使用模塊化接線組件和機(jī)旁解決方案幫助輪胎設(shè)備制造商提高設(shè)備組裝速度，使接線時(shí)間縮短 20%，同時(shí)使設(shè)備體積減小 25%。
位于俄亥俄州北坎頓的 RRR Development 是美國(guó)唯一一家客車、輕型卡車和工業(yè)輪胎裝配機(jī)制造商，輪胎年產(chǎn)量超過(guò) 10 億。該公司為全球 34 家輪胎工廠設(shè)計(jì)制造單一平臺(tái)和多平臺(tái)專用輪胎設(shè)備。
為保證這些企業(yè)及其最終用戶順利達(dá)成目標(biāo)，原始設(shè)備制造商不斷投資新型技術(shù)。借助機(jī)旁控制解決方案和模塊化接線技術(shù)，RRR 設(shè)計(jì)了一款新機(jī)器，使生產(chǎn)時(shí)間縮短了五天，加快了上市速度，還簡(jiǎn)化了最終用戶的安裝、操作和維護(hù)工作。
為改善生產(chǎn)效率，RRR Development 工程人員研究了多種能夠提高裝配、拆卸和安裝機(jī)械速度的接線方法。
“經(jīng)過(guò)研究，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種帶有分布式 I/O 架構(gòu)的系統(tǒng)?！盧RR Development 副總裁 Robert D. Irwin 說(shuō)。
“在增加了幾個(gè)用于安放分布式 I/O 模塊的遠(yuǎn)程接線箱后，通過(guò)縮減主控制面板尺寸節(jié)省下來(lái)的費(fèi)用很快就被抵消了。接線箱只是占用了機(jī)器周圍的一大片空間，結(jié)果卻無(wú)法實(shí)現(xiàn)預(yù)期的系統(tǒng)節(jié)約目標(biāo)?！彼a(bǔ)充說(shuō)。
原始設(shè)備制造商 RRR Development 設(shè)計(jì)了支持模塊化接線技術(shù)的 RRR 第一階段輪胎成型機(jī) (TBM)，使生產(chǎn)時(shí)間縮短了近五天。
RRR 工程師知道分布式 I/O 架構(gòu)的一般概念可行，因此他們請(qǐng)求羅克韋爾自動(dòng)化幫助他們將這個(gè)設(shè)想付諸實(shí)踐。
“我們說(shuō)明了設(shè)計(jì)目標(biāo)，就是希望能開(kāi)發(fā)出一種既不需要 PLC 網(wǎng)絡(luò)，也不需要額外的硬件和培訓(xùn)的模塊化接線技術(shù)?！盜rwin 說(shuō)。
控制系統(tǒng)解決方案
為了融入新的接線技術(shù)，原始設(shè)備制造商RRR設(shè)計(jì)了第一階段輪胎成型機(jī) (TBM)。該機(jī)器將用于輪胎制造過(guò)程的核心部分，在此將所有材料一起卷成筒形。第一階段完成后，機(jī)器將鋼帶和胎面放到第二階段產(chǎn)品上，以便塑造出典型的輪胎形狀。這款機(jī)器可以生產(chǎn)多種類型的輪胎，包括農(nóng)用輪胎、客車輪胎、輕型卡車輪胎和摩托車輪胎，以往通常需要使用三種不同的機(jī)器才能實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。
為解決機(jī)器運(yùn)動(dòng)的同步問(wèn)題，TBM 配備了羅克韋爾自動(dòng)化的 Allen-Bradley? ControlLogix? 可編程自動(dòng)化控制器 (PAC, )、Kinetix? 6000 伺服驅(qū)動(dòng)器 () 和 MP 系列低慣量 (MPL) 伺服電機(jī) ()。PAC 控制機(jī)器的順序控制和運(yùn)動(dòng)控制，無(wú)需單獨(dú)的運(yùn)動(dòng)控制器和各個(gè)功能的相關(guān)接線。
集成伺服驅(qū)動(dòng)器有助于更加迅速地加速和減速機(jī)器，還能產(chǎn)生最大 250% 連續(xù)額定電流的轉(zhuǎn)矩。該高峰值電流有助于縮小驅(qū)動(dòng)器電源和軸模塊的尺寸，縮小所需的面板空間。該控制解決方案還在 EtherNet/IP? 上無(wú)縫集成了第三方氣動(dòng)閥。
