worldwide | germany
PC Control 01 | 2013
PC Control 01 | 2013
worldwide | germany
Gépjárműipar: A vezérlőrendszer és a MES rendszer közötti tökéletes kommunikáció biztosítja a kiváló minőséget és a munkavédelmi szabványok betartását
Évente több mint egymillió elektronikus kézifék Az autókban a hagyományos kézifékeket egyre inkább lecserélik elektronikus parkolófékekre (electronic parking brakes - epb). Az epb-k automatikusan működésbe hozzák a féket parkoláskor, kiengedik azt lejtőn történő elinduláskor és automatikusan állítják a fékkábel hosszát. A Küster Automotive Control Systems GmbH (ACS) a Küster-csoport része, és az egyik piacvezető európában az epb szállítók körében. 2011-ben a vállalat jelentései szerint több mint 1,2 millió elektronikus fékrendszert gyártott. A négy gyártósor, amelyeken az epb-k készülnek, teljesen automatizált Beckhoff technológiát használ. A technológia kiemelendő pontjai az integrált, adatbázis alapú folyamatellenőrzés és az epb-k elektronikus kalibrációja.
6-tengelyes csuklós robot a ház szerelése közben. Ezt megelőzően az EPB-n belüli összes komponenst összeszerelik.
worldwide | germany
PC Control 01 | 2013
A Küster technológiát számos gyártó több millió autójában használják. A Küster alkatrészek között vannak mechanikus vagy elektronikus kézifékek, ablakemelők, teljes ajtórendszerek, valamint hangelnyelők és kipufogó hangtompítók. A Küster ACS 2003 óta használja a Beckhoff technológiát gyártólétesítményei automatizálására. Ma már a Küster ACS nagy vezérlőrendszereinek alapját képezi a Beckoff PC-alapú automatizálási technológiája. A gyártási, tesztelési és kalibrálási folyamatok dokumentálása Nem meglepő módon az EPB gyártás-automatizálásával és folyamatos ellenőrzésével kapcsolatos követelmények bonyolultak. Egyrészt a gyártásnál komoly kényszer van érvényben az árak csökkentésére, ami azt jelenti, hogy az összeszerelési folyamatnak alapkövetelményként hatékonynak és nagymértékben automatizáltnak kell lennie. Másrészt az elektronikus parkolófékek a biztonság szempontjából fontos járműalkatrészek, amelyekre szigorú tesztelési és dokumentálási követelmények vonatkoznak. Tovább bonyolítja a helyzetet az a tény, hogy az EPB-ket felszerelik egy, dedikált elektronikai rendszerrel, amely később kommunikál majd a járművel, tehát kalibrálni kell különböző üzemállapotokra (a lejtő szöge, fékezési görbék, stb.). A gyártás összes fázisa során - beleértve az anyagok szállítását is -, a különböző gyártási műveletekben, a kalibrációban, a funkcionális tesztekben, a kiszállításban részt vevő, valamint a gyártósorokon levő ellenőrző és tesztelő berendezések kommunikálnak egy központi adatbázissal a Beckhoff C6140-es típusú ipari PC-jén keresztül. Az ipari PC csatolórendszerként működik. Automatikusan összegyűjti az összes rendszerkomponensről jövő adatokat és kötegelt formában továbbítja azokat a szervernek. A csatolórendszer és az összeszerelő állomások közötti kom-
Elektronikus parkolófék (EPB) egy eredeti személykocsi hátsó tengellyel. A kép
munikáció a TwinCAT ADS-en keresztül zajlik. A C6140 ezenkívül a távoli kar-
mutatja a kábelek útját, beleértve a féknyeregnél levő fékkábeleket is.
bantartással és a diagnosztikai feladatokkal is foglalkozik. Az adatbázis adja ki a jóváhagyást minden vezérlőparancs számára és gondosan dokumentálja az összes gyártási és kalibrálási feladatot, valamint a későbbi funkcionális teszteket
lekérdezésenként. Az évente legyártott 1,2 millió EPB esetén (2011-ben eny-
is. Minden egyes EPB 100 %-ban tesztelésre kerül. “Ebben rejlik az eltérés a
nyi elektronikus parkolófék készült), az adattáblákban levő generált adatok
“normál” gyártástól, amelynél az alkatrészek összeszerelése és szállítása egy
mennyisége kb. 130 GB volt.
