總部位于德國 Grafenau 的 Komax SLE 公司，作為瑞士 Komax 集團(tuán)旗下的重要成員，專注于為數(shù)據(jù)線自動(dòng)化加工領(lǐng)域提供標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備與定制化系統(tǒng)解決方案，其客戶群體廣泛覆蓋汽車與工業(yè)兩大核心領(lǐng)域。
在當(dāng)今時(shí)代，車輛電氣系統(tǒng)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)必須嚴(yán)格保障高精度、高可靠性以及高質(zhì)量，要達(dá)成這一目標(biāo)，數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域面臨著愈發(fā)嚴(yán)苛的要求。Komax SLE 公司憑借其精心打造的 Lambda X 設(shè)備平臺(tái)成功實(shí)現(xiàn)了既定目標(biāo)。包括新型總線系統(tǒng)以及針對(duì)大批量加工需求實(shí)現(xiàn)的過程自動(dòng)化。在平臺(tái)構(gòu)建過程中，公司采用了基于 PC 的控制技術(shù)，尤其是引入了倍福的 XTS 磁驅(qū)柔性輸送系統(tǒng)。
就生產(chǎn)效率而言，這些新型車輛電氣系統(tǒng)同樣蘊(yùn)藏著巨大的優(yōu)化潛力。Komax SLE 公司研發(fā)部門主管 Manuel Eggersdorfer 解釋道：“與目前定制化的復(fù)雜線束相比，車載區(qū)域電氣系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的小型線束更適合自動(dòng)化生產(chǎn)。這種方法在大幅提高生產(chǎn)效率的同時(shí)還能保證產(chǎn)品質(zhì)量的始終如一。”
自動(dòng)化線束生產(chǎn)能夠有效降低對(duì)車載電氣系統(tǒng)干擾的公差要求，顯著提升導(dǎo)體加工和連接器裝配的精度，還能夠采用更小的導(dǎo)體截面積和更短的剝線長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的小型化設(shè)計(jì)，使得連接器兼具小巧的外觀與輕便的特質(zhì)。而借助在各個(gè)工藝模塊之間創(chuàng)新性地采用了 XTS 作為新型輸送技術(shù)的 Lambda X 平臺(tái)，設(shè)備占地面積最多可減少 45%，設(shè)備長(zhǎng)度也從原本的 20 米縮短至 10 米，同時(shí)，Ethernet 也為組裝提供了極高的靈活信。
01
專為復(fù)雜工藝打造的定制化設(shè)備平臺(tái)
Lambda X 設(shè)備平臺(tái)由 Komax SLE 精心設(shè)計(jì)，是一個(gè)模塊化且具備高度靈活性的基礎(chǔ)架構(gòu)，主要用于半自動(dòng)或全自動(dòng)組裝多級(jí)接觸系統(tǒng)，即復(fù)雜的連接器系統(tǒng)。該平臺(tái)在硬件、設(shè)備控制以及可視化層面采用了模塊化結(jié)構(gòu)，使得操作人員能夠以高效且直觀的方式對(duì)其進(jìn)行操控。工藝模塊可自由配置，并能夠根據(jù)不同連接器系統(tǒng)和線纜類型的多樣化裝配要求靈活布置。高自動(dòng)化水平也是滿足尤其在汽車行業(yè)普遍存在的高標(biāo)準(zhǔn) 100% 檢測(cè)及追蹤追溯要求的基本前提。Manuel Eggersdorfer 解釋道：“我們擁有約 100 個(gè)具有高度標(biāo)準(zhǔn)化特征的工藝模塊。但與產(chǎn)品直接接觸的部件普遍具備可互換性。因此能夠依據(jù)不同線纜的獨(dú)特需求，極為輕松地創(chuàng)建出針對(duì)性的變體。”
Komax SLE 在軟件方面也貫徹了平臺(tái)化和模塊化理念。Michael Schreiner 解釋道：“Solutions Software Framework 構(gòu)建了一個(gè)全面的標(biāo)準(zhǔn)軟件功能庫，不僅完美適配 Lambda 設(shè)備系列，還成功應(yīng)用于 Komax 旗下的其他工廠。其覆蓋的應(yīng)用領(lǐng)域呈現(xiàn)出日益多樣化的態(tài)勢(shì)，除了常見的線纜加工設(shè)備外，還延伸至諸如纏帶機(jī)等其它類型的設(shè)備。為向用戶呈上最為卓越且界面布局簡(jiǎn)潔的操作體驗(yàn)，我們深度依托高度靈活的倍福技術(shù)，例如采用多種不同的 IPC 配置。”
