汽車轉(zhuǎn)向柱軸是非常敏感(但很重要)的汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)組件。因此，對(duì)這些產(chǎn)品的生產(chǎn)具有很高的要求。LCA自動(dòng)化集成系統(tǒng)股份公司主要經(jīng)營(yíng)這些類型的裝配設(shè)備，非常重視Beckhoff基于PC的控制技術(shù)和驅(qū)動(dòng)技術(shù)的開放性和靈活性。
LCA自動(dòng)化集成系統(tǒng)股份公司總部位于瑞士阿福爾特恩阿爾比斯(AffolternamAlbis)，是一家擁有多年豐富經(jīng)驗(yàn)的特種機(jī)器制造商，特別是生產(chǎn)針對(duì)汽車行業(yè)的設(shè)備。LCA的其中一個(gè)核心生產(chǎn)領(lǐng)域就是轉(zhuǎn)向組件生產(chǎn)，供應(yīng)給幾乎所有的歐洲汽車制造商。負(fù)責(zé)項(xiàng)目規(guī)劃和控制工程的RainerP?lzl解釋道：“我們交付交鑰匙裝配系統(tǒng)，從規(guī)劃、設(shè)計(jì)直到建造和調(diào)試。這包括機(jī)械結(jié)構(gòu)，以及電子元器件、控制技術(shù)和軟件。我們的理念的一個(gè)重要部分就是與我們的客戶密切合作，只有這樣，我們才可以靈活地應(yīng)對(duì)所有需求—如全自動(dòng)或半自動(dòng)過程，或者精益管理理念—并以優(yōu)化方式實(shí)施。一個(gè)很好的例子是當(dāng)前的轉(zhuǎn)向柱滑動(dòng)接頭裝配線，它不僅需要高效運(yùn)轉(zhuǎn)，而且還需要保持較高的精度水平。畢竟，在正面對(duì)撞中，方向盤和轉(zhuǎn)向柱的正確壓縮變形對(duì)于汽車駕駛員和乘客的生存來說都是至關(guān)重要的?！?/FONT>
PC控制技術(shù)具有良好的可升級(jí)性和開放性
LCA公司自2000年起就使用Beckhoff基于PC的控制技術(shù)。RainerP?lzl從一開始就參與了進(jìn)來：“一開始，我們使用我們的專用硬件和軟件。然而，由于我們的客戶對(duì)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)的要求越來越高，因此我們?cè)?999年決定進(jìn)行轉(zhuǎn)換。這些都是選擇Beckhoff的重要原因，包括廣泛的、可升級(jí)的開放式產(chǎn)品系列，工業(yè)PC技術(shù)的高性能，以及，最重要的是，公司繼續(xù)創(chuàng)新的能力。對(duì)我們來說重要的是，PC控制具有很高的靈活性，并集成了協(xié)調(diào)軟件和硬件，直到I/O級(jí)。該技術(shù)在橫向和縱向集成方面也有很大的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)橄到y(tǒng)開放性便于將我們的機(jī)器集成到最終用戶的互聯(lián)裝配線中，并與他們的MES和ERP系統(tǒng)通訊。
LCA 自動(dòng)化集成系統(tǒng)股份公司負(fù)責(zé)項(xiàng)目規(guī)劃和控制工程的 Rainer P?lzl(左)和總經(jīng)理 Christoph P. Rennhard正在檢查裝配結(jié)果
還有另一個(gè)方面，LCA自動(dòng)化公司通過它充分利用PC控制技術(shù)的靈活性和性能。由于專用軸和工藝控制系統(tǒng)非常復(fù)雜，前進(jìn)的唯一方法是逐漸向全PC控制解決方案遷移，正如RainerP?lzl解釋道：“首先，現(xiàn)有的專為滿足我們的要求定制的控制軟件映射到TwinCAT。這些年來，我們進(jìn)一步遷移和開發(fā)了越來越多的工藝。由于PC控制的開放性，我們能夠讓它與我們自己的運(yùn)動(dòng)和過程控制同時(shí)運(yùn)行，然后我們通過PROFIBUS將它們輕松集成。在不斷發(fā)展的Beckhoff系統(tǒng)支持下，例如，以高性能處理器的形式或通過引入集成式、超高速EtherCAT，直到I/O端子模塊，我們最終能夠在2010年全部淘汰我們的老系統(tǒng)?！?/FONT>
采用靈活的控制技術(shù)的復(fù)雜裝配線
最近開發(fā)的轉(zhuǎn)向軸裝配線面積約為120平米，整條線都使用PC控制技術(shù)。生產(chǎn)過程在與客戶密切合作下實(shí)施。PC控制技術(shù)具有可精細(xì)擴(kuò)展和模塊化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，因此在應(yīng)用中具有高度靈活性，實(shí)踐證明這一過程中十分有益。RainerP?lzl繼續(xù)說道：“高度重視客戶需求是LCA自動(dòng)化公司的特點(diǎn)之一。我們特別短的開發(fā)時(shí)間只能通過在用戶有最終產(chǎn)品原型的階段開始進(jìn)行機(jī)器設(shè)計(jì)才能夠?qū)崿F(xiàn)。不用說，最終產(chǎn)品的連續(xù)優(yōu)化必須與相應(yīng)的機(jī)器設(shè)計(jì)調(diào)整同時(shí)進(jìn)行。靈活的控制技術(shù)為這類修改提供了最佳支持，它可以采取附加工藝步驟或新的軸配置形式。”
