Úton a digitalizálás felé – új orsótesztelő mérőpad
Tesztadatok optimalizálása PC-alapú vezérléssel
A motortengelyeknek rendkívül magas minőségi követelményeknek kell eleget tenniük. A svájci Herzogenbuchsee-ben székelő Fischer AG ezért a kiszállítás előtt minden egyes tengelyt rendkívül részletes tesztprogrammal ellenőriz. A vizsgálat gyorsítására, valamint a mérési adatok mennyiségének és minőségének növelésére a vállalat új, a Beckhoff PC-alapú technológiájára épülő mérőpadot fejlesztett ki. A Fischer AG ezzel nagy lépést tett a digitalizálás felé.
A Fischer AG egy harmadik generációs családi vállalkozás, amely 2019-ben ünnepelte alapításának 80. évfordulóját. Első néhány évében a cég egyszerű szíjhajtásos csiszolóorsókat fejlesztett, többek között saját alkatrészgyártása számára. Ma már a gépgyártás minden területén kínál termékeket, például csiszológépekhez, esztergákhoz, valamint a repülés- és űrtechnikában használt szerkezeti elemeket kivágó, kifinomult gépekhez. Kínálata tovább bővült a járműiparban használt üzemanyagcellák levegőellátásához szükséges légcsapágyakkal, valamint a Fischer által Tajvanban gyártott, tengelyekre szerelt marófejekkel. „Szabadalmaztatott hűtéssel ellátott orsóink ebben a méretben egyedülállóak a piacon – ez a csúcskategóriájú termék ultrapontos formák megmunkálásához szükséges” – magyarázza Stefan Schneider, a Fischer AG technológiai igazgatója. Ezek a termékek egy jellemzően kis volumeneket követelő piaci rés igényeit szolgálják ki.
Az új mérőpad kifejlesztésének egyik fontos célja az adatgyűjtés minőségének javítása volt, a begyűjtött tesztadatok mennyiségének és megbízhatóságának fokozása érdekében. A régi mérőpaddal nehéz volt az adatok összehasonlíthatóságát biztosítani, mivel a központi hűtőrendszer több mérőállomáson volt elosztva. Az új mérőpad nemcsak jobb minőségellenőrzést tesz lehetővé és megbízhatóbb adatokat szolgáltat, hanem az átbocsátást is gyakorlatilag megkétszerezte. „Az új orsótesztelő projektjénél úgy döntöttünk, hogy a gyors vezérléstechnikát és a teljes vezérlési intelligenciát a Beckhoff automatizálási elemeiből építjük meg” – részletezte Adrian Flükiger, a mérőpadépítési csoport vezetője. Hozzátette, hogy a döntésnél fontos kritérium volt a Beckhoff PC-alapú vezérléstechnológiájának nyílt jellege, valamint az, hogy milyen sebességet nyújt a rendszer és milyen működési jellemzőkkel bír.
A teljes folyamatot lefedő összetett orsótesztelő mérőpad a Beckhoff PC-alapú automatizálási rendszerére épül
100%-os tesztelés tartalékolt mérőcsoportokkal
„A minőségvizsgálat során 100%-os teljes körű ellenőrzést végzünk. Minden egyes legyártott orsót többórás vizsgálattal ellenőrzünk” – fejtette ki Stefan Schneider. A mérőpad két tartalékolt csoportból áll, és mindkettő hat független mérőállomást tartalmaz. Mindegyik csoportot egy-egy Beckhoff C6250 típusú, szekrénybe épített ipari PC vezérli. Ezenfelül mindegyik mérőállomás tartalmaz egy C6920 típusú, vezérlőszekrénybe szerelt ipari PC-t, valamint egy CP3919 típusú, többérintéses, karra szerelt, CP-Link4 kapcsolaton keresztül csatlakoztatott kezelőpanelt. A tesztállomáscsoportok tartalékolt kialakításának célja a teljes rendszer lehető legnagyobb fokú hibatűrésének biztosítása volt.
A kívánt tesztparamétereket egy adatbázis tárolja. A rendszer leolvassa a mérőpadba behelyezett orsó vonalkódját, majd automatikusan betölti a megfelelő paraméterkészletet. Ezután az orsó végighalad a paraméterkészletben definiált ciklusokon, amelyek egy felfutási, egy műveleti és egy ellenőrzési fázisból állnak. Mindegyik mérőállomáson 257 érzékelő szolgáltat adatokat finom felbontással, amelyeket a rendszer exportál, tömörít és elemez. Ezután az adatok a világon bárhonnan lekérdezhetők egy adatbázisból. „Az új mérőpad és az általa szolgáltatott, kiváló minőségű adatok lehetővé teszik, hogy több azonos típusú orsó eredményeit egymásra helyezve jobban észrevehessük a rendellenességeket” – fejtette ki Adrian Flükiger. – „Javul ezáltal a minőség és csökken a visszáruzott hibás orsók száma, mivel ilyeneket eleve nem is szállítunk.”