圖片
除了永久固定安裝的 CP3921 多點(diǎn)觸控控制面板外，還可額外選裝一臺(tái)相同客戶定制版本的面板。此面板可作為操作面板，在整個(gè)工藝流程層面實(shí)現(xiàn)手動(dòng)移動(dòng)與傾斜，并安裝于設(shè)備正面
借助 XTS 系統(tǒng)以及額外配置的旋轉(zhuǎn)軸，Lambda X 設(shè)備能夠快速實(shí)現(xiàn)超過 100 個(gè)精確可控的運(yùn)動(dòng)功能。這一出色表現(xiàn)的背后，離不開高性能的 EtherCAT 通信作為支撐。據(jù) Manuel Eggersdorfer 介紹，EtherCAT 還具有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)自由選擇、高可靠性以及廣泛的第三方組件兼容性等優(yōu)勢(shì)。在旋轉(zhuǎn)伺服軸的實(shí)現(xiàn)方面，可以通過 AX5000 伺服驅(qū)動(dòng)器與 AM8000 伺服電機(jī)或者采用 EP7211 EtherCAT 端子盒和 AM8100 伺服電機(jī)的搭配來完成。Eggersdorfer 針對(duì)該優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了如下描述：“在運(yùn)動(dòng)控制方面，我們能夠充分享受到 EtherCAT 所具備的高性能以及倍福單電纜技術(shù)（OCT）的高效率優(yōu)勢(shì)。此外，結(jié)構(gòu)緊湊的 EP7211 EtherCAT 驅(qū)動(dòng)端子盒有效減少了控制柜內(nèi)設(shè)備的占地面積。”
02
智能產(chǎn)品輸送驅(qū)動(dòng)開發(fā)實(shí)現(xiàn)跨越式飛躍
Michael Schreiner 認(rèn)為，倍福的 XTS 磁驅(qū)柔性輸送系統(tǒng)是 Lambda X 實(shí)現(xiàn)具有決定性意義的開發(fā)飛躍以及在市場(chǎng)中占據(jù)顯著優(yōu)勢(shì)的核心要素，它使得工藝順序不再受固定節(jié)拍的束縛，同時(shí)工藝模塊能夠在設(shè)備中以極高的密度進(jìn)行布局。除前文所述的占地面積縮減達(dá) 45% 這一顯著優(yōu)勢(shì)外，XTS 相較于傳統(tǒng)產(chǎn)品輸送方式，還具備一項(xiàng)極為突出的特點(diǎn)，那就是它能夠?qū)崿F(xiàn)反向運(yùn)動(dòng)。以小型設(shè)備的應(yīng)用場(chǎng)景為例，借助這一獨(dú)特功能，產(chǎn)品可在輸送過程種多次靠近同一個(gè)剝線模塊，從而無需額外增設(shè)剝線模塊。在磨損程度以及故障發(fā)生概率這兩個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)上，該系統(tǒng)相較于以往的驅(qū)動(dòng)技術(shù)展現(xiàn)出了極大的優(yōu)勢(shì)。這一特性與 Komax SLE 一直以來所秉持的追求設(shè)備長(zhǎng)使用壽命的理念高度契合。
依據(jù)不同的配置方案，Lambda X 所采用的橢圓形 XTS 系統(tǒng)在長(zhǎng)度上具備極大的靈活性，最長(zhǎng)可延伸至 9 米，其電機(jī)模塊數(shù)量可在 38 至 62 個(gè)的區(qū)間內(nèi)進(jìn)行選擇。在產(chǎn)品輸送環(huán)節(jié)，系統(tǒng)最多可使用 60 個(gè) XTS 動(dòng)子。據(jù) Schreiner 介紹，這些動(dòng)子完全能夠滿足設(shè)備滿載運(yùn)行的需求，有效避免了加工過程中因物料輸送不及時(shí)而產(chǎn)生的等待時(shí)間，進(jìn)而防止對(duì)預(yù)先規(guī)劃的循環(huán)時(shí)間造成任何不利影響。
