Intelligente transportsystemer med uafhængigt styrede shuttles baner vejen for masseproduktion i batchstørrelse en. Den eneste måde, det virkelig kan fungere på, er imidlertid, hvis du er i stand til drastisk at reducere programmeringsomkostningerne med intelligent systemsoftware - som B&R’s mapp Trak.
Produkter med et personligt præg er mere end blot iøjnefaldende: forbrugere har et stærkt ønske om at eje dem. Flere og flere producenter søger at sikre deres andel af massetilpasningsprofit ved at udstyre deres anlæg med intelligente, track-baserede transportsystemer. Massetilpasning er kun rentabel, hvis track-systemet er fleksibelt nok til at tilpasse sig produktvarianter eller helt nye produkter hurtigt og billigt.
Det intelligente ACOPOStrak transportsystem fra B&R gør netop det. Systemet har en modulær struktur - med fire grundlæggende track-elementer og divertere, der gør det muligt at morphe til stort set ethvert layout og som til enhver tid nemt kan tilpasses eller udvides. De elektromagnetisk drevne shuttles kan styres uafhængigt - selv når de er placeret på begge sider af en diverter.
Den meget skalerbare systemarkitektur giver mulighed for designs med track-længder på over 100 meter og med hundredvis af shuttles. Og stadigvæk: "På trods af track-systemets kompleksitet er det let at håndtere," forklarer B&R’s mechatronic technologies manager Robert Kickinger. B&R har forenklet processen med konstruktionen af ACOPOStrak-løsninger for at hjælpe både maskinbyggere og produktionsvirksomheder med at få deres produkter på markedet så hurtigt som muligt. "Når man minimerer mængden af ingeniørarbejde og de tilhørende omkostninger, kan man også opnå et attraktivt investeringsafkast," tilføjer Kickinger.
Kollision er umuligt
For at gøre det er mapp Trak-systemsoftwaren, der følger med ACOPOStrak-systemet, det, OEM’eren eller maskinoperatøren har brug for. "Denne software er resultatet af et stærkt arbejde af vores ’masterminds’ i udviklingsteamet," forklarer Robert Kickinger. De har mestret de komplekse matematiske opgaver bag den centrale ACOPOStrak-funktionalitet, herunder kollisionsundvigelse, opdeling og sammenfletning af produkt-flows ved fuld hastighed samt beregningen af optimale ruter.
Fritaget for at bekymre sig om disse opgaver, sparer applikationsudviklere værdifuld tid. Selv med produkter af forskellig størrelse og vægt er der ingen kollisioner. Produktstørrelsen kan konfigureres manuelt eller måles med sensorer, og mapp Trak justerer automatisk shuttle-controllerene for at forhindre kollisioner.
Procesorienteret programmering
En anden faktor, der væsentligt forenkler udviklingsprocessen, er procesorienteret programmering. Med mapp Trak beskriver applikationsingeniøren reglerne for hvordan shuttles skal opføre sig på tracket. Reglerne bliver aktive, når shuttles passerer virtuelle trigger punkter. Denne enkle metode, som er baseret på state machines, gør implementering af bevægelsessekvenser ekstremt effektiv.
Med ACOPOStrak er der ikke behov for at programmere akser og motion-profiler for hver shuttle individuelt - en prohibitivt tidskrævende opgave i tilfælde med hundredvis af shuttles og mange mulige ruter. n yderligere fordel ved procesorienteret programmering er, at shuttles kan tages af tracket eller tilføjes uden nogen ændringer i applikationssoftwaren.
Simulering til effektiv drift
De simuleringsfunktioner, der er integreret i mapp Trak, giver en klar visuel bekræftelse på, at systemet kører problemfrit. Udviklere kan teste med hvor mange shuttles og hvor hurtigt applikationen vil levere den højeste produktivitet. "De kan køre gennem mange scenarier på deres kontor-PC uden de begrænsninger og risici, der er forbundet med et reelt system," siger Kickinger. Softwaren, der kører på computeren på udviklerens kontor, er identisk med systemsoftwaren, der senere bruges i controlleren. Det er muligt at skifte frem og tilbage imellem simulering og reel drift til enhver tid.
