基于PC 的控制系統在Tuboly全自動折彎及焊接設備應用簡析

基于 PC 的控制系統在 Tuboly 全自動折彎及焊接設備上得到了成功應用，以生產變壓器油箱蓋板。12 根液壓伺服軸和 25 根電動伺服軸全部由Beckhoff 基于 PC 的自動化平臺進行控制。Brütsch Elektronik 公司與 Tuboly 公司聯手合作，負責完成規程制定、工程設計以及精密生產設備調試等工作。

Tuboly 是現隸屬于 Astronic Industries AG 集團旗下的一家瑞士公司，其總部位于 Dottikon。20 多年來，該公司一直致力于為電氣行業提供各種先進的生產設備。隨著切割生產設備的推出，Astronic 公司的產品系列得到了進一步拓展。這兩家公司的成功合并使得他們的產品種類更加豐富，成為電氣行業中一家首屈一指的的專業技術資格中心。

全自動生產線：從卷料到變壓器成品

Tuboly-Astronic 公司的業務范圍包括：設計和生產各種繞線機、折彎機、電容套筒繞線機以及其它專用設備及系統附件。模塊化波形蓋板折彎及焊接設備是由計算機控制的全自動生產單元，用于完成變壓器蓋板的折彎、成型及焊接等工序。從卷料到變壓器外殼成品— 整個加工過程完全實現自動化。“生產規劃部的操作人員根據待加工鋼板的類型及其寬度制定訂單觸發的批量生產大小。然后，將生成的生產程序導入至系統控制器中并執行。”Tuboly-Astronic 公司電氣軟件經理 Michael Tretter 如此解釋道。自動設置功能可確保簡單、快速地實現尺寸切換，從而能夠經濟地進行較小規模的批量生產。其它生產步驟同樣也有了顯著改善：金屬板用 2×250 t 的液壓推力折彎。在金屬板精確定位的同時使用卷邊，并將鋼筋點焊到兩側。折彎后的散熱板使用一個移動進料臺及 2 個橫向焊接系統進行焊接。 折彎的散熱板，已與底座焊接在一起

卓越合作：從工程設計到調試

Tuboly-Astronic 的生產規模非常龐大。“每年在 Dottikon 會生產 50 多臺設備— 主要是客戶定制設備。”Michael Tretter 陳述道。Tuboly-Astronic 與系統合作伙伴緊密合作，完成相應的規劃和研發工作。其中之一就是總部位于瑞士 Uhwiesen 的 Brütsch Elektronik 公司，這兩家公司已在多個項目中有過成功合作經驗。多年來，Beckhoff 一直是 Tuboly-Astronic 公司的控制器供應商。由于 Brütsch Elektronik 也是 Beckhoff 瑞士公司的解決方案合作伙伴之一，因此，Tuboly-Astronic 公司與 Brütsch Elektronik 公司之間的合作也非常密切。

2007 年年末，Tuboly-Astronic 接到了折彎機訂單。隨后，開始了與 Brütsch Elektronik 公司之間的規劃性對話。Brütsch Elektronik 公司自動化部門主管 Herbert Friedrich道：“要求包括：設計用于生產數據及實時通訊的數據模型、設計所有伺服軸的標準軸接口以及生產設備的整個過程功能。高度復雜的軸功能、電子齒輪和龍門軸以及虛擬控制系統、龍門軸及線性操作氣缸的連接都需要與 Beckhoff 液壓專家的緊密合作。Brütsch Elektronik 負責開發了折彎機的過程控制程序。“該程序已在系統模擬器上進行了全面測試并通過預測試過程加以優化。”Herbert Friedrich 說道。 共有 12 根液壓伺服軸生成 2 x 250 t 的液壓推力，以折彎散熱板

控制組件之間互相協作

模塊化生產設備中使用了 4 臺 Beckhoff 面板型 PC C3640。系統由基于 Microsoft Windows XP 操作系統的TwinCAT PLC 自動化軟件(TwinCAT 液壓功能庫)控制。外圍設備通過 Beckhoff 總線端子模塊系統與 EtherCAT 相連接。同時需要集成一個 PROFIBUS 主站網關，以連接至一個獨立的焊接控制器。除了二進制 I/O 總線端子模塊之外，還使用了各種模擬量總線端子模塊，用來連接伺服閥和各種測量電路，如壓力測量、調節器控制及位置記錄。伺服軸位置記錄由絕對值編碼器和增量編碼器實現。 使用了 Beckhoff 面板型 PC C3640，裝有 Windows XP Professional 操作系統和Run-Time TwinCAT PLC

借助 TwinCAT PLC 液壓定位器實現精確折彎

該系統配有 12 根液壓伺服軸和 25 個 Beckhoff AX2003 系列伺服驅動器。折彎機伺服軸的控制及所有的電動驅動和液壓驅動軸都采用 Beckhoff 的 TwinCAT PLC 液壓定位功能庫進行編程。PLC 功能庫中有各種 PTP 運動功能塊，通過這些功能塊可以定位并控制液壓軸。這里使用了標準控制算法，例如，操作員可通過時間或軌跡控制斜坡進行操作。軸參數可通過 TwinCAT 作為文件保存和裝載。 25 根電動伺服軸和 12 根液壓伺服軸由 Beckhoff 伺服驅動系統 AX2003 控制

折彎機的加工過程在 C3640 的 15 英寸 TFT