除已實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的模塊配置所帶來的顯著效益外，他認(rèn)為 XTS 還還具備另一項(xiàng)具有決定性意義的關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)：“我們具備自主構(gòu)建模塊的能力，能夠?qū)⑵湓O(shè)計(jì)得盡可能小巧，并且在模塊定位方面，突破了傳統(tǒng)技術(shù)的限制。而且，單個(gè)模塊的加工位置也可以自由選擇，確保模塊與整體結(jié)構(gòu)完美契合。過去，為保證設(shè)備實(shí)現(xiàn)最佳運(yùn)行狀態(tài)，每個(gè)模塊都需要進(jìn)行極為精確的對(duì)齊操作。借助 XTS 系統(tǒng)所配備的軟件，這一難題得到了有效解決。此外，與傳統(tǒng)作業(yè)方式相比，傳輸點(diǎn)所需的機(jī)械、氣動(dòng)以及傳感器方面的相關(guān)工作量呈現(xiàn)出明顯的下降趨勢(shì)。最終，在需要切換至新的電纜組件時(shí)，XTS 和 TwinCAT 通過深度集成和智能協(xié)同，顯著節(jié)省了時(shí)間成本。”
借助 XTS 系統(tǒng)以及額外配置的旋轉(zhuǎn)軸，Lambda X 設(shè)備能夠快速實(shí)現(xiàn)超過 100 個(gè)精確可控的運(yùn)動(dòng)功能。這一出色表現(xiàn)的背后，離不開高性能的 EtherCAT 通信作為支撐。據(jù) Manuel Eggersdorfer 介紹，EtherCAT 還具有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)自由選擇、高可靠性以及廣泛的第三方組件兼容性等優(yōu)勢(shì)。在旋轉(zhuǎn)伺服軸的實(shí)現(xiàn)方面，可以通過 AX5000 伺服驅(qū)動(dòng)器與 AM8000 伺服電機(jī)或者采用 EP7211 EtherCAT 端子盒和 AM8100 伺服電機(jī)的搭配來完成。Eggersdorfer 針對(duì)該優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了如下描述：“在運(yùn)動(dòng)控制方面，我們能夠充分享受到 EtherCAT 所具備的高性能以及倍福單電纜技術(shù)（OCT）的高效率優(yōu)勢(shì)。此外，結(jié)構(gòu)緊湊的 EP7211 EtherCAT 驅(qū)動(dòng)端子盒有效減少了控制柜內(nèi)設(shè)備的占地面積。”
03
系統(tǒng)集成能量測(cè)量與面向未來的工業(yè) PC 技術(shù)
倍?；?PC 的控制技術(shù)還無縫集成了能量測(cè)量功能，為 Komax SLE 帶來了更多優(yōu)勢(shì)。Eggersdorfer 解釋道：“Lambda X 選用了一個(gè) EL3443 電力測(cè)量端子模塊和三個(gè) SCT1111-0032 微型環(huán)形電流互感器。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，我們更傾向于在自有的測(cè)試臺(tái)架上使用系統(tǒng)集成的能量測(cè)量功能，以確定各個(gè)工藝模塊的能耗需求。基于這些寶貴的數(shù)據(jù)，我們能夠結(jié)合不同設(shè)備的具體配置，精確計(jì)算出每根生產(chǎn)電纜的總能耗、碳足跡，乃至相關(guān)的二氧化碳當(dāng)量。這些信息對(duì)于我們的客戶而言，正日益凸顯出其重要性。”
(左右) Wolfgang Wiederer 與Jan Hendrik Breitenstein (都來自倍福),以及 Komax SLE專家 Michael Schreiner (產(chǎn)品經(jīng)理)、 Christian Zieringer (供應(yīng)鏈采購員)、Manuel Eggersdorfer(研發(fā)負(fù)責(zé)人)和 Martin Mitterdorfer(采購經(jīng)理)
