21 tengely összehangolt mozgása, kis helyigénnyel

PC-alapú vezérlés- és hajtástechnika automatizálja a fejlett pozicionálással rendelkező vágógépet

2015. január 27., kedd, 13:00

Címkék: Beckhoff Durrer hajtástechnika papíripar REGA 3 vezérléstechnika

A svájci Küssnacht am Rigiben található Durrer Spezialmaschinen AG speciális gépeket fejleszt az iparágak széles köre számára. Cikkünkben a papíripar számára gyártott, nyomtatott anyagok – pl. katalógusok – több lépésben történő vágására alkalmas REGA 3 berendezést mutatjuk be.

Ez az igen komplex folyamat nemcsak a megfelelő részek pontos vágását igényli, hanem az oldalak pontos számlálását is a legkülönfélébb papírtípusoknál. A Durrer ezt a folyamatot már évekkel ezelőtt forradalmasította teljesen automatikus gépeivel. A vállalat ezeket a feladatokat gyorsabban, rugalmasabban és nagyobb biztonsággal ellátó gépek új generációját fejlesztette ki nemrég a Beckhoff kompakt, integrált hajtásának és vezérléstechnikájának felhasználásával.

A Durrer REGA 3 gépe lehetővé teszi az összetett pozicionálással járó vágási folyamat teljes automatizálását

A Durrer, mint célgépek gyártója, felhasználta a szigorú követelményeket támasztó mozgásvezérlő alkalmazások területén szerzett sokéves tapasztalatát. A legújabb REGA 3 gépről van szó. A Beckhoff kompakt OCT (One Cable Technology – egykábeles technológia) hajtástechnológiájának köszönhetően sikerült a rendkívül bonyolult mozgásvezérlő rendszert egy mindössze 2,8 x 1,8 x 2,0 m-es készülékházban elhelyezni. A REGA 3 két független manuális adagoló és kirakó állomással rendelkezik, melyek a teljesen automatikus számláló- és vágóegységgel működnek együtt, hogy feldolgozzanak pl. olyan termékeket, mint a címjegyzékek, katalógusok vagy lexikonok. Maga a feldolgozóállomás a következőkből áll: továbbítóegység, egy párhuzamos élszámláló (parallel-edge counting unit) darabszám-ellenőrzővel, vágóegység, mobil munkaasztal a számláló- és vágóegységhez, és egy szállítószalag a papírhulladék elvezetéséhez.

Patrick Suter, a Durrer fejlesztési vezetője a gép legfontosabb jellemzőit a következőképpen írja le: „A REGA 3 kemény- és puhafedelű termékeket is tud készíteni, legfeljebb 350 x 350 mm-es méretben, az összes mechanikus módon megszámlálható papírtípusból.

A párhuzamos élszámláló a számlálás során automatikus vezérlést tesz lehetővé. A gép termináljának menüjén keresztül történő egyszerű paraméter-megadás a gép kezelőjének nagyfokú komfortérzetet nyújt. Az oldalszám, a vágási paraméterek – pl. a hossz, a vágásmélység – egyedileg programozható minden egyes vágási műveletre. Ezeket például „receptek” formájában lehet tárolni, és éves katalógusok esetében időrendi sorrendben vissza lehet keresni.”

A REGA 3 gép lehetővé teszi az adagoló és kirakó munkaállomásokon látható kemény borítójú nyomdatermékek készítését

A nyílt, rugalmas automatizálás különleges műszaki előnyei

A Durrer 2008 óta használja a Beckhoff PC-alapú vezérléseit speciális automatizálási feladatok megoldására. Patrick Suter szerint ennek legfontosabb tényezői a nyitottság, rugalmasság és a moduláris felépítés: „A PC-alapú vezérlés az összes vezérlési és hajtási követelményt képes kielégíteni a termékek széles körében. Ráadásul az innovációknak – pl. az XFC (eXtreme Fast Control – rendkívül gyors vezérlés) technológia vagy az XTS (eXtended Transport System – lineáris szállítórendszer) – köszönhetően nagy rugalmassággal rendelkezünk a jövőbeli fejlesztéseket illetően, mindezt anélkül, hogy fel kellene újítani a rendszert. További fontos jellemzők a termékek kiváló minősége és a Beckhoff által nyújtott átfogó műszaki támogatás.