A begyűjtött adatok minősége és megbízhatósága nagyon fontos, mivel a vállalat számára egyre jelentősebbé válik az adatelemzés és a digitalizálás. Két alkalmazott teljes munkaidőben ezekkel a témákkal foglalkozik. „A nagyfelbontású naplózás és a mérésadatok összehasonlíthatósága lehetővé teszi mintázatok felismerését, és ennek eredményeként új minőségi kritériumok felállítását” – nyilatkozta Stefan Schneider. – „Példa erre a csapágyak hőmérsékletének elemzése. Korábban csak a határértékeket figyeltük; az ezek alatti ingadozásokat észlelni sem tudtuk. Az új mérőpadon az ilyen rendellenességek is észlelhetők.”
Az inkább „vezérlőteremként” működő vezérlőszekrényben a 12 mérőállomás vezérlői két, egyenként hat állomást tartalmazó, egymástól független csoportba vannak rendezve
Megelőző karbantartás és hálózatba kapcsolás
A mérőpad már egy éve fut problémamentesen mind a 12 mérőállomással, és ennek így is kell maradnia. Ezért nemcsak az orsók mérésadatait gyűjtjük, hanem a rendszer karbantartást igénylő elemeinek állapotát is követjük, például a szűrőkét. Ahogy Adrian Flükiger kifejtette: „A régi mérőpadok idején a tervezett karbantartásokat Karácsonyra vagy a nyári szünetre ütemeztük be. Ezen változtatni akarunk. Az új rendszernek mindig garantáltan rendelkezésre kell állnia, ezért a karbantartást igénylő elemek állapotát figyeljük, és szükség esetén lecseréljük őket. Például, figyeljük és naplózzuk az ipari PC kihasználtságát. Ha egy számítógép kihasználtsága tartósan 90% körüli, akkor ennek okát megkeressük és megszüntetjük.” Szükség esetén egy ipari PC nagyobb időráfordítás nélkül lecserélhető a Beckhoff széles termékkínálatának egy másik, nagyobb számítási teljesítményű eszközére, mivel a telepített rendszerek tükrözöttek, és egyszerűen rátölthetők az új PC-re.
Újdonság az is, hogy a mérőpad hálózatba köthető – a régi mérőpadnál minden beállítást manuálisan kellett a helyszínen elvégezni. Ezzel szemben az új mérőpad távoli eléréssel optimalizálható, és kamerák biztosítják a megbízható működéshez szükséges képeket. A Fischer AG gyakran él ezzel a lehetőséggel, mivel a mérőpadot több műszakban és hétvégeken is használja.
A TwinCAT 3 szolgáltatásai megkönnyítik a mérőpad fejlesztését
A vállalat a korábban használt, teljesítőképességbeli problémákkal küzdő grafikus programozási rendszerről átváltott az objektumorientált C# programozási nyelvre. A C# programozás a TwinCAT 3.NET felületén keresztül történik. „A szoftverfejlesztésnél rendkívül hasznosnak bizonyult a TwinCAT egy másik képessége is, mégpedig az, hogy több alkalmazáspéldány futtatására képes. Tizenkét mérőállomás van, de a kódot csak egyszer kell megírni, mivel több példányban futtatható. Ezzel rengeteg idő és programozási munka takarítható meg” – fejtette ki Adrian Flükiger.
Flükiger elmondása szerint az új mérőpad üzembe helyezésénél különösen hasznos volt a szoftverben megvalósított TwinCAT 3 Scope nevű oszcilloszkóp, amely teljeskörűen integrált a TwinCAT vezérlési architektúrájába, és egy grafikonrajzolóval lehetővé teszi a jelgörbék egyszerű megjelenítését: „A TwinCAT 3 Scope oszcilloszkópon gyakorlatilag valós időben láthatjuk az összes terminál jelét. Ennek a nagy előnyét csak a fejlesztés során ismertük fel. Óriási segítség, ha üzembe helyezés vagy hibakeresés közben össze tudjuk hasonlítani a jeleket.”