termelési terven alapul. A Küster-nél a készterméket – az EPB-t – mérik, és ha szükséges, korrekciós értékeket alkalmaznak” - magyarázta Oliver Barwitzki, a
Az EPB gyártás, a kalibráció és a vizsgálóberendezések irányítása csak-
Beckhoff frankfurti részlegénél dolgozó értékesítési csoport tagja. Az adatcsere
nem kizárólag (98%-ban) a Beckhoff automatizálási technológiájának al-
nagyon nagy sebességgel megy végbe: a terjedelemtől függően az adatbázis
kalmazásával történik. A Küster vezetőire mély benyomást tett a Beckhoff
lekérdezések válaszideje az irányító modulokban átlagosan 100 ms körül van
megoldás kis térigénye és rugalmassága, a folyamat nagy sebessége és a
A kalibrálórendszer vezérlőszekrénye
A motor és a sebességváltó egység előszerelése
PC Control 01 | 2013
worldwide | germany
A Küster Automotive Control Systems GmbH az egyik európai piacvezető az elektronikus parkolófékek (EPB) területén. A négy gyártósort, amelyen a fékeket gyártják, Beckhoff technológia alkalmazásával teljesen automatizálták.
lenyűgöző ár/teljesítmény arány. “A Beckhoff vezérlő platformjának egy másik
A Küster a Beckoff termékeinek teljes körét használja, amelyek teljesítmény
kiemelkedő elemét az a tény jelenti, hogy a tiszta szekvenciális folyamat-
tekintetében skálázhatók: a vezérlőeszközök tartalmazzák a BX sorozatú E-
szabályozás mellett, a méréstechnológiát (az erő és az elmozdulás mérését) is
thernet buszterminál-vezérlőket, a gyártósorok végén levő számítógépek pedig
integrálni lehetett a vezérlőrendszerbe.” mondta el Oliver Barwitzki. Egy további
a C6650-es generációt képviselő beágyazott PC-ket és ipari PC-ket. A szoftverek
előnyt jelent az a tény, hogy az EPB vezérlőelektronikával való kommunikáció
között a következők vannak: TwinCAT I/O, a TwinCAT PLC és a TwinCAT NC I.
közvetlenül a PLC-ről zajlik az FC5101-es plug-in kártyán és egy járműspecifikus
A közös nevezőt az jelenti, hogy minden vezérlő egyetlen hálózatban működik,
(11 vagy 29 bites CAN azonosítóval rendelkező) CAN busz-protokollon keresztül.
illetve együttműködik az adatbázissal. A Küster ACS nagymértékben támaszkodik a TwinCAT szoftverre. A TwinCAT NC I-et, például először 2010-ben használták egy, az EBP-k moduláris gyártására szolgáló gyártósor végén, amelyet Sanghajba szállítottunk. Az EPB-k házainak abszolút szorosan záróknak kell lenniük, mivel a járműveket rendszeresen éri víz. A tömítési folyamatot egy TwinCAT NC I vezérlővel működő XY táblázaton keresztül valósítják meg. Ez az egyetlen módja annak, hogy biztosítsák az állandó pályasebességet és a tömítőanyag folytonos alkalmazását.
Az EPB alkatrészei: legfölül a dőlésérzékelővel felszerelt vezérlő PCB. Középen az egyenáramú (DC) motor/hajtómű egység. A szorítóerőt forgó mozgás hozza létre az orsó hornyolt tengelyén keresztül, amit erőmérő szenzorral és egy vészkiengedő mechanizmussal is felszereltek. Az összes alkatrészt beépítik egy kész EPB-be, majd ezután tesztelik.
worldwide | germany
PC Control 01 | 2013
Az előtérben az EPB burkolatának fedele látható a termékmozgató kocsin, mögötte pedig egy PCB-vel felszerelt EPB ház. A következő lépés a motor/hajtómű egység felszerelése.
MES server
Ethernet (API) Ethernet (API)
End of Line (EOL)
Ethernet (API)
Industrial PC C6650
Coupling system (IPC)
PLC interface
PLC interface
TwinCAT PLC runtime
TwinCAT PLC runtime
I/O hardware FC310x, FC510x PROFIBUS
CANopen
Ethernet (ADS) Assembly 1
EtherCAT
Ethernet (ADS)
Ethernet (ADS)
Assembly 2
Assembly x
29 bit CAN identifier
EtherCAT Coupler Special devices
EtherCAT Terminals
EtherCAT Coupler
EtherCAT Terminals
Digital I/O Analog I/O RS232 PROFIBUS
I/O
Embedded PC
EtherCAT Terminals
Digital I/O Analog I/O RS232 PROFIBUS
Bus Terminal Controller
Bus Terminals
Digital I/O Analog I/O RS232
Interface Sensors
Küster EFB
Database
Mimicry
Sensors
Mimicry Sensors
Mimicry Sensors
…
PC Control 01 | 2013
worldwide | germany
Küster – rendszerintegrátor autóipari alkalmazásokhoz A németországi ehringshauseni székhelyű Küster-csoport, egy autóipari alkalmazásokra szakosodott nemzetközi rendszerintegrátor. Az 1926-ban alapított családi vállalkozás, kiemelt figyelmet fordít az üzemeltetésre, az ajtórendszerekre valamint sebességváltókra. A Küster termékek közös jellemzője a kábelezésen alapuló működés.
