cover | germany
PC Control 04 | 2013
PC vezérlés a fa és fa/fém nyílászáró gyárban
CNC megmunkáló központ: egy rendszerrel az egyedi késztermékekért Nagyobb rugalmasság, sebesség és hatékonyság a termelésben – ez volt a célja az ablakokat és ajtókat gyártó, francia Bieber gyárnak. Ezért megbízták a Koch Maschinenfabrik vállalatot, hogy új gyárat építsenek, mellyel még szerteágazóbb és rugalmas gyártást tudnak végezni. Ezt sok szakértelemmel, a beruházás melletti elköteleződéssel, valamint PC és EtherCAT alapú Beckhoff vezérléssel sikerült elérni. Ezen túlmenően még a Bieber nyílászárói is profitáltak a technológiai fejlődésből.
PC Control 04 | 2013
cover | germany
cover | germany
PC Control 04 | 2013
Több mint 50 éves tapasztalatával a németországi Leopoldshöhe székhelyű
épül, melyet az ablakgyártó követelményeire szabtak, beletartozott a PC vezérlő
Gerhard Koch Maschinenfabrik GmbH mára a bútor, ajtó és fa ablakgyártók
szoftverének házon belüli fejlesztése is.
csúcsminőségű gépeinek kiemelkedő beszállítójává vált. A cég fűrész, maró, fúró és különösképpen a ragasztó és dübelező gépekre specializálódott. Ez a
Teljes megmunkáló központ egy helyről
széleskörű tudás győzte meg a waldhambach-i Alstain székhelyű Bieber SA-t,
A gépgyártó Koch a Bieber gyártórendszerét teljes mértékben házon belül fej-
mikor a gyár modernizációja és az új gyártórendszer kivitelezése mellett dön-
lesztette. Csak a gyalu származik külső beszállítótól, de a Koch kérésére, ennek
töttek.
a berendezésnek az automatizálását szintén TwinCAT rendszerrel oldották meg. A Koch szóban forgó Winline-6 gépe 5 külön modulból áll, közbenső raktárból,
Minőség és rugalmasság, mint fő szempont
három megmunkáló egységből – Winline-600, Windoor-LU és Winline-6000 –
A Koch fő szempontja az új Winline-6 CNC megmunkáló központtal szemben
U-alakban elrendezve, valamint a középen elhelyezkedő szerszámcserélőből és
az volt, hogy biztonságos legyen, valamint, hogy tovább növeljék a gyártá-
transzfer rendszerből.
si minőséget és rugalmasságot, akár egy darabos tételnagyság mellett is. Mindkét követelmény kulcsfontosságú a fa ajtók és ablakok piacán. A vállalat
A Koch EtherCAT és TwinCAT NC I szoftvert alkalmazott az egyes részegységek
magán megrendelői sokszor egyedi termékeket rendelnek, kis vagy egy darabos
közötti adatátvitel és feldolgozás megvalósítására. Ez előfeltétel volt többek
szériában.
között a Winline-600 megmunkáló egység hidraulikus csavarnyújtóinak szervovezérelt, egymástól függetlenül működő tengelyeinek nagy pontosságú szin-
Az eredmény egy egyedi, moduláris famegmunkáló gép, melynek működ-
kronizációjához. “Mind a két Winline-600 megmunkáló egység hat független
tetetéséhez, mérete és komplexitása ellenére is, mindössze csak két gépkezelő
komponensből állhat, így egyidejűleg összesen tizenkettőből. A nagy termelési
szükséges. A fa ablakok minden elemét képes kezelni egészen a kész ablak
teljesítmény és a rövid ciklusidők nagyon gyors vezérlőtechnológiát követelnek.
elkészültéig – beleértve a fa/fém ablakok alumínium konzoljainak alkalmazását
Az NC vezérlőt 2 ms-os sebességű és pontosságú programmal, a bütykös tárcsa
is – így az ablak már kész is a bevonatolására. Annak ellenére, hogy a Bieber
tengelyeket akár 1 ms-ossal működtetjük” – magyarázta Oliver Bexte, a Koch
gyárba telepített gyártórendszer a Koch kipróbált és bevált moduláris gépére
szoftverfejlesztési vezetője.
PC Control 04 | 2013
cover | germany
A Koch szerszámcserélő rendszereivel minimálisra csökkenthető a feldolgozási idő, mivel a lemez cserélők az előretekintő funkciók révén rendelkeznek a rákövetkező feldolgozási lépésekhez szükséges eszközökkel, ezáltal megszüntetve a várakozási időt.