Stefan Schneider, a Fischer AG technológiai vezetője (bal oldalt) és Adrian Flükiger, a Fischer AG mérőpadépítési csoportjának vezetője (jobb oldalt) Andreas Iseli, a Beckhoff Lyssach-i irodája vezetőjének (középen) társaságában
A nyílt vezérléstechnika sokféle buszrendszert támogat
Az új mérőpad fő buszrendszere az EtherCAT, de egyes nélkülözhetetlen elemek miatt a rendszer más terepi buszokat is alkalmaz. „Sokat segít, hogy vegyesen használhatunk többféle buszrendszert, mivel a mérőpadon PROFIBUS csatlakozású motorokat üzemeltetünk. Egyes szelepek miatt CAN-buszt is használnunk kell.
A Beckhoff nyílt vezérléstechnikája számára nem jelent gondot a többféle adatátviteli busz vegyes kezelése” – világított rá Adrian Flükiger. Elmondta, hogy a Beckhoff EP-sorozatú EtherCAT Box-moduljai is rendkívül sokat segítettek: ezek nélkül az IP67 védettségű modulok nélkül sokkal több kábelre lett volna szükség. Az EtherCAT Box decentralizált telepíthetősége és előre szerelt kábelei jelentősen megkönnyítik a terepi busz és a jelek kábelrendszerének kialakítását. Ezzel minimalizálhatók a bekötési hibák és a lehető legrövidebbre csökkenthető az üzembe helyezéshez szükséges idő. Az EtherCAT Box-modulok minden fontos terepibusz-rendszert támogatnak, ezzel nagymértékben függetleníthető az elektromos tervezés az éppen használt buszrendszer függvényében.
„A TwinCAT rendszeren belül szinkroncsoportokba szervezzük a terminálokat” – folytatta Adrian Flükiger. – „Ennek köszönhetően strukturálni tudjuk az alkalmazásokat, áttekinthetőbbé téve egy rendszert, és megkönnyítve a hibakeresést.”
A szinkroncsoportok be/kimeneti egységek független halmazait írják le. Ha egy szinkroncsoporton belül egy terepibusz-modul meghibásodik, akkor a rendszer hibásként jelöli meg annak a szinkroncsoportnak az összes eszközét. Más szinkroncsoportokra ez nincs hatással.
Stefan Schneider, a Fischer AG technológiai vezetője: „A nagyfelbontású naplózás és a mérésadatok összehasonlíthatósága lehetővé teszi mintázatok felismerését, és ennek eredményeként új minőségi kritériumok felállítását.”
Fejlesztések támogatása a Beckhoff svájci irodája révén
A komoly felkészültséget igénylő és bonyolult projekt megvalósítása során nagy segítséget jelentett a Beckhoff közeli, a svájci Lyssachban lévő irodája által nyújtott szakszerű támogatás. „A Beckhoff segített bennünket az előzetes tesztelésben, és amikor sok probléma halmozódott fel, munkacsoport-megbeszéléseket szervezett” – nyilatkozta Stefan Schneider. – „Eleinte ezért különösen a Fischer AG alkalmazottai jártak gyakran a Lyssach-i irodába. Vannak dolgok, amiket telefon helyett legjobban személyesen lehet tisztázni. Időnként még ma is szükségünk van a támogatásukra. A Fischer AG projektcsapata számára a tartós üzleti siker egyik fő pillére a szoftverfejlesztés.
A csapat ezért szigorúan a minőségre és a hatékonyságra összpontosítva egy Beckhoff Solution Partner minősítésű vállalat, az mbc engineering GmbH egy TwinCAT és .NET fejlesztésben jártas szakértőjét is bevonta a munkába. A szoros együttműködés lehetővé tette a szinergiák következetes kihasználását és értékké váltását.”
Az orsógyártás biztató jövő elé néz
„A Beckhoff által kínált számos különféle automatizálási technika lefedi az összes elvárásunkat” – jelentette ki Stefan Schneider. – „A mérőpadépítő osztályunk ezért most minden régi mérőpadunkat felújítja Beckhoff-elemekkel.” Már tervezés alatt van egy új koncepció szerinti további mérőpad is. Adrian Flükiger a következőket tette hozzá: „A mostani mérőpadot marógépek tengelyeihez terveztük. Az újabb mérőpadot csiszológépek tengelyeihez fogjuk megvalósítani hasonló elvek mentén. Ehhez a mérőpad mechanikáját teljesen meg kell változtatni, de a vezérlés elve és a szoftvermodulok nagy része újra felhasználható.”
BECKHOFF Automation Kft.
1097 Budapest, Gubacsi út 6.
Tel.: + 36 1 501 9940
E-mail: Ez az e-mail-cím a szpemrobotok elleni védelem alatt áll. Megtekintéséhez engedélyeznie kell a JavaScript használatát.
www.beckhoff.hu
még több Beckhoff