A nyitottság és a rugalmasság szintén az EtherCAT, mint kommunikációs rendszer legfontosabb előnyei közé tartozik. Patrick Suter szerint a benne lévő Ethernet-alapú busz miatt eleget tesz az IT-szabványoknak, ezért lehetőséget biztosít a későbbi innovációk megvalósításához. Másrészt az EtherCAT széles körben használt szabvánnyá vált, ami azt jelenti, hogy nagy választási lehetőséget kínál, amikor más szállítók érzékelő komponensei kerülnek szóba. Ráadásul az EtherCAT integrált funkciói részét képezik a biztonsággal kapcsolatos kommunikációnak, ami lehetővé teszi a teljes vezérlőrendszerben a biztonság könnyű megvalósítását. Ilyen módon lehetőség van arra, hogy a gépkezelőknek testre szabott védelmet biztosítsunk a 40 cm-es vágókéstől a TwinSAFE I/Os vagy az opcióként kapható AX5805 TwinSAFE hajtáskártya segítségével. Ide tartozik a védőajtók és kapuk figyelemmel kísérése, a fényfüggönyök és elektromos csatlakozósorok, a fő pneumatikus szelepek be- és kikapcsolása, valamint a szervotengelyek vezérlése SS1-en, SOS-en és STO-n keresztül.

Az Intel® Celeron® 1,4 GHz-es CPU-val szerelt és Windows Embedded Standard 7 operációs rendszerrel rendelkező Beckhoff CX2020 beágyazott PC kezeli a REGA 3 gép vezérlési funkcióit. A TwinCAT PLC HMI szoftver és a 15,6”-os CP2916 többérintős vezérlőpanel jeleníti meg vizuálisan a gépi adatokat. Patrick Suter itt is figyelemre méltó előnyöket lát a jövő HMI koncepcióhoz: „A széles képaránynak köszönhetően a vezérlőpanel optimális mértékben támogatja a HMI interfészt. A többérintős működés óriási innovációs lehetőséget nyújt a későbbi képi megjelenítési fejlesztésekhez, hogy a panel korszerű, elegáns kivitelét ne is említsem.”

A precíziós mechanika és mozgásvezérlés segítségével pontosan és megbízhatóan lehet megszámolni az egyes fejezetek, szakaszok oldalszámát az összes mechanikusan megszámlálható papírtípus esetében

A dinamikus szervotechnológia a mozgások kifinomult vezérlését teszi lehetővé

Az alábbi műszaki adatok szemléltetik a REGA 3 pozicionáló vágógép szigorú követelményeit a tengelyelmozdulások dinamikáját és pontosságát tekintve: összesen 21 szervotengely biztosítja, hogy másodpercenként akár 50 ív papírt is meg lehessen számolni, és a vágás akár másodpercenként hatszor is megtörténhessen. 17 tengelyt egycsatornás AX5112, vagy kilenc kétcsatornás AX52xx szervohajtás vezérel. A tengelyek mozgatásához az AM8000 sorozat dinamikus szervomotorjait használjuk – rögzítőfékkel vagy anélkül. Bizonyos esetekben az AM85xx szervomotorokat használjuk, melyek a rotor megnövelt tehetetlenségi nyomatéka miatt különösen magas színvonalú vezérlést biztosítanak. A számláláshoz használt másik négy tengely kivitele rendkívül kompakt, és az EL7201 szervoterminálok, valamint az AM8100 szervomotorok felhasználásával lettek megvalósítva.

