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PC-basierte Steuerung für die Umformtechnik

29.09.2008
Die blechverarbeitende Industrie boomt. Zunehmende Produktvielfalt, stark schwankende Losgrößen und ausgeprägtes Kostenbewusstsein erfordern im weltweiten Wettbewerb ein Höchstmaß an Flexibilität. Genau hier bietet die PC-basierte Steuerungstechnik mit schneller Ether-CAT-Kommunikation laut Beckhoff entscheidende Wettbewerbsvorteile: skalierbare und flexible Lösungen mit hoher Performance und hoher Präzision.

So unterschiedlich die Größe und Form von Blechteilen, so vielfältig sind auch die Bearbeitungsprozesse, angefangen vom Walzen, Schneiden, Prägen, Falzen, Ziehen, Fügen und Reinigen bis hin zum Veredeln der Oberflächen. Die Herstellung erfolgt an Bearbeitungsmaschinen, in Pressen, in Stanzen, in Bearbeitungszentren oder in vollautomatischen Fertigungslinien, die außer der reinen Blechbearbeitung auch Handhabungsgeräte, Lager, automatische Materialzuführung und die Einbindung ins Firmennetzwerk umfassen.

Hoch produktiv, präzise, reproduzierbar und kostengünstig sollen die Fertigungssysteme arbeiten. Voraussetzung dafür sind optimal aufeinander abgestimmte Prozesse mit geringen Stillstands- und Rüstzeiten. Große Kräfte bei gleichzeitig hohen Geschwindigkeiten, wie sie beim Pressen erforderlich sind, verlangen außerdem eine anspruchsvolle Regelungstechnik. Serienmaschinenhersteller fordern zusätzlich Ausbaufähigkeit und Flexibilität, um Kundenwünsche einfach und kostengünstig erfüllen zu können.

Skalierbares Produktspektrum erlaubt maßgeschneiderte Steuerungs-Konzepte

Das skalierbare und modular aufgebaute Beckhoff-Produktspektrum erlaubt nach Herstellerangaben maßgeschneiderte Lösungen bezüglich Rechenleistung, Komplexität und Kosten, die – im Vergleich zu herkömmlichen Steuerungen – die Produktivität und Flexibilität von Blechbearbeitungsmaschinen deutlich steigern. Weltweit kommen in vielen Anwendungen in Pressen, Schneid-, Biege- und Schweißanlagen die Vorteile PC-basierter Steuerungstechnik zum Einsatz: alle Prozesse, von der Steuerung über die Regelung, Motion und HMI laufen auf einem PC.

Die hohe Prozessorleistung der PC-Technik ermöglicht die Eliminierung von Spezialhardware: So können zum Beispiel Positions- und Druckregler für hydraulische Ventile durch Software ersetzt werden. Selbst komplizierteste regelungstechnische Algorithmen soll der PC ohne Leistungseinbußen rechnen und zudem noch genügend Performance für weitere Funktionen, wie messtechnische Aufgaben, zur Verfügung stellen. Aufwändige und teure Spezialregler und Hardware-SPS mit eingeschränkter Flexibilität bei der Programmierung können weitgehend entfallen.

Schnell, präzise und wiederholgenau müssen Blechbearbeitungsprozesse sein. Genau das richtige Einsatzfeld für Ether-CAT. Konventionelle Feldbussysteme werden einfach über Gateways im Ether-CAT-I/O-System integriert. Ether-CAT bietet volle Ethernet-Kompatibilität, maximale Nutzung der Ethernet-Bandbreite und Echtzeiteigenschaften. Die Vorteile von Ether-CAT für Blechverarbeitungsanlagen liegen unter anderem bei der höheren Geschwindigkeit beim Stanzen, Prägen oder Lasern, da Aktoren mit exakt definierter Vorhaltezeit mit einer Genauigkeit von

Weitere Vorteile ergeben sich beim Einsatz vieler Achsen, synchronisiert durch die Ether-CAT-Distributed-Clocks, mit einer reproduzierbaren Genauigkeit im Nanosekundenbereich, zum Beispiel beim Biegen von Blechen durch mehrere, synchron aufeinander abgestimmte Achsen. Distributed-Clocks synchronisieren nach Herstellerangaben präzise die Ether-CAT-Teilnehmer, wie Achsen, Ziehkissenregler oder Gleichlaufsteuerungen von Hydraulikzylindern.

Komplexe Algorithmen in Twin-CAT einfach programmieren

Zur präzisen Bearbeitung von Blechen durch Biegen, Stanzen, Prägen, Schneiden oder Fügen müssen mehrere Achsen wiederholgenau synchronisiert werden. Die Software Twin-CAT NC und Twin-CAT CNC ersetzen laut Beckhoff die gesamte Bewegungssteuerung aller Servoachsen, sei es Vorschub, Stößel oder Transfer. Die Maschinenbauer können dabei ihr anlagenspezifisches, regelungstechnisches Know-how einbringen und die Blechverarbeitungsprozesse individuell gestalten. Selbst komplexe Algorithmen, wie sie beim Biegen vorausgesetzt werden, sollen sich einfach in Twin-CAT programmieren lassen.

Umfangreiche Twin-CAT-Bibliotheken mit Temperaturreglern, Nocken- und Hydrauliksteuerungen, Fliegender Säge und Kurvenscheiben vereinfachen die Programmierung. Aus der Twin-CAT-SPS heraus lassen sich Antriebe mit der Motion-Control-Library, Kurvenscheiben, gemäß VDI-Richtlinie 2143, mit Twin-CAT NC Camming oder Temperaturkompensationen mit der Twin-CAT-PLC-Temperature-Controller-Library nach der PLC-open programmieren.

Beckhoff Automation GmbH auf der Euroblech 2008: Halle 11, Stand G13

Alexander Strutzke | MM MaschinenMarkt
Weitere Informationen:
http://www.maschinenmarkt.vogel.de/themenkanaele/automatisierung/fertigungsautomatisierung/articles/146401/

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