Techniki przemieszczeń liniowych
Robot i serwoprasa: Fryty wciskane są błyskawicznie
Do zautomatyzowanego montażu tulejek wykorzystywanych w przemyśle chemicznym, szwajcarski producent maszyn specjalistycznych, Cerasus GmbH, wdrożył wszechstronną komórkę robota. Zintegrowana w komórce serwoprasa firmy Bosch Rexroth zwiększa wydajność, jakość procesu i elastyczność w układach do montażu tulejek.
W budowie maszyn specjalistycznych nie są wykorzystywane żadne gotowe komponenty. Pomimo tego standardowe pakiety rozwiązań stanowią wspaniałe ułatwienie pozwalające zaoszczędzić czas na projektowaniu i wdrażaniu. Firma Cerasus, z siedzibą w szwajcarskiej gminie Steinen, upraszcza złożone zadania montażowe dzięki podsystemowi mechatronicznemu firmy Bosch Rexroth, który przejmuje zadania związane z prasowaniem i łączeniem. Podsystem jest dostarczany w postaci gotowej do instalacji, a jedną z jego funkcji jest mapowanie pomiarów za pomocą zintegrowanego czujnika siły.
W komórce do montażu tulejek, opracowanej na zlecenie Cerasus, zamontowano kompletny pakiet mechatroniczny firmy Bosch Rexroth. Te małe, cylindryczne elementy dławiące, wykonane z metalu, wciskane są w tuleję w celu wytwarzania ograniczników przepływu wykorzystywanych w technologii medycznej i chemicznej.
Elastyczna komórka robota z robotem sześcioosiowym i Smart Function Kit Pressing
Komórka montażowa CERAFLEX składa się z sześcioosiowego robota Fruitcore Robotics oraz Smart Function Kit Pressing to gotowa do montażu serwoprasa firmy Bosch Rexroth, dzięki której można szybko i łatwo realizować różne procesy łączenia i wdrażać funkcje pomiarowe. Wyjątkowa cecha rozwiązania firmy Bosch Rexroth: Podsystem mechatroniczny składa się z precyzyjnie skoordynowanych, wstępnie skonfigurowanych komponentów indywidualnych i dostarczany jest z fabrycznie zainstalowanym oprogramowaniem sterującym.
Użytkownicy mają ponadto możliwość konfigurowania, projektowania i zamawiania Smart Function Kit do zastosowań wymagających łączenia i prasowania za pomocą inteligentnych e-narzędzi online lub – jak w przypadku Cerasus – zamawiania systemów stworzonych do konkretnych zastosowań we współpracy z Bosch Rexroth. Obie opcje pozwalają na skrócenie czasu projektowania. Dane CAD oraz powiązaną dokumentację można następnie pobrać w konfiguratorze online.„Jeśli chodzi o nasze rozwiązanie dopasowane do konkretnego klienta, cenimy sobie zaangażowanie i kompetentne wsparcie ze strony Bosch Rexroth”, mówi Gabriel Bösch, dyrektor zarządzający Cerasus.„Nie jest to coś, co należy brać w naszej branży za pewnik i dlatego stanowi dla nas wielką różnicę”.
Precyzyjna praca: Serwoprasa, której podstawą jest Smart Function Kit firmy Bosch Rexroth (po lewej) wciska milimetrowe elementy dławiące, do metalowych tulei. (obraz: Cerasus GmbH)
Błyskawiczne dociskanie w serwoprasie
Dzięki Smart Function Kit Pressing integratorzy systemu i użytkownicy końcowi mogą błyskawicznie wdrażać serwoprasy w celu wykonywania szerokiego zakresu standardowych zadań polegających na łączeniu przy użyciu siły nominalnej do 70 kN (maksymalna siła to 72 kN). Modułowe i gotowe do montażu, kompletne rozwiązanie łączy optymalnie dopasowane komponenty mechaniczne i elektryczne Bosch Rexroth, tworząc tym samym podsystem z zainstalowanym oprogramowaniem sterującym. Kierowane uruchomienie i wygodne graficzne tworzenie procesu zajmują zaledwie kilka minut. Zintegrowany czujnik siły umożliwia również mapowanie funkcji pomiarowych dla zapewnienia pożądanej jakości. Dane procesowe można łatwo wyświetlać w HMI i przesyłać przez otwarte interfejsy.
