Anpassungsfähig durch Flying Motion
Ein grafischer XPlanar-Konfigurator erleichtert es, das Anlagenlayout mit Motormodulen zu erstellen, Mover hinzuzufügen, Stationen und Wege zu definieren sowie Bewegungen zu simulieren. (Quelle: Beckhoff)
Ein leistungsfähiger Beckhoff-Industrieserver C6670 mit Intel-Xeon-Technologie übernimmt die anspruchsvolle Steuerung des Transportsystems XPlanar sowie von Fremdgeräten in der Anlage. (Quelle: Beckhoff)
Bei Automation NTH in La Vergne, Tennessee (v. l.): Vertriebsleiter Peter Sarvey und leitender Steuerungs-ingenieur Joseph Cocchini (beide Automation NTH), Vertriebsingenieur Richard Smith (Beckhoff USA), die Co-Präsidenten Jeff Buck und Greg Young (Automation NTH), Applikationsingenieur Adam Hoffman (Beckhoff USA) und Leiterin strategische Kundenbetreuung Molly Blazek (Automation NTH) (Quelle: Beckhoff)
Automation NTH setzt eine Vielzahl von EtherCAT- und TwinSAFE-Klemmen in der Montageanlage und der Bandzuführeinheit zur Versiegelung der Diagnosegeräte ein. (Quelle: Beckhoff)
In der fertigen Montagemaschine führen die Bediener die Diagnosegeräte manuell über eine Schublade zu. Dann setzt ein Roboter das Produkt auf einem der 18 XPlanar-Mover ab, wo es mit einem kundenspezifischen Werkzeug fixiert wird. Anschließend wird das Produkt bei einer 360°-Drehung einer Sichtprüfung unterzogen.
Die Mover transportieren die Diagnosegeräte an verschiedenen Dosierstationen vorbei, die auf der von 18 XPlanar-Kacheln gebildeten Arbeitsfläche verteilt sind. Die schwebenden Mover halten nur an den Dosierstationen an, die in der Rezeptur des jeweiligen Geräts definiert sind, und führen auf halber Strecke eine zweite Sichtprüfung durch. Beim Abfüllen dreht der XPlanar-Mover das Gerät so, dass das Reagenz an der passenden Stelle gemäß Rezeptur platziert wird.
Nach der abschließenden Sichtprüfung wird das Gerät vor einem Bandrollenzuführer positioniert, der eine selbstklebende Kunststoffkappe mit einer Wiederholgenauigkeit von ±30 μm aufbringt. Danach liefert der Mover das Produkt an eine Bedienerstation. Er schiebt den Auslösehaken in eine Nut, kippt nach vorn, um das Produkt freizugeben, und parkt bei ausgeschaltetem Strom, also ohne zu schweben, auf der darunter liegenden Motorkachel. Ein Bediener kann dann gefahrlos durch den Lichtvorhang greifen, um das fertige Gerät zu entnehmen.
Hohes Soft- und Hardware-Leistungsniveau
In diesem Projekt bot TwinCAT eine durchgängige Engineering- und Laufzeitplattform für die Automatisierung. Integriert in Microsoft Visual Studio ermöglicht die Software die Programmierung in den Sprachen, die am besten zur Anwendung passen. Darüber hinaus erleichtert sie mit einem grafischen Konfigurator für XPlanar die Planung von Anlagenlayouts mit den kachelförmigen Motormodulen, das Hinzufügen von Movern per Drag-and-drop, die Definition von Wegen und Stationen sowie die Simulation von Bewegungsprofilen.
Auf der Hardwareseite unterstützt ein Schaltschrank-Industrieserver C6670 von Beckhoff die Steuerung von XPlanar und Fremdgeräten. Der Industrie-PC mit 40 Kernen verfügt über große Leistungskapazitäten, wobei einige Kerne für zukünftige Funktionen reserviert sind. Was J. Cocchini außerdem beeindruckt, ist der Ultra-Kompakt-Industrie-PC C6017, der das vierachsige Rollenzuführsystem steuert.
„Der C6017 verfügt über 8 GB DDR4-RAM, eine 320-GB-Festplatte, vier Ethernet- und vier USB-Anschlüsse“, erklärt J. Cocchini. „Damit steuert der kleine Windows-10-Rechner unsere Smartphone-großen HMI mit benutzerdefiniertem Solid JavaScript, einen Python-Webserver und eine MongoDB-Datenbank für OEE, Rezepte, Konfigurationen und mehr. So etwas habe ich in meiner Laufbahn noch nicht gesehen.“
Die schnelle Echtzeitkommunikation und exakte Synchronisation durch EtherCAT sind die Grundlage für die präzise Steuerung der XPlanar-Anlage. Die Kommunikation mit den verschiedenen Kameras, Dosierköpfen und anderen Geräten über Ethernet/IP wird durch einfaches Hinzufügen des passenden Buskopplers möglich. Sicherheitsrelevante Daten werden über Safety over EtherCAT (FSoE) an die im Standard-IO-Segment installierten TwinSAFE-Klemmen zur Auswertung mit der notwendigen Sicherheitslogik weitergegeben. Dadurch geht das System auch ohne Festverdrahtung in den sicheren Zustand über, wenn beispielsweise ein Not-Halt oder ein Lichtvorhang ausgelöst wird. Neben zahlreichen EtherCAT-Klemmen für Standardsignale nutzt Automation NTH auch IO-Module von Beckhoff für den Überstromschutz und andere Funktionen.
Rundum zufriedener Kunde
Der fertiggestellte Diagnosegeräte-Montageautomat ermöglichte die Automatisierung des ineffizienten Fertigungsprozesses des Endanwenders. Verglichen mit traditionellen Ansätzen minimiert die Anlage den Verbrauch von kostspieliger Reinraumfläche um den Faktor 10. Darüber hinaus reduziert XPlanar laut Automation NTH den Energieverbrauch im Vergleich zu Lösungen von Mitbewerbern, was Wärmelast und Kühlbedarf verringert.
„Die verwendeten Reagenzien sind sehr feuchtigkeits-, temperatur- und bewegungsempfindlich, sodass die kontaktlose XPlanar-Bewegung und die von Beckhoff angebotene Kühloption zur Kompatibilität mit dem Produkt des Kunden beitrugen“, stellt M. Blazek abschließend fest.