在這一方法基礎(chǔ)上，公司能夠在僅僅8個(gè)月時(shí)間內(nèi)就實(shí)施了整條轉(zhuǎn)向軸裝配線。該裝配線有三個(gè)手動(dòng)“進(jìn)給站”，每個(gè)組件都放在全自動(dòng)輸送系統(tǒng)的工件搬運(yùn)機(jī)構(gòu)上。搬運(yùn)機(jī)構(gòu)隨后經(jīng)過每個(gè)加工站。在其中一個(gè)工作站，管狀原料被壓制和成型，在這之前，它與其它組件連接，給它加潤(rùn)滑脂和潤(rùn)滑油。在每個(gè)加工站，要對(duì)尺寸精度和功能進(jìn)行檢查。例如，需要對(duì)所有所需的部件進(jìn)行檢驗(yàn)是否符合熱加工中規(guī)定的力。這樣可確保工件質(zhì)量非?？煽浚⒆R(shí)別出廢品。然后將相應(yīng)的信息分配給具體的工件搬運(yùn)機(jī)構(gòu)。復(fù)雜的最終檢驗(yàn)在一個(gè)測(cè)量站中完成，它也是LCA專業(yè)知識(shí)中最重要的部分，RainerP?lzl解釋說道：“一方面，汽車轉(zhuǎn)向組件必須無背隙，另一方面，連接不能太緊，否則會(huì)在發(fā)生事故時(shí)妨礙‘伸縮’。大約三年前，我們將這一需要豐富專業(yè)知識(shí)的測(cè)試從我們的專用控制系統(tǒng)遷移到基于PC的系統(tǒng)中?！?/FONT>
據(jù)RainerP?lzl所述，現(xiàn)有的系統(tǒng)也從PC控制技術(shù)的性能中得到越來越多的好處：“我們的很多系統(tǒng)在我們客戶的設(shè)備里已經(jīng)可靠運(yùn)行了有20年，甚至更久。為了在不延長(zhǎng)生產(chǎn)停機(jī)時(shí)間的前提下對(duì)這些機(jī)器進(jìn)行現(xiàn)代化改造，我們用基于PC的系統(tǒng)仿真了我們先前使用的控制組件。這樣，現(xiàn)有的控制系統(tǒng)甚至沒有‘注意’硬件已經(jīng)使用先進(jìn)的組件進(jìn)行了升級(jí)。這讓我們能夠一個(gè)一個(gè)地更換不同的模塊，從而逐漸替換現(xiàn)有的硬件。由于生產(chǎn)的產(chǎn)品類型的種類增多，控制軟件變得過于復(fù)雜，因此需要直接更換。上述方法的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是：通過仿真硬件，可以繼續(xù)使用現(xiàn)有的軟件。在升級(jí)改造各個(gè)機(jī)器模塊時(shí)，我們也從各種工業(yè)PC結(jié)構(gòu)型式中獲益。模塊可以在一開始就使用CX系列緊湊型嵌入式控制器靈活實(shí)施?？刂乒袷焦I(yè)PC在最終需要替換系統(tǒng)的‘心臟’時(shí)就非常適用。這一模塊化性和多樣化性非常適合我們的方案。”
目前的轉(zhuǎn)向軸裝配線使用四臺(tái)采用Intel?Core?2Duo處理器(2.53GHz)的控制柜式工業(yè)PCC6930，每臺(tái)PC連接一個(gè)15英寸的CP7902控制面板。其中一臺(tái)PC用作主站，例如，用于傳輸過程數(shù)據(jù)和連接ERP級(jí)。其它工業(yè)PC控制裝配線的內(nèi)部工藝。復(fù)雜的工藝包含了1000多個(gè)I/O—據(jù)RainerP?lzl所述—在本地通過防護(hù)等級(jí)為IP67的EtherCAT端子盒實(shí)施，特別是在需要記錄模擬量數(shù)據(jù)時(shí)。其它組件包括18個(gè)伺服軸，它由AX5000系列伺服驅(qū)動(dòng)器和AM3000系列伺服電機(jī)構(gòu)成，并通過TwinCATNCI控制。EtherCAT用于高性能通訊，它完美地整合到PC控制系統(tǒng)中，正如RainerP?lzl證實(shí)的那樣：“由于具有出色的系統(tǒng)集成性，TwinCAT能夠優(yōu)化數(shù)據(jù)訪問。因此，后續(xù)的擴(kuò)展可以比使用第三方軟件更容易地實(shí)施。
四臺(tái)C6930控制柜式工業(yè)PC—每臺(tái)配備一個(gè)電池組和UPS—構(gòu)成裝配線控制系統(tǒng)的核心
緊湊型設(shè)計(jì)通過驅(qū)動(dòng)技術(shù)—這里是一臺(tái)AM3000伺服電機(jī)—和用于直接采集分布式工藝數(shù)據(jù)的EP系列IP67I/O端子盒(圖片中間)實(shí)現(xiàn)
（轉(zhuǎn)載）