Kompaktowa komórka montażowa CERAFLEX z modułową serwoprasą firmy Bosch Rexroth pracuje autonomicznie nawet przez 10 godzin. (Źródło obrazu: Cerasus GmbH)
Smart Function Kit: Oszczędność czasu i elastyczność
Z pomocą komórki montażowej opracowanej na zlecenie CERAFLEX firma Cerasus zautomatyzowała z myślą o swoich klientach montaż tulejek, który dotychczas stanowił ręczny i monotonny proces. W rezultacie możliwe jest produkowanie większych ilości w krótszym czasie. Oprócz wstawiania, prasowania i pomiaru, kategoryzacja produkowanych elementów dławiących również jest teraz w pełni automatyczna. Po zmierzeniu oporu przepływu robot osiowy umieszcza produkty w różnych pojemnikach, aby oddzielić odrzuty od części niewadliwych i tymczasowo przechowywać elementy dławiące z konkretnymi zmierzonymi wartościami do innych zastosowań.
Precyzyjne, powtarzalne procesy z użyciem modułowej serwoprasy
W porównaniu z ręcznym montażem tulejek dławiących, modułowa serwoprasa firmy Bosch Rexroth działa ze znacznie większą dokładnością i stabilnością procesu.„Proces prasowania wymaga podania dokładnych wartości dla ruchu i siły”, wyjaśnia Bösch. Dzięki zintegrowanej funkcji monitorowania jakości z pomiarem przemieszczenia siły firma Cerasus może analizować ten proces i stale go ulepszać. Nadmiernie duże tolerancje można rozpoznać od razu, po początkowej sile, którą należy przyłożyć. Wadliwe części są w ten sposób wykrywane już na wczesnym etapie, co pozwala uniknąć uszkodzenia narzędzi.
Roczna produkcja w trzy miesiące dzięki automatyzacji
Komórka CERAFLEX jest w stanie pracować autonomicznie nawet przez dziesięć godzin, a w trybie dwuzmianowym przez całą dobę. Czas cyklu wynosi około jednej minuty, dzięki czemu robot i serwoprasa mogą teraz wykonać w bardzo krótkim czasie produkcję, która wcześniej zajęłaby jeden rok. Mając na względzie tę oszczędność czasu, producent dodał do komórki CERAFLEX drugie zadanie. W tym celu firma Cerasus wykorzystała kolejny zestaw Smart Function Kit o sile nominalnej 12 kN i odpowiednio większy siłownik elektromechaniczny. Reszta sprzętu pozostaje bez zmian, dzięki czemu konwersja komórki jest możliwa w zaledwie pół dnia. Druga funkcja prasy wykorzystuje zintegrowaną kontrolę długości. Niezbędny pomiar odległości wykonywany jest poprzez rejestrację przemieszczenia siły wraz z wysokością prasy.
W użyciu: serwoprasa, której podstawą jest Smart Function Kit firmy Bosch Rexroth (po lewej), wciska milimetrowe elementy dławiące, do metalowych tulei. (obraz: Cerasus GmbH)
Wysoka elastyczność dzięki otwartej platformie sterowania ctrlX CORE
Wysoki stopień automatyzacji i wydajności komórki robota zawdzięczamy zarówno oprogramowaniu sterującemu opracowanemu przez Cerasus, jak i połączeniu wszechstronnej serwoprasy i otwartej platformy sterowania ctrlX CORE firmy Bosch Rexroth.„Zdecydowaliśmy się na Smart Function Kit Pressing nie tylko ze względu na wysoką efektywność kosztową, ale także prostą i szybką regulację procesu prasowania, wyjaśnia Bösch.„Platforma sterowania ctrlX CORE zrobiła na nas wrażenie wyjątkowo krótkim czasem realizacji, rozbudowaną gamą otwartych interfejsów i elastycznymi opcjami rozbudowy poprzez aplikacje, które stanowią solidną bazę dla rozmaitych projektów”.
