AS1000 Beckhoff Automation

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FIGURA BECKHOFFLe soluzioni drive sono spesso di grandi dimensioni e inefficienti in termini di consumi e costi energetici. Beckhoff si concentra quindi sulla modularità, prestazioni scalabili e design compatto. Insieme ad appropriati moduli I/O, i motori passo-passo della serie AS1000 forniscono una soluzione completa con prestazioni fino a 5Nm di coppia, 5A di corrente nominale. La completa integrazione della tecnologia di azionamento nel software di automazione TwinCAT consente una programmazione e configurazione semplice in un unico strumento. In questo modo si semplifica l’ingegneria, migliorando al contempo la diagnostica. TwinCAT fornisce all’utente una moltitudine di blocchi funzionali software che, grazie al loro elevato grado di astrazione, possono essere applicati a diversi tipi di asse, per un’ampia varietà di funzioni.

Gestione dinamica per il controllo veloce e affidabile delle parti perforate

Come produttore del settore metalmeccanico, la società svizzera Brüggli Industrie, che finora ha controllato i  fustellati che produce tramite controlli visivi, al fine di migliorare la qualità e ridurre i tempi, ha pensato di rendere tale cella completamente automatizzata con sistemi di elaborazione delle immagini avanzate di ATS Automation. Il sistema di controllo integrato PC based di Beckhoff garantisce sequenze di test precisi e movimentazione dinamiche usando robot Delta. L’azienda Brüggli, con sede a Romanshorn, in Svizzera, impiega circa 650 persone, concentrandosi sulla formazione, rieducazione e occupazione di persone con disabilità. Brüggli Industrie offre soprattutto servizi di produzione e di assemblaggio nell’industria metalmeccanica e, per soddisfare gli standard qualitativi sempre più elevati, ha scelto di utilizzare una cella di prova completamente automatizzata sviluppata da ATS Automation GmbH di St. Gallen, in Svizzera.

Cella di prova universale e accessibile in modo ottimale

Nel sistema Brüggli, il fustellato, una volta rimosso dal nastro di alimentazione, viene posizionato nella stazione di prova, dove viene controllato da un sensore di prossimità induttivo per errori dovuti alla rientranze nel materiale. In seguito, tramite vibrazioni e con l’ausilio di ugelli ad aria compressa, si rimuove lo sporco. Successivamente viene ispezionata la superficie sia superiore che inferiore su stazioni di prova costituite da un’ulteriore stazione di svolta in centro, che ovviamente consente di girare la parte. Questo porta a tre risultati, ciascuno basato su 30 criteri di prova, che vengono valutati dal sistema di elaborazione delle immagini e trasferiti come risultato finale al sistema di controllo. A seconda del valore ottenuto, il robot delta colloca le parti di prova su uno dei due trasportatori di scarico – per parti idonee o parti da verificare nuovamente – o in uno dei canali laterali dedicato allo scarto di parti difettose. Infine, pile contenenti 11 parti fustellate vengono posizionate sul nastro trasportatore per essere poi confezionate nei corrispondenti cartoni. Una delle caratteristiche principali riguarda la forma esagonale della cella che permette l’accesso all’interno della stessa da tutti i lati; inoltre, la posizione del robot delta al centro consente di spostare la pinza robot in qualsiasi posizione e altezza all’interno della cella. Le stazioni di controllo allegate possono dunque essere ruotate in modalità set-up, aumentandone ulteriormente l’accessibilità. Anche la pulizia del sistema è notevolmente semplificata e migliorata da questa struttura. Infatti, l’interfaccia operatore composta da un Panel PC CP6203 integrato può essere spostato in modo molto flessibile tramite il braccio rotante di quasi 360°.

Kinetics Library: ingegneria semplice ed efficace

Il Panel PC CP6203 integrato con touchscreen da 19 pollici dispone di Intel Core 2, sistema operativo Windows XP e TwinCAT NC I come software di controllo. Il vantaggio principale consiste nel disporre di funzioni cinematiche robot preconfigurate che semplificano notevolmente il processo di progettazione. TwinCAT Kinematik Trasformation (level 3) offre una soluzione eccellente per un robot delta, in particolare quando è progettato per il trasporto efficiente ad alta velocità e con un meccanismo relativamente semplice. All’inizio del processo di sviluppo, circa tre anni fa, Beckhoff era l’unico fornitore con un sistema di controllo aperto, grazie al quale è stato possibile soddisfare tutte le esigenze, con un modulo di cinematica specifico e su misura. Grazie alla flessibilità di TwinCAT, c’è stato anche spazio sufficiente per l’adattamento individuale sul lato software. Pertanto, le posizioni del robot delta non sono controllate da un programma NC, ma direttamente nel software tramite TwinCAT PLC. Questo concetto ha semplificato in modo significativo il controllo sequenziale. Cinque servo drive e due motori stepper forniscono in maniera dinamica le specifiche posizioni: tre azionamentei dual-channel AX5206 muovono tre assi del robot o le tavole rotanti delle due stazioni di controllo di superficie, realizzati con tre servomotori AM3033 e due AM3022. Inoltre, due terminali EL7031 con motori passo-passo AS1000 controllano la stazione intermedia di svolta, con l’ausilio di due accoppiatori EtherCAT EK1100 per un totale di 55 terminali EtherCAT per l’elaborazione dei dati di I/O.

Controllo PC e architettura di controllo integrato

Il PC control offre grandi vantaggi per via della sua architettura di controllo integrata inclusa l’integrazione delle cinematiche del robot. Inoltre, la sicurezza della macchina è anch’essa parte integrante del sistema tramite TwinSAFE di Beckhoff, consentendo così di semplificare in modo significativo l’ingegneria e ridurre il costo totale della soluzione.   La realizzazione è stata possibile con EL6900 TwinSAFE PLC, quattro terminali di ingresso digitale EL1904 e un terminale di uscita digitale EL2904. Le funzioni di sicurezza per l’arresto di emergenza (STO) e controllo delle porte di sicurezza sono state attuate in questo modo con l’aggiunta dei servo drive AX5805 e AX5206. L’uso di EtherCAT offre elevate prestazioni, ma anche il vantaggio di comunicazione dati universale. L’obiettivo fin dall’inizio è stato quello di acquisire dati di I/O, risolvere le sfide di sicurezza, e sincronizzare le unità con un sistema di bus completo. Anche l’uso di TwinCAT HMI offre anche vantaggi in quanto, grazie alla visualizzazione perfettamente integrata, le variabili richieste sono universalmente disponibili senza l’esportazione o l’importazione di dati. Di conseguenza, variazioni di variabili, per esempio, possono essere eseguite velocemente e senza errori.

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