B&R’s Scene Viewer-værktøj kan også bruges til at visualisere, hvordan shuttles interagerer med yderligere mekaniske elementer, såsom skruetrækkere, labellere eller robotter. Alt du skal gøre er at importere en STEP-fil af det respektive maskinelement og modellere dets bevægelse i rummet over tid. Dette gør det muligt for udvikleren ikke kun at simulere tracket, men også samspillet med yderligere maskinelementer. "Det er dette praktiske aspekt af mapp Traks simuleringsegenskaber, som vores kunder sætter pris på," bekræfter Kickinger.
"Og interaktionen med eksterne mekaniske elementer virker så godt," tilføjer han, "fordi ACOPOStrak ’bærer generne’ af ACOPOS servodrevfamilien." ACOPOS-familien har sofistikerede funktioner til drift af enkelt- eller multiaksesystemer samt omfattende muligheder til aksekobling.
Shuttles kan derfor være tæt koordineret med akser, der drives af ACOPOS servodrev med PLCopen-kommandoer, og vises som digital twins i Scene Viewer.
Robert Kickinger, Manager - Mechatronic Technologies, B&R
Maksimal fleksibilitet
Kunder har allerede bekræftet, at ACOPOStrak er nem at håndtere. Kickinger fortæller, at en kunde, der havde udvidet en eksisterende maskine med yderligere lineære motorsegmenter ved brug af ACOPOStrak, kun havde 15 minutters softwareudvikling, før maskinen var i gang igen. Det viser på imponerende vis styrken af ACOPOStraks programmeringskoncept, som er afkoblet fra hardwaren.
Med mapp Trak-systemsoftwaren kan produktdata tydeligt knyttes til den shuttle, som det pågældende produkt er placeret på. "Det giver dig den højeste grad af fleksibilitet," siger Kickinger. En produktspecifik data-log på en farmaceutisk produktionslinje kan for eksempel indeholde den nøjagtige sammensætning af det aktive indholdsstof og et unikt produkt ID. Det er også muligt at gemme datoen og klokkeslættet for hvert produkt, der passerer gennem hver behandlingsstation. Dette gør det nemt for applikationsingeniører at gennemføre FDA-kompatibel sporing.
Håndterbar kompleksitet
mapp trak garanterer tre ting: at shuttles ikke kolliderer, at de ikke krydser virtuelle barrierer, og at de konfigurerbare hastighedsgrænser overholdes. Med disse garantier har B&R den procesorienterede programmering og simuleringen inkluderet i softwaren gjort kompleksiteten af det fleksible ACOPOStrak transportsystem meget nemt for brugeren at håndtere. Dette gør det også muligt at implementere nye produkter på ACOPOStrak-linjer i enhver batch-size med lidt arbejdskraft og kort time-to-market. Dette er et afgørende aspekt for at vinde nye produktionsordrer med kort varsel.
mapp Trak-arkitekturen
Softwarearkitekturen for mapp Trak er opdelt i fire grundlæggende niveauer. Softwarearkitekturen for mapp Trak er opdelt i fire grundlæggende niveauer. Det laveste, segmentstyringsniveauet, styrer bevægelsen af shuttles placeret på det respektive segment.
I det næste lag, shuttle-kontrolniveauet, beregnes fx positions-setpoints for shuttles. Hvis applikations-
ingeniøren ønsker at forbinde shuttles til en ekstern akse eller til en anden shuttle, fx ved brug af PLC-funktionsblokke, er det på dette niveau. Det er også dette niveau, der håndterer shuttles, der tilføjes til og fjernes fra tracket - fx når ACOPOStrak anvendes i kombination med konventionelle transportbånd eller hvis shuttles tilføjes og fjernes af mennesker eller robotter.
Softwareelementer på det tredje niveau, logistisk kontrol, sikrer automatiseret ruteplanlægning fra behandlingsstation til behandlingsstation.
Det fjerde niveau er dedikeret til processtyring. Dette niveau repræsenterer også den programmerings-
grænseflade, hvor softwareingeniøren beskriver proces-flowet.