Wydajne prasowanie, łączenie i testowanie: Smart Function Kit Pressing to kompletny pakiet mechatroniczny dla sił nominalnych do 70 kN (maksymalna siła to 72 kN). Zainstalowane fabrycznie oprogramowanie sterujące umożliwia szybkie i łatwe przekazanie do użytkowania, konfigurowanie i monitorowanie procesu. (Źródło obrazu: Bosch Rexroth AG)
Łatwa konfiguracja interfejsów web HMI
W Cerasus opracowano modułowe oprogramowanie dla komórki robota, które obejmuje interfejs HMI.„To rozwiązanie dwa w jednym spotkało się z pozytywnym odbiorem naszego klienta, ponieważ pozwala zaoszczędzić miejsce na osobną maszynę i zwiększa elastyczność produkcji”, oznajmia Bösch. W obu przypadkach cały system sterowany jest przez platformę sterowania ctrlX CORE i dopasowane moduły we/wy ctrlX. Oprogramowanie CERAFLEX zaprogramowane w CODESYS przejmuje interakcję poszczególnych komponentów. WebIQ HMI integruje w przeglądzie maszyny również oprogramowanie sterujące Smart Function Kit niezależne od platformy. WebIQ umożliwia tworzenie interfejsów HMI dla ctrlX AUTOMATION nawet bez rozległej wiedzy programistycznej, co obejmuje łatwą kontrolę procesów na kilku wyświetlaczach. Aplikacja WebIQ interfejsu ctrlX World Partner Smart HMI działa bezpośrednio na ctrlX CORE. Sieć partnerska ctrlX World poszerza zestaw narzędzi do automatyzacji ctrlX AUTOMATION o sprzęt i nowe aplikacje, co przekłada się na maksymalną elastyczność.
Podstawa komórek montażowych w przyszłości
Cerasus wykorzystuje teraz sprawdzoną koncepcję CERAFLEX ze znormalizowanym procesem prasowania o regulowanej sile jako elastyczną podstawę do skutecznego tworzenia dalszych rozwiązań gotowych do użytku.„Nasz zestaw rozwiązań do prasowania i pomiarów jest wyposażony we wszystko, czego potrzeba do łączenia z monitorowaniem odległości i siły prasy, mówi Bösch.„Można przy tym z łatwością zintegrować dalsze kroki procesu, takie jak znakowanie, wyprowadzanie i testowanie komponentów. Obsługa oprogramowania sterującego jest bardzo intuicyjna i umożliwia łatwe i szybkie uruchamianie. Platforma do automatyzacji ctrlX AUTOMATION oferuje ponadto wysoki poziom integracji i zdolności do utrzymania się na rynku w przyszłości.
Patrząc wstecz, Bösch jest bardzo zadowolony z Smart Function Kit i platformy sterowania ctrlX CORE firmy Bosch Rexroth:„Zarówno sprzęt, jak i oprogramowanie spełniają obiecane parametry wydajności. Lokalne wsparcie w Szwajcarii i wsparcie oprogramowania w Niemczech działały sprawnie, wszystko też zostało dostarczone na czas. Dzięki Smart Function Kit i ctrlX AUTOMATION opracowaliśmy wyjątkowo ekonomiczne, niezawodne i elastyczne rozwiązania dla naszych klientów”.
Skontaktuj się z nami
Skontaktuj się z naszymi specjalistami, aby uzyskać więcej informacji i wsparcie.
Autor: Markus Geiger
Stanowisko: Kierownik ds. rozwoju kanałów, automatyka przemysłowa w Szwajcarii