A különböző gépek a magasabb rendű adatokat valós idejű Ethernet csatlakozáson keresztül cserélik. A kommunikáció a fő számítógéppel, melyet a termelési adatok számítására és kiosztására, a munkadarabok követésére, valamint a szerszám menedzsmentre használnak, TwinCAT ADS-en alapul. A gyártórendszer komplexitását az automatizáltság fő adatai bizonyítják: Beckhoff C6140 vezérlőszekrény RAID rendszerű ipari PC-kkel biztosítja minden modul valamint fő számítógép vezérlését, melyek testreszabott Beckhoff érintőpaneleken keresztül vezérelhetők, amikhez további nyomógombos kezelőfelület is tartozik. A gyalut is számolva összesen 102 szervotengelyt kell vezérelni. Továbbá az EtherCAT rendszerben 1804 digitális input, 1516 digitális output, számos analóg I/O csatorna és TwinSAFE terminál – indítási zár és globális vészmegállítás miatt -, valamint számos más terminál található, mint az EL6001 az RS 232 eszközök csatlakoztatásához. (balról jobbra) Yves Kuhl, a Bieber üzemtervezője, Oliver Bexte, a Koch szoftver szakértője, és Philippe Beyer, a Bieber ügyvezető igazgatója a WINLine-600 meg-
Öt modul a termelési folyamathoz
munkáló egység előtt.
A Bieber gyártórendszerének első modulja a targoncákkal ellátott közbenső raktár, amely az akár 6 méter hosszú fa gerendák alapanyag ellátását biztosítja. A hulladék minimalizálása érdekében az alapanyagigényt a teljes megrendeléshez viszonyítják, nem a rendelkezésre álló egyes gerendákhoz. Egy megrendelés akár 196 különböző alkatrészből is állhat, melyeket a közbenső raktárban tárolnak. A komplex folyamatot négy AX51xx szervohajtás, négy EK1100 EtherCAT
cover | germany
PC Control 04 | 2013
csatoló, 28 digitális EL1004 input terminál, 37 digitális EL2004 output terminál, továbbá összesen 30 IP 67-es védelemmel ellátott, EP1008, EP2008 és EP2028 EtherCAT Box modul I/O csatorna vezérli. A rákövetkező Winline-600 modul három megmunkáló állomással rendelkezik, így egyszerre akár 6 munkadarab – melyek két szállítószalagon haladnak keresztül a gyártórendszeren – munkálható meg egymástól függetlenül. A megmunkálási folyamatokba beletartozik a fűrészelés – hulladék kezeléssel együtt -, horizontális dübel fúrás, illesztő furatok és sarokpántok fúrása, fedőlemezek beillesztése, homlokfelületek marása. A modult 13 AX51xx és 11 AX52xx szervohajtás, 12 EK1100 EtherCAT csatoló, 106 digitális EL1004 input terminál és 127 digitális EL2004 output terminál felügyeli és vezérli. A harmadik a modul a Windoor-LU, mely a hossz-függő fúrásokat és dübelezéseket végzi. Két AX51xx és AX52xx szervohajtás, négy EK1100 EtherCAT csatoló, 39 EL1004 EtherCAT terminál és 43 EL2004 EtherCAT terminál biztosítja a precíz
A Koch moduláris famegmunkáló gépe magában foglalja az ablakgyártáshoz
munkadarab pozícionálást és így a pontos fúrást és dübelezést. A Koch által fej-
szükséges folyamat összes lépését.
lesztett, karbantartás-mentes ragasztó adagolást felügyelő rendszer garantálja a nagyfokú gyártási minőséget a dübelek behelyezésekor. A munkadarabok keretprésbe való betáplálása előtti utolsó feldolgozóegység a
különösen a fontos és nagy igényeket támasztó észak-amerikai piacon, ahol
Winline-6000 berendezés, melyben az alkatrészek hosszanti profilozása történik
még Bill Gates is a vevőink közé tartozik. Fő szempontjaink így a rugalmasság,
először a külső, majd a belső oldalon. A szerszámelrendezés függvényében olda-
a nagyobb termelékenység és a növekvő minőség volt, ezért is akartunk egy
lanként összesen négy megmunkáló motort használhatnak. A rendszer speciális
új, innovatív gyártórendszert a Koch-tól. Időközben magától érthetődővé vált,
képessége, hogy a TwinCAT bütykös tárcsa modulnak köszönhetően mind a
hogy termékeink is technikai fejlődésen mentek át az új Koch gyártórendszernek
négy motor gyorsan és dinamikusan, külön-külön is fogásba mozgatható, illetve
köszönhetően.” – magyarázta Philippe Beyer, a Bieber ügyvezető igazgatója.
