Intelligente Maschinensteuerung für optimale Bearbeitungsergebnisse

Ein weiteres Merkmal der RI-Serie ist laut Haeusler die intelligente Maschinensteuerung. Diese ermöglicht es dem Bediener, innerhalb kurzer Zeit optimale Bearbeitungsergebnisse zu erzielen. Grundlage hierfür bildet die PC-basierte Steuerungstechnik von Beckhoff [2], die sich – modular verteilbar und mit Ethercat über ein hochleistungsfähiges Kommunikationssystem vernetzt – ideal an die speziellen Anforderungen der Richtmaschine anpassen lässt. Dazu erläutert Patrick Stadler, Deputy Head of Electrical Department von Haeusler (Bild 2): „Die Stärke von Beckhoff liegt in der Breite des Portfolios und insbesondere in der Systemoffenheit von PC-based Control und Ethercat. So lassen sich bei Bedarf auch Drittkomponenten wie Wegmesssysteme ohne großen Aufwand einbinden. Hinzu kommt, dass für die Anlage ein zweiter Steuerungsrechner für eine nachgelagerte Messanwendung zur Qualitätsprüfung nach dem Richten geliefert wurde. Mit der Ethercat-Bridge-Klemme EL6695 ließen sich beide Steuerungen mit minimalem Aufwand zur Echtzeitdatenkommunikation verbinden. Wir nutzen zudem ADS für die Übertragung von Prozessparametern zwischen den Steuerungen via TCP/IP und zum eigenentwickelten HMI und schätzen auch hier die Offenheit der Schnittstelle.“ Als weiteres Beispiel nennt P. Stadler einen hochpräzisen Laser, der für die Ebenheitsmessung der gerichteten Stahlplatte eingesetzt wird: „Der Laser verfügt über eine RS-422-Schnittstelle und konnte mit dem seriellen Interface EL6021 und der entsprechenden Twincat-Bibliothek einfach und ohne mühsames Projektieren integriert werden.“

Die Gesamtsteuerung der aktuellen Maschine ist über zwei Schaltschrank-Industrie-PC C6920 (Bild 3) realisiert. Diese sind über die effiziente Einkabellösung CP-Link 4 an je ein Control Panel CP2919 (19-Zoll-Display) bzw. CP2924 (24-Zoll-Display) als komfortables, in ein Bedienpult eingebautes Multitouch-HMI angeschlossen (Bild 4). Als Steuerungssoftware dient Twincat mit der Bibliothek Twincat PLC Hydraulic Positioning (TS5810), welche die Grundlage für die gesamten Achsregelungen bildet und damit laut P. Stadler große Kräfte koordiniert: „Aus einem 8 000-l-Öltank wird ein komplexes Hydrauliksystem gespeist, das bis zu 3 500 l/min Öl umsetzt. Realisiert ist eine hydraulische Drehmomentregelung von gleichzeitig sieben Achsen, mit Drehmomenten von bis zu 10 Mio. Nm. Dabei wird die Anlage mit bis 2 500 A Strom bei Volllast versorgt, der mehrheitlich für die Hydraulik genutzt wird.“ Einen zusätzlichen Vorteil sieht P. Stadler in Twincat OPC UA Server (TS6100): „Mit dieser OPC-UA-Anbindung bieten wir dem Endkunden die Möglichkeit, die Maschine effizient in sein Shopfloor-Management einzubinden.“

Die in mehreren Schaltschränken innerhalb der Anlage verteilte IO-Ebene (Bild 5) umfasst neun Ethercat-Koppler EK1100, neun Ethercat-Abzweige EK1122 sowie über 150 Ethercat-Klemmen. Dazu zählen unter anderem 36 Digital-Eingangsklemmen EL1008 und 28 Digital-Ausgangsklemmen EL2008, EL2024 bzw. EL2088. Vier Zwei-Kanal-Pulsweitenstromklemmen EL2535 kommen ebenfalls zum Einsatz. Vorteile ergeben sich für Haeusler durch das breite Klemmenspektrum zur Analogwerterfassung. So werden zum Beispiel über die für bis zu AC 600 V geeignete Leistungsmessklemme EL3413-0001 auch leistungsstarke Maschinenkomponenten direkt eingebunden. Ergänzt wird die Analogwerterfassung durch 27 analoge Ethercat-Eingangsklemmen EL3152, EL3162 und EL3255 sowie sieben analoge Ausgangsklemmen EL4032 und EL4034. Weitere verwendete IOKlemmen sind das Inkremental-Encoder-Interface EL5152, das serielle Interface EL6021 (RS-422/RS-485), die Ethercat-Speicherklemme EL6080 und die Ethercat- Bridge-Klemme EL6695.

Literatur

1. Haeusler AG, Duggingen/Schweiz: www.haeusler.com
2. Beckhoff Automation GmbH & Co. KG, Verl.