 的相關應用。”
—— 采埃孚先進製造經理
李皛
在裝配過程中,產品可能會出現一定比例的不良品,因此需要實時檢測以確保製動控製係統的安全性。XTS 係xi統tong通tong過guo高gao速su精jing準zhun的de位wei置zhi或huo者zhe速su度du控kong製zhi,提ti高gao了le檢jian測ce的de效xiao率lv。動dong子zi獨du立li控kong製zhi技ji術shu能neng夠gou將jiang不bu合he格ge產chan品pin送song到dao分fen析xi站zhan經jing由you人ren工gong進jin行xing結jie果guo複fu核he,這zhe是shi其qi它ta傳chuan統tong輸shu送song係xi統tong難nan以yi實shi現xian的de。
結論
倍福基於 PC 的控製解決方案在采埃孚的線控生產線中展現出了卓越的性能和靈活性。通過更快的節拍、高效的平台集成、多用戶調試和先進的控製功能,采埃孚顯著提升了生產效率和產品質量。“采埃孚正致力於持續創新,希望通過引入 XPlanar、TwinCAT Vision、MX-System 和 XFC 等新技術,進一步提升未來生產線的競爭力和適應性。”李皛最後總結道。
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 年(nian),總(zong)部(bu)位(wei)於(yu)德(de)國(guo)威(wei)爾(er)市(shi)。作(zuo)為(wei)全(quan)球(qiu)自(zi)動(dong)化(hua)技(ji)術(shu)的(de)驅(qu)動(dong)者(zhe),倍(bei)福(fu)定(ding)義(yi)了(le)自(zi)動(dong)化(hua)領(ling)域(yu)的(de)許(xu)多(duo)標(biao)準(zhun),是(shi)國(guo)際(ji)標(biao)準(zhun)的(de)製(zhi)定(ding)者(zhe)和(he)推(tui)動(dong)者(zhe)。公(gong)司(si)所(suo)生(sheng)產(chan)的(de)工(gong)業(ye) 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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