kiemelhető, ennek köszönhetően pedig a kialakított profilok alakváltásai simák
“A rövid átfutási idők támasztotta követelményeket sikerült optimálisan kielé-
és gyorsak, a profilozás közben nem kell a fő előtoló tengelyt megállítani. A
gíteni a nagy teljesítmények és a rendszeren belüli rövid pozícionálási időnek
vezérlő egység 20 AX51xx szervohajtásból, 14 AX52xx szervohajtásból, négy
köszönhetően. Átlagosan két munkadarab készül el percenként, 800 ablak elem
EK1100 EtherCAT csatolóból, 238 EL1004 EtherCAT Terminálból és 152 EL2004
műszakonként. Továbbá a Koch rendszere számos innovatív funkciót nyújt, mint a
EtherCAT terminálból áll.
profil változtatások, melyeket az előző, önálló géppel nem tudtunk megvalósítani. Mindezek fölött a végtermék egy olyan elem, melyben minden furat és dübel
Az ötödik modul a szerszámcserélő rendszer, mely a Winline-600 és a Winline-
megtalálható, csak egyszerűen be kell őket nyomni a helyükre.” – mondta Yves
6000 megmunkáló berendezések között helyezkedik el. A transzfer modullal
Kuhl, a Bieber üzemtervezője.
szolgálja ki a megmunkálók összesen 10 cserélőjét, a következő megmunkálásnak megfelelően. A rendszert a főszámítógép vezérli az előretekintő funkciónak
A PC-alapú Beckhoff vezérlés a Bieber-nél már korábban is bizonyított a min-
köszönhetően. Ezzel a módszerrel az állásidők megszűntek, a gyártási idő to-
dennapi gyakorlatban, ahogy Ralf Steube, a Koch ablak és ajtó gyártó gépeinek
vább rövidült. A modulban 23 AX5xx szervo hajtást alkalmaztak.
fő tervezője magyarázta: “Két gépünk, melyet Beckhoff vezérléssel láttunk el már több mint tíz éve került üzembehelyezésre a Bieber-nél és mind a mai
Optimálisan megvalósított vevői igények
napig teljesen megbízhatóan működnek. A PLC által vezérelt rendszerek ebből
A magas minőségű nyílászárók iránti kereslet jelenti azt a mércét, melyet az új
következően már a múlthoz tartoznak. Az új gyártórendszerrel a Bieber újra
gyártórendszerrel szemben támasztottak. A magas minőségről ismernek minket,
profitálhat a PC-alapú vezérlés nyújtotta szakértelemből.”
PC Control 04 | 2013
cover | germany
A nagy szakértelemmel rendelkező francia Bieber cég számára a kiváló minőségű fa ablakok gyártásának legfontosabb követelménye a precizitás és a rugalmasság.
Oliver Bexte, a Koch szoftver szakértője hozzátette: “Az új egység a Bieber teljes gyártásának 80%-át lefedi. A gyors reakció teljes leálláskor létfontosságú. Ez az egyik ok, amiért a Beckhoff rendszereit használjuk. Ugyanazokat a PC-ket, EtherCAT csatolókat, I/O csatornákat használjuk mindenhol a gépen, így a meghibásodott egységeket is gyorsan és egyszerűen tudjuk cserélni, gyakran anélkül, hogy a szerviztechnikust kellene értesítenünk.” Philippe Beyer egy másik előnyt is lát: “A PC-alapú technológia az ERP rendszerünkkel is kommunikál. Minden gyártási információ közvetlenül az ERP rendszerből elküldhető a Koch főszámítógépére, így a gyártórendszer optimálisan illeszkedik a vállalati hálózatba. Az elkövetkező évben újjá akarjuk építeni vállalati adathálózatunkat, mely az új gyártórendszernek köszönhetően a folyamat és anyagáramlási optimalizálásból eredően sokkal egyszerűbb feladat lesz.”
Az egyedi gépmodulokhoz tartozó C6140 vezérlőszekrények testreszabott Beckhoff érintőpaneleken keresztül vezérelhetők, amikhez további nyomógombos kezelőfelület is tartozik.
Bővebb információ: www.kochtechnology.de www.bieber-bois.com