A 21 szervotengely speciálisan a következő mozgatási feladatokat látja el: az adagoló- és kirakóállomásokon van egy tengely a könyv továbbításához, valamint egy Y és egy Z tengely a könyv felfelé történő hajlításához. A számlálóműben egy Z tengely mozgatja a formátum-befogót, míg a szervomotor-terminálok mindegyike a papíroldalak számlálását és pufferelését végzi. Emellett van két tengely billentéshez és négy tengely a mechanikus számlálórendszer mozgatásához. Ezek közül a tengelyek közül kettő elektronikus áttétellel van összekötve. Vágáskor három szervotengelyt használunk a pontos adagoláshoz, és egy további tengely szabályozza a penge vágó mozgását.

Az AM8000 termékcsalád egykábeles szervomotorjai kis méreteiknek és nagy dinamikájuknak köszönhetően ideálisak a nagy igénybevételt jelentő mozgatási feladatokhoz ott, ahol korlátozott a rendelkezésre álló hely

A rendszer összes szervomotorja az egykábeles technológiát használja (One Cable Technology – OCT), ami a motor tápellátását és a jeladóról érkező visszacsatoló jeleket ugyanazon a kábelen továbbítja. Patrick Suter az előnyökről magyaráz: „Az a tény, hogy a motor csatlakozása egyetlen kábelt igényel csak, 20-30%-kal csökkenti a kábelezési munkaigényt. Sikerült néhány gépalkatrész konstrukcióját is egyszerűsíteni, így azoknak is csak egyetlen kábelt kell fogadniuk. A további előnyök közé tartozik az integrált biztonság és az egyszerűsített szoftvertechnológia. „Szoftverfejlesztési munkánk nagyobb része a pozicionálási számításokkal kapcsolatos. A szokásos TwinCAT mozgatóblokkok ezen a téren is komoly előnyöket kínálnak. Számottevő mértékben egyszerűsítik a tengelyek programozását és lefedik összes, mozgatással kapcsolatos követelményünket” – teszi hozzá Suter.

Kihelyezett I/O modulok csökkentik a telepítési munkát

Az egykábeles megoldás mellett az IP 67-es EtherCAT Box modulok tovább csökkentik a beszerelés munkaigényét. Ezeket a modulokat a kapcsolószekrényen kívülre lehet telepíteni, hogy az I/O jelek nagy részét lekezeljék. A vezérlőszekrény önmagában csak az EL1008 és EL2008 digitális I/O EtherCAT termináloknak, az EL6900 TwinSAFE PLC-nek, az EL1904 és EL2904 TwinSAFE biztonsági termináloknak ad helyet. Az összes többi I/O-t EtherCAT Box modulok kezelik le az üzemben – ez 56 digitális bemenetet, 24 digitális kimenetet és összesen 16 biztonsági digitális bemenetet jelent. A rendszer tartalmaz két EP2339 (16 csatornás, digitális bemenet vagy kimenet, szabadon konfigurálható), három EP2316 (8 csatornás digitális bemenet és 8 csatornás digitális kimenet), két EP2816 (16 csatornás digitális kimenet D-Sub aljzattal) és két EP1908 TwinSAFE EtherCAT Box modult (8 csatornás digitális bemenet).

Patrick Suter elmagyarázza a konstrukció előnyeit: „Az EtherCAT Box moduloknak köszönhetően kisebb lett a kábelköteg és 50%-kal csökkent a kábelezés munkája. Most már közvetlenül tudjuk fogadni a folyamatban a digitális jeleket, továbbítani tudjuk azokat a kompakt IP 67-es I/O modulokhoz, és EtherCAT-én keresztül a vezérlőszekrénybe. A gép kábelezése is sokkal egyszerűbb lett, ami az előszerelt kábeleknek köszönhető.”

www.beckhoff.hu

Keresés
Bejelentkezés / Regisztráció
Austria transfers

Média Partnerek