Kompletní řešení „od senzoru až po cloud“ pro montážní stroj

Pokud jde o zapojování průmyslových systémů, strojů a zařízení v náročných provozních podmínkách, patří kruhové konektory k celosvětově nejčastěji používaným fyzickým rozhraním. Velikosti M8 a M12 se staly standardními rozměry pro kompaktnější zařízení. Pro automatizovanou montáž kruhových konektorů M8 a M12 s různými kódováními pro použití v blokových I/O modulech TBEN, a to jak s připojením ochranného uzemnění (PE), tak bez něj, hledala společnost TURCK montážní řešení, které by nabídlo rychlé průchodové časy, škálovatelné objemy a maximální spolehlivost procesu. Montáž milionů kruhových konektorů klade vysoké nároky na automatizované systémy. To platí zejména v případě, kdy jsou v závislosti na variantě vyžadovány pravidelné přestavby. Kromě toho by stroj neměl provádět pouze samotnou montáž, ale také vizuální kontrolu sestavy a nakonec i balení kruhových konektorů do zásobníků.

Zkušený výrobce speciálních strojů

Plánovači výroby ve společnosti TURCK již měli s speciálními stroji firmy Eberhard AG na různých výrobních závodech dobré zkušenosti. Proto byla tato zakázka zadána právě této společnosti ze Schlierbachu v Bádensku-Württembersku. Již více než 50 let podporuje tato společnost výrobce elektroniky a dodavatele pro automobilový průmysl po celém světě modulárními a výkonnými řešeními pro výrobu konektorů a dalších elektromechanických komponentů. Mezi naše klíčové kompetence patří všechny standardní procesy v oblasti montážní techniky, osazování kontaktů a ohýbání, testování a balení, jakož i manipulace s výrobky v souladu s požadavky zákazníků.

Automatizovaná montáž

Montážní systém vkládá kovové kontakty do plastových jader budoucích zásuvek a nasazuje kovové tělo zásuvky na plastové jádro jako pouzdro – předtím je připojeno uzemnění. Řízení procesu zajišťuje PLC společnosti Siemens. Zbývající úkoly v oblasti automatizace byly řešeny převážně pomocí komponent TURCK, včetně senzorů, bezpečnostních světelných clon, blokových I/O modulů, ovládacích zařízení HMI s přímým připojením k cloudu a připojovací techniky.

Stejně jako kovová těla jsou i plastová jádra dopravována pomocí spirálového dopravníku. Fotoelektrický senzor QS18 detekuje zásobník, na který se ukládají hotové zásuvky. Optický senzor od společnosti Banner Engineering tak zajišťuje řádný přívod a odvod plastových nosičů. V paletizátoru se bezpečnostní světelné clony společnosti Banner Engineering používají v tunelovém režimu k ochraně obsluhy systému před náhodným vniknutím do nebezpečné zóny stroje. Po podání kamerový systém změří polohu plastových dílů na základě vodicího prvku a geometrie otvorů. Systém předává hodnotu úhlu do řídicího systému, aby robot mohl plastové díly uchopit ve správné poloze nebo jejich polohu korigovat. Po porovnání skutečné a cílové polohy nakládky robot přesune plastový díl na otočný stůl, kde jej otočí do správné polohy a vloží jej. 

Během procesu osazování zaznamenává snímač QM30 připevněný k osazovací hlavě údaje o vibracích, které se zobrazují na ovládacím panelu a lze je využít pro monitorování stavu a prediktivní údržbu.

Výměna zařízení typu „plug-and-play“ s rozhraním IO-Link

Jedním z požadavků byla možnost výměny senzorů na stroji podle principu „plug-and-play“, aby je bylo možné v případě poruchy vyměnit a okamžitě použít bez nutnosti opětovného nastavování parametrů. Tento požadavek byl splněn pomocí inteligentních senzorů IO-Link. Sady parametrů ze zařízení IO-Link lze uložit do IO-Link masteru a použít je na jakékoli náhradní zařízení. Mezi další komponenty IO-Link v systému patří ventilové terminály, včetně velkého hlavního terminálu na nakládací hlavě, a tlakové senzory od společnosti TURCK. „Tlakové senzory PS+ splňují svůj slib intuitivního uvedení do provozu a obsluhy,“ potvrzuje Andres Wißt, vedoucí softwarového inženýrství ve společnosti Eberhard AG. Senzory PS+ monitorují změny tlaku v pneumatickém systému. Pokud systém vykazuje hodnoty odchylující se od normy, je uživatel upozorněn.

Flexibilní vstupně-výstupní a bezpečnostní moduly

Společnost Eberhard se při připojení signálů IO-Link i klasických digitálních vstupních a výstupních signálů spolehl na portfolio I/O modulů TBEN od společnosti TURCK. „Zejména nás zaujaly rozmanitost a flexibilita decentralizovaných blokových I/O modulů,“ říká Andreas Wißt. „Hybridní modul TBPN Profinet/Profisafe od společnosti TURCK v krytí IP67 kombinuje standardní a bezpečné vstupy a výstupy v jednom zařízení, které lze flexibilně parametrizovat. Byl jsem velmi překvapen tím, co všechno toto zařízení dokáže.“

HMI ze série TX700 slouží jako pevný panel pro vizualizaci a zároveň se používá jako cloudová brána. „To je velká výhoda,“ říká Wißt. „Jedním z požadavků bylo poskytovat data do cloudu. To bylo možné pouze s HMI od společnosti TURCK – a to bez jakýchkoli problémů.“ HMI přistupuje k řídicím datům prostřednictvím protokolu OPC UA. Relevantní data tak lze nahrávat do cloudu, kde se z nich odvozují klíčové ukazatele, jako jsou počet vyrobených dílů, chybová hlášení nebo prostoje strojů. Ty se vizualizují na centrálním monitoru v továrně.

V současné době se posuzují další žádosti

Na základě těchto pozitivních zkušeností účastníci projektu ve společnosti Eberhard AG zkoumají další možnosti využití komponent TURCK v jiných projektech. „To se týká senzorů a především modulů TBEN jako celku,“ říká Wißt. „Díky tomu můžeme těžit z jejich rozmanitosti a flexibility, zejména u hybridního bezpečnostního modulu.“

Montážní systém nyní úspěšně funguje ve výrobním závodě v polském Lublinu. Na základě pozitivních zkušeností s tímto strojem a v očekávání trvale vysoké poptávky po zásuvkách M8 a M12 již byl objednán další stroj. „Spolupráce s projektovým vedením a odpovědnými osobami byla vynikající – i na osobní úrovni. Velmi komunikativní a uvolněná,“ říká Wißt. „To platí zejména s ohledem na to, že se jednalo o první stroj tohoto druhu a všichni zúčastnění se mohli naučit něco nového. Těším se na další projekty.“

Zákazník | www.eberhard-ag.com