• Strona www
  • Numer modelu
  • Numer seryjny
Login
Zalogowany jako UżytkownikWyloguj się
Ładowanie...
Polski

Please choose your country:

B&R Logo

Kształtowanie rzeczy

Zimmer Kreim_Chameleon handling system #1

Systemy transportu

Zimmer & Kreim jest dostawcą kompleksowych rozwiązań technologicznych: od systemów do obróbki elektroerozyjnej i transportu do oprogramowania warsztatów produkcyjnych. Gdy producent postanowił rozbudować swój system Chameleon przeznaczony do transportu produkcyjnego, musiał zmierzyć się ze skomplikowanymi wymaganiami nowej dyrektywy maszynowej dotyczącymi bezpieczeństwa. Firma Zimmer & Kreim znalazła odpowiednie rozwiązanie problemu łącząc, opracowaną przez B&R, zintegrowaną technologię bezpieczeństwa z otwartym protokołem czasu rzeczywistego fieldbus POWERLINK.

"W 1985 roku ludzie śmiali się z nas, gdy jako pierwsi używaliśmy zmieniarek elektrod do drążenia elektroerozyjnego", wspomina Klaus Kreim, wspólnik w Zimmer & Kreim. Żarty skończyły się jednak dość szybko. W porównaniu z innymi procesami obróbki, proces elektroerozyjny przebiega bardzo wolno. Dlatego zautomatyzowana zmieniarka elektrod dała firmie Zimmer & Kreim wyraźną przewagę: umożliwiała obróbkę na nocnej zmianie, i to bez przerwy, znacznie zwiększając wielkość produkcji.

Uniwersalny system Chameleon do transportu produkcyjnego służy do niezawodnego podawania elementów obrabianych, elektrod i narzędzi frezarskich na różne maszyny.

Kształtowanie rzeczy

Obróbka elektroerozyjna jest procesem produkcyjnym który polega na usuwaniu materiału z obrabianego elementu przewodzącego elektryczność za pomocą wyładowań elektrycznych, lub prościej mówiąc, iskier. Istnieje kilka technologii pracy na obrabiarkach elektroerozyjnych: wycinanie drutem (WEDM), elektroerozyjne wiercenie otworów o małym świetle lub drążenie elektroerozyjne (EDM).

Zimmer & Kreim jest wiodącym na rynku dostawcą maszyn do drążenia elektroerozyjnego. Produkowany przez firmę system Chameleon jest w pełni zautomatyzowanym rozwiązaniem transportu produkcyjnego elementów obrabianych, elektrod i narzędzi frezarskich, podającym je do maszyn i zasobników bez przerywania ruchu zasilanych urządzeń, a także działającym w pionie i poziomie. Chameleon doprawdy jest "kameleonem": można go dopasować do różnych technologii produkcyjnych i zintegrować z różnorodnymi maszynami produkcyjnymi, np. wycinających drutem lub drążących elektroerozyjnie. System zapewnia nieprzerwany przepływ materiałów w całym łańcuchu technologicznym produkcji narzędzi i form wtryskowych, umożliwiając nawet realizację ostatecznego etapu mycia i osuszania przed kolejnym cyklem pracy. Zalety są oczywiste: krótszy czas obróbki, a tym samym znaczny wzrost wydajności produkcji.

Elektrody maszyny elektroerozyjnej wytwarzają iskry między narzędziem i elementem obrabianym. Kształt elektrody narzędzia jest negatywem produkowanego kształtu elementu obrabianego. Technologia umożliwia obróbkę dowolnych produktów, od klocków Lego, poprzez deski rozdzielcze do samochodów, czy butelki do szamponu. Od produkcji zabawek po przemysł samochodowy lub opakowaniowy. Niewiele jest gałęzi przemysłu, w których nie używa się EDM. "W technologii tej wykonywane są najprostsze produkty codziennego użytku", podkreśla Kreim. Elektroda narzędzia jest frezowana, a następnie trafia poprzez system transportu do maszyny pomiarowej, ta z kolei sprawdza wymiary i punkt zerowy elektrody, po czym potwierdza czy narzędzie wykonano w odpowiedniej jakości.