機(jī)器設(shè)計(jì)成功的關(guān)鍵在于簡(jiǎn)化接線。“我們非常希望通過(guò)使用一個(gè)簡(jiǎn)單的接線箱來(lái)減少人力和工作時(shí)間。”Irwin 解釋說(shuō)。
工程師通常將機(jī)器和控制柜設(shè)計(jì)成獨(dú)立的單元，二者之間的互連需要大量的人力和接線?！跋襁@種復(fù)雜機(jī)器的接線就涉及 17 個(gè)步驟?！盜rwin 說(shuō)。
為了使用單一控制平臺(tái)進(jìn)一步節(jié)省接線成本，RRR 選擇了羅克韋爾自動(dòng)化的緊湊型分布式 I/O 組件，這些組件可以直接安放在機(jī)器中。其中包括 Allen-Bradley 1667 PanelConnect? 模塊、898 分配器和系統(tǒng)電纜，可將所有 I/O 直接與控制器相連。通過(guò)使用方便的預(yù)制電纜和連接器，面板裝配工人不需要 DIN 導(dǎo)軌和端子塊即可將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接到 PAC，同時(shí)保證面板外殼的整體環(huán)保效果。
簡(jiǎn)化后的步驟
發(fā)貨前，平均需要 16 至 20 周時(shí)間才能完成機(jī)器的制造和出廠測(cè)試。利用羅克韋爾自動(dòng)化的機(jī)旁接線 ()，RRR 將接線步驟從 17 步減少至 6 步，幾乎使生產(chǎn)時(shí)間縮短了整整一周。
機(jī)旁接線系統(tǒng)不僅有助于 RRR 縮短生產(chǎn)時(shí)間，還有助于降低客戶風(fēng)險(xiǎn)。由于即插即用接線系統(tǒng)的故障點(diǎn)較少，因此可將接線錯(cuò)誤降至最少。
“現(xiàn)在，如果我們發(fā)現(xiàn)了維護(hù)問(wèn)題，修復(fù)工作會(huì)非常簡(jiǎn)單?！盜rwin 解釋說(shuō)，“而在過(guò)去，整個(gè)接線更換過(guò)程需要一個(gè)小時(shí)才能完成?，F(xiàn)在，不到一分鐘就能解決問(wèn)題，顯著地降低了對(duì)客戶生產(chǎn)計(jì)劃的潛在影響?！?/FONT>
“我們可以在很短的時(shí)間內(nèi)使機(jī)器啟動(dòng)并恢復(fù)運(yùn)行?！彼a(bǔ)充說(shuō)，“在上一次安裝過(guò)程中，我們只用了 2 小時(shí)就完成了機(jī)器的重新連接和啟動(dòng)，而在過(guò)去，這一項(xiàng)任務(wù)需要花費(fèi)一天半的時(shí)間。”
新系統(tǒng)還釋放了地面空間?！巴ㄟ^(guò)減少接線和使用緊湊型預(yù)組態(tài)模塊代替笨重的端子塊，我們能為客戶提供體積更小的機(jī)器面板?！盜rwin 說(shuō)，“我們的新分布式 I/O 架構(gòu)預(yù)計(jì)可節(jié)省 25% 以上的空間?！?/FONT>
機(jī)旁控制還為最終用戶提供了更完善的故障處理功能和更高的控制系統(tǒng)可靠性。PAC 從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中采集診斷信息，通過(guò)機(jī)器的人機(jī)界面終端提醒操作員發(fā)生故障。
“過(guò)去，最終用戶需要在復(fù)雜的端子塊面板和接線連接中進(jìn)行篩選。現(xiàn)在，操作員只需查看機(jī)器組件上開(kāi)放式安裝的各 I/O 電路接線板上的 LED 燈，無(wú)需打開(kāi)接線盒，也無(wú)需使用儀表就能完成故障處理。這種開(kāi)放的可視性可使機(jī)器快速恢復(fù)運(yùn)行，從而幫助客戶維持更高的產(chǎn)量和利潤(rùn)水平?！?/FONT>
憑借全新的控制系統(tǒng)架構(gòu)，RRR 現(xiàn)在能夠更加快速地制造高性能機(jī)器，幫助輪胎制造企業(yè)保持領(lǐng)先的競(jìng)爭(zhēng)地位。
（轉(zhuǎn)載）