A rendkívül versenyképes autóipari beszállítói piacon való
erős pozícióját a cég az innovációhoz való elkötelezettségnek, a folyamatosan változó piaci körülményekhez való alkalmazkodóképességnek, a hatékony termelésnek, valamint a szigorú minőségi szabványok betartásának köszönheti. Az autóipari ágazatban a Küster több mint 30 autógyártót tart számon ügyfelei között, amelyek mindegyike neves európai márka. 2000 óta a Küster-csoport több mint duplájára növelte eladásait. 2011-ben a vállalat 3000 alkalmazottal 420 millió euró bevételt generált értékesítéseiből.
Kalibrált EPB-k a munkadarab-tartóban. Az utolsó alkatrész, amelyet rászerelnek a házra a jármű típusának megfelelő tartóelem.
Beckhoff vezérlés, mint szabvány
Kb. 100 vezérlő csatlakozik az adatbázishoz, ami azt jelenti, hogy hatalmas
A Beckhoff technológia alkalmazása a Küsternél egy olyan sikertörténet, amely
adatmennyiséggel kell megbirkóznia. Minden egyes elektronikus parkolófék e-
2003-ban az első EPB gyártásakor alkalmazott próbapadon kezdődött egy
setében kb. 250 mért értéket és tesztadatot tárolnak, ezek közül kb. 150 a végső,
kísérleti projekttel, és azóta is tart. A Beckhoff jó pontokat szerzett nyitott vezér-
gyártósor végi átvételi művelet során keletkezik. A dokumentáció biztosítja,
léstechnikai megoldásaival és rugalmasságával, és gyorsan a Küster szabványos
hogy csak jóváhagyott alkatrészeket használjanak, és a termék megfeleljen
vezérléstechnikai szállítójává vált. Ma már Beckhoff vezérlőket használnak
a legmagasabb minőségi és biztonságtechnikai követelményeknek. Minden
a teljes Küster-csoportban, és ez a felfelé ívelő trend továbbra is folytatódik.
egyes legyártott EPB esetében az összes alkatrészt vissza lehet követni és meg
Időközben a Küster előírta a Beckhoff technológiát szállítói számára is, és tech-
lehet tudni, hogy egy csavar, egy tömítés vagy egy készülékház melyik gyártási
nológiai szempontból a Küster és a Beckhoff közötti kapcsolat folyamatosan
tételből származik. Ez segít panasz esetén, ha egy szállítónak el kell fogadnia
fejlődik. Amikor a Lightbus protokoll már nem volt képes megfelelni a Küster
a minőségi hibákat, valamint a szállítás közben bekövetkező hibák esetén is
sebességgel szemben támasztott igényeinek, a Beckhoff éppen a megfelelő
hasznos. A nyomokat vissza lehet követni és pontosan ki lehet deríteni, hogy
időpontban fejlesztette ki az EtherCAT terepibuszt.
melyik gyártási tételek érintettek.
Kommunikáció a vezérlőrendszer és a MES rendszer között
A Küster mindig a technológiai fejlesztés élvonalában van az automatizálás
A vezérlési architektúrát annak a követelmények megfelelően alakították ki,
és a gyártási folyamatok ellenőrzése, és maga a termékfejlesztés tekintetében
hogy az EPB gyártás egyes lépéseit jóvá kell hagyni, tesztelni és dokumentálni
is. Erre egy példát jelent a közelmúltból a Kínában megvalósított EPB gyártás
kell. A rendszer, amely a termelést vezérli, itt is a rendszerszámítógépből, egy
távoli karbantartása. Termékfronton is vannak említésre érdemes fejlesztések.
vezérlőszekrényben elhelyezett C6650 típusú ipari számítógépből áll, amelyen
Az automatikus kipufogó- és akusztikus hangtompítókkal, amelyekben megvan
TwinCAT PLC automatizálási szoftver fut. A gyártási rendszer (Manufacturing
a lehetőség, hogy forradalmasítsák a kipufogó technológiát, a Küster készen áll
Execution System - MES) adatbázisa mindent dokumentál a folyamatban.
arra, hogy megjelenjen a piacon a következő lehetséges bestsellerrel. A Küster
Intenzív kölcsönhatások léteznek a Beckhoff vezérlő és a MES rendszer között.
gyártóberendezés divíziója már össze is szerelte az első gyártósort - természe-
Ehhez rövid időn belül egy megfelelő programozási interface-t építettek be az
tesen egy Beckoff vezérlőt alkalmazva.
iTAC software AG (ez utóbbi cég szállította az Oracle adatbázist) a Beckhoff és a Küster gyártóberendezés divíziója együttműködésével.
További információk www.kuester.net