Zimmer Kreim_Chameleon handling system #2
Ruch robota Chameleon:

Pracować lepiej i szybciej niż konkurencja

Obecnie wyczerpano możliwości optymalizacji mechaniki obróbki elektroerozyjnej. Można budować dalszą przewagę konkurencyjną w tej technologii skupiając się na detalach, np. zwiększając moc obliczeniową układów sterowania. Awaria komputera sterowniczego może w najgorszym przypadku zmienić obrabiarkę elektroerozyjną w spawarkę łukową, tj. sprawić, że materiał będzie dodawany do elementu obrabianego, zamiast z niego usuwany. Ryzyko uszkodzenia powierzchni obrabianych w wyniku powyższego błędu wymaga ciągłego nadzorowania impulsów napięcia na elektrodach elektroerozyjnych.

Służy do tego konwerter analogowo-cyfrowy, który próbkuje impulsy 10 razy szybciej niż wynosi ich szerokość w czasie, a tym samym sprawdza tysiąc punktów pomiarowych w ciągu mikrosekundy. Przedmiotem pomiaru jest amplituda impulsów napięciowych. Jeżeli impuls pojawia się ze zwłoką, należy wywołać go ponownie, aby trwał tak długo, jak potrzeba. Od tego zależy jakość wykończenia przedmiotu obrabianego. Zbyt niskie napięcie (poniżej 5 V) zachowuje się jak zwarcie elektryczne, zaś napięcie zbyt wysokie (powyżej 24 V) nazywa się napięciem obwodu rozwartego. Wartość napięcia mierzona jest za pomocą oscyloskopu, który najpierw przyjmuje odczyt bazowy, a następnie nadzoruje powierzchnię obrabianą.

Krótkie impulsy napięcia (trwające ok. 1 µs) dają powierzchnię gładszą, ale jej obróbka trwa długo.

Zimmer Kreim_project team and BnR sales
Miodrag Veselic (B&R), Jan Hendrik Heilmann (B&R), Volkmar Marquardt (Kierownik Działu Konstrukcyjnego), Klaus Kreim (wspólnik) oraz Michael Frank (Główny Developer Oprogramowania)

Tworzenie systemu rozproszonego z pomocą B&R

"Nasz system transportu produkcyjnego Chameleon istnieje już od 2007 r., lecz w chwili jego narodzin całość technologii zabezpieczeń, tj. obwody wyłączników awaryjnych, bariery świetlne i inne urządzenia ochronne stanowiły system dyskretny", zauważa Volkmar Marquardt, kierownik działu konstrukcyjnego Zimmer & Kreim.

"System transportowy był skalowalny od samego początku, ale maksymalnie do dwóch maszyn. Następnie szybko go rozbudowaliśmy. Obecnie mierzy 23 metry długości, a obejmuje 9 maszyn i 12 magazynków narzędzi. Ze względu na rosnące obostrzenia w zakresie bezpieczeństwa i nową dyrektywę maszynową musieliśmy postawić na system rozproszony i znaleźć partnera, który pomógłby nam go stworzyć", kontynuuje Marquardt.

W firmie Zimmer & Kreim wiedziano od początku, że system rozproszony należy opracować z jej wieloletnim partnerem technologicznym a obecnie głównym udziałowcem: firmą Indel.

Większe bezpieczeństwo dzięki POWERLINK i openSAFETY

Indel wybrał B&R spośród dostawców ubiegających się o kontrakt. "Decyzję o udzieleniu zamówienia B&R podjęto dość szybko", mówi Marquardt. "Uzasadniała ją zwłaszcza łatwość, z jaką Indel wdrożyłby POWERLINK, a także fakt, że rozwiązanie firmy B&R gwarantowało wszystkie wymagane funkcje bezpieczeństwa."

Rozwiązania B&R w zakresie bezpieczeństwa umożliwiły zaprojektowanie całej linii technologicznej w systemie modułowym, którego podsystemy porozumiewają się za pomocą protokołów openSAFETY i POWERLINK. Urządzenia konfigurowane są w środowisku Automation Studio, zaś aplikacja bezpieczeństwa sterownika SafeLOGIC została napisana w edytorze wizualnym SafeDESIGNER. Jest to integralny komponent środowiska deweloperskiego Automation Studio, zapewniający bezpieczeństwo i niezawodność programowania wymagających szczególnej uwagi funkcji ochrony personelu i urządzeń.

Wszelkie modyfikacje systemów bezpieczeństwa podlegają ścisłej ochronie z wykorzystaniem restrykcyjnych procesów wprowadzania zmian. Wszelkie modyfikacje systemów bezpieczeństwa podlegają ścisłej ochronie z wykorzystaniem restrykcyjnych procesów wprowadzania zmian.

