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，對這些產(chǎn)品的生產(chǎn)具有很高的要求。LCA自動化集成系統(tǒng)股份公司主要經(jīng)營這些類型的裝配設(shè)備，非常重視Beckhoff基于PC的控制技術(shù)和驅(qū)動技術(shù)的開放性和靈活性。
LCA自動化集成系統(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)驗的特種機器制造商，特別是生產(chǎn)針對汽車行業(yè)的設(shè)備。LCA的其中一個核心生產(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。負責項目規(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)計直到建造和調(diào)試。這包括機械結(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)對所有需求—如全自動或半自動過程，或者精益管理理念—并以優(yōu)化方式實施。一個很好的例子是當前的轉(zhuǎn)向柱滑動接頭裝配線，它不僅需要高效運轉(zhuǎn)，而且還需要保持較高的精度水平。畢竟，在正面對撞中，方向盤和轉(zhuǎn)向柱的正確壓縮變形對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，由于我們的客戶對標準技術(shù)的要求越來越高，因此我們在1999年決定進行轉(zhuǎn)換。這些都是選擇Beckhoff的重要原因，包括廣泛的、可升級的開放式產(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。該技術(shù)在橫向和縱向集成方面也有很大的優(yōu)勢，因為系統(tǒng)開放性便于將我們的機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 自動化集成系統(tǒng)股份公司負責項目規(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
還有另一個方面，LCA自動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動和過程控制同時運行，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施。PC控制技術(shù)具有可精細擴展和模塊化設(shè)計的特點，因此在應(yīng)用中具有高度靈活性，實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自動化公司的特點之一。我們特別短的開發(fā)時間只能通過在用戶有最終產(chǎn)品原型的階段開始進行機器設(shè)計才能夠?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)的機器設(shè)計調(diào)整同時進行。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?！?/FONT>
在這一方法基礎(chǔ)上，公司能夠在僅僅8個月時間內(nèi)就實施了整條轉(zhuǎn)向軸裝配線。該裝配線有三個手動“進給站”，每個組件都放在全自動輸送系統(tǒng)的工件搬運機構(gòu)上。搬運機構(gòu)隨后經(jīng)過每個加工站。在其中一個工作站，管狀原料被壓制和成型，在這之前，它與其它組件連接，給它加潤滑脂和潤滑油。在每個加工站，要對尺寸精度和功能進行檢查。例如，需要對所有所需的部件進行檢驗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?，并識別出廢品。然后將相應(yīng)的信息分配給具體的工件搬運機構(gòu)。復(fù)雜的最終檢驗在一個測量站中完成，它也是LCA專業(yè)知識中最重要的部分，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，否則會在發(fā)生事故時妨礙‘伸縮’。大約三年前，我們將這一需要豐富專業(yè)知識的測試從我們的專用控制系統(tǒng)遷移到基于PC的系統(tǒng)中。”
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)可靠運行了有20年，甚至更久。為了在不延長生產(chǎn)停機時間的前提下對這些機器進行現(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)使用先進的組件進行了升級。這讓我們能夠一個一個地更換不同的模塊，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。上述方法的一個優(yōu)點是：通過仿真硬件，可以繼續(xù)使用現(xiàn)有的軟件。在升級改造各個機器模塊時，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施?？刂乒袷焦I(yè)PC在最終需要替換系統(tǒng)的‘心臟’時就非常適用。這一模塊化性和多樣化性非常適合我們的方案?！?/FONT>
目前的轉(zhuǎn)向軸裝配線使用四臺采用Intel?Core?2Duo處理器(2.53GHz)的控制柜式工業(yè)PCC6930，每臺PC連接一個15英寸的CP7902控制面板。其中一臺PC用作主站，例如，用于傳輸過程數(shù)據(jù)和連接ERP級。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I/O—據(jù)RainerP?lzl所述—在本地通過防護等級為IP67的EtherCAT端子盒實施，特別是在需要記錄模擬量數(shù)據(jù)時。其它組件包括18個伺服軸，它由AX5000系列伺服驅(qū)動器和AM3000系列伺服電機構(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)的擴展可以比使用第三方軟件更容易地實施。
四臺C6930控制柜式工業(yè)PC—每臺配備一個電池組和UPS—構(gòu)成裝配線控制系統(tǒng)的核心
緊湊型設(shè)計通過驅(qū)動技術(shù)—這里是一臺AM3000伺服電機—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)實現(xiàn)
（轉(zhuǎn)載）