Lambda X 控制系統(tǒng)的核心是 C6032 超緊湊型工業(yè) PC，之所以選擇它,是因?yàn)樵撛O(shè)備不僅體積小巧，而且具備強(qiáng)大的計(jì)算能力。Michael Schreiner 解釋道：“C6032 搭載了性能出色的 Intel® Core™ i7 處理器，其強(qiáng)大的運(yùn)算能力被全面應(yīng)用于控制、可視化以及通過 SQL 數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)的追蹤追溯功能之中。如此高的利用率進(jìn)一步凸顯了基于 PC 的控制技術(shù)持續(xù)革新的重要性，例如使用 TwinCAT Core Boost 等先進(jìn)技術(shù)顯得尤為關(guān)鍵。我們已洞察到未來的發(fā)展?jié)摿λ?，能夠?qū)⒄麄€(gè)應(yīng)用程序更均衡地分配至多個(gè)處理器內(nèi)核上運(yùn)行，并依據(jù)實(shí)際需求靈活設(shè)定各內(nèi)核的時(shí)鐘頻率。同時(shí)，我們滿懷期待，相信 TwinCAT MC3 這一專為多核與多任務(wù)處理打造的運(yùn)動(dòng)控制解決方案，定能為我們提供強(qiáng)有力的額外助力。”他進(jìn)一步補(bǔ)充道，這一操作解決方案極具前瞻性，它最多能夠配備兩個(gè)根據(jù)客戶需求定制的 CP3921 多點(diǎn)觸控控制面板，且借助 CP-Link 4 實(shí)現(xiàn)高效連接。這些控制面板不僅具備堅(jiān)固耐用、品質(zhì)卓越的特點(diǎn)，而且通過配備包含 RFID 讀卡器的按鈕擴(kuò)展單元，精準(zhǔn)契合了 Lambda X 用戶的多樣化需求，最重要的是，該方案確保了設(shè)備的長(zhǎng)期可用性。
關(guān)于德國倍福
倍福（Beckhoff）是一家專注于自動(dòng)化新技術(shù)的德資企業(yè)，創(chuàng)立于1980年，總部位于德國威爾市。作為全球自動(dòng)化技術(shù)的驅(qū)動(dòng)者，倍福定義了自動(dòng)化領(lǐng)域的許多標(biāo)準(zhǔn)，是國際標(biāo)準(zhǔn)的制定者和推動(dòng)者。公司所生產(chǎn)的工業(yè) PC、I/O 和現(xiàn)場(chǎng)總線組件、驅(qū)動(dòng)技術(shù)、自動(dòng)化軟件、無控制柜解決方案以及工業(yè)圖像解決方案既可作為獨(dú)立的組件使用，也可將它們集成到一個(gè)完整的控制系統(tǒng)中，適用于各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域。經(jīng)過40多年的發(fā)展和努力，倍福已在世界各地設(shè)立40家分支機(jī)構(gòu)，加上全球的合作伙伴，業(yè)務(wù)遍及75個(gè)國家和地區(qū)。
倍福于1997年進(jìn)入中國市場(chǎng)，中國區(qū)總部落戶于上海市北高新產(chǎn)業(yè)園區(qū)，現(xiàn)有員工350人，辦事處遍及國內(nèi)30座大中城市。創(chuàng)新產(chǎn)品和解決方案廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、光伏太陽能、風(fēng)力發(fā)電、鋰電池制造、電子制造、汽車制造、機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、包裝機(jī)械、煙草機(jī)械、塑料加工、物流輸送、流程工業(yè)以及智能建筑等眾多領(lǐng)域。
公司傾力推廣的 EtherCAT 實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)于2014年成為中國國家推薦性標(biāo)準(zhǔn)，并已入編工信部的《國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》。作為一家技術(shù)驅(qū)動(dòng)型公司，倍福一直注重在技術(shù)上尋求突破創(chuàng)新，在業(yè)內(nèi)享有“創(chuàng)新引擎”的美譽(yù)。倍福基于PC的控制技術(shù)具有良好的開放性，它支持所有主流的工業(yè)通信協(xié)議，將IT技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)和自動(dòng)化技術(shù)完美融合在一起，為實(shí)現(xiàn)工業(yè) 4.0 和智能制造奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。
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