Firma Zimmer & Kreim korzystała z magistral światłowodowych, zanim wprowadziła POWERLINK. Sieć elektryczna miała topologię gwiazdy, a optyczna – pierścienia. Usuwanie usterek w takiej konfiguracji było istnym koszmarem. Firma Zimmer & Kreim korzystała z magistral światłowodowych, zanim wprowadziła POWERLINK. Sieć elektryczna miała topologię gwiazdy, a optyczna – pierścienia. Usuwanie usterek w takiej konfiguracji było istnym koszmarem. Protokół POWERLINK pozwala producentowi łączyć topologię gwiazdy i pierścienia ze sobą i dowolnie wprowadzać zmiany w konfiguracji. "Teoretycznie mogliśmy wybrać inne systemy magistrali, ale spełniały tylko podstawowe wymagania i brakowało im funkcji bezpieczeństwa. Mówiąc wprost, nie rozwiązywały problemu", oświadcza Marquardt.

Nowe rozwiązanie dla Zimmer & Kreim uwzględnia sterownik B&R SafeLOGIC, który wykonuje aplikację bezpieczeństwa. Funkcjonalne i ochronne I/O sterownika można łączyć w elastyczny sposób, wedle topologii integrowanej maszyny. W sieci I/O bezpośrednio zintegrowano zaciski sygnalizacyjne dla zaworów. Rozwiązanie pozwala ograniczyć liczbę modułów I/O i ilość okablowania, a to przekłada się na niższe koszty produkcji maszyny.

ZimmerKreim_Marquardt Volker


 

"Teoretycznie mogliśmy wybrać inne systemy magistrali, ale spełniały tylko podstawowe wymagania i brakowało im funkcji bezpieczeństwa. Volkmar Marquardt, Kierownik Działu Konstrukcyjnego, Zimmer & Kreim

Spójna jakość na całym świecie

Zimmer & Kreim ma niewielu konkurentów z branży. Większość z nich pochodzi z Niemiec, Austrii i Szwajcarii, choć ostatnio do gry dołączają firmy z Japonii.

"Niemieccy producenci co chwilę próbują ciąć koszty przenosząc produkcję do Chin", mówi Kreim. "Jednakże gdy w grę wchodzi przede wszystkim precyzja wykonania, produkty z Chin nie trzymają norm jakości i wracają do wykonawcy. Problemy z technologią, a tym samym jakością, wynikają z niedostatecznych kwalifikacji pracowników."

Niedawno znany producent elektroniki złożył zamówienie w firmie Zimmer & Kreim. Zrealizowano je w ciągu pół roku, wysyłając do Azji cztery w pełni zautomatyzowane systemu produkcyjne. Kontrakt okazał się wielkim sukcesem dla firmy z Hesji i jej 80 pracowników.

openSAFETY

openSAFETY to pierwszy otwarty i jedyny faktycznie niezależny od magistrali standard bezpieczeństwa dostępny dla wszystkich przemysłowych rozwiązań sieci Ethernet i technologii fieldbus. Technologia ta ułatwia wdrażanie rozwiązań bezpieczeństwa zgodnie z obowiązującą dyrektywą maszynową 2006/42/WE oraz innymi aktualnie obowiązującymi normami. Wykorzystujący zasadę "czarnego kanału" protokół openSAFETY, to jedyny na świecie protokół bezpieczeństwa umożliwiający bezpieczny transfer danych przez każdą sieć fieldbus. o krok wyprzedza pozostałe protokoły jeśli chodzi o czas reakcji. Integracja protokołu POWERLINK jeszcze bardziej skraca czas reakcji systemu i znacznie zwiększa dostępność ruchową maszyn i linii produkcyjnych.

Pobierz artykuł jako PDF:

Ejemplo
Share
Nasza strona internetowa używa plików cookies (tzw. ciasteczka) w celach statystycznych, reklamowych oraz funkcjonalnych. Dzięki nim możemy indywidualnie dostosować stronę do twoich potrzeb. Każdy użytkownik może zaakceptować pliki cookies albo ma możliwość wyłączenia ich w przeglądarce, dzięki czemu nie będą zbierane żadne informacje. Więcej informacji znajdziesz w Polityce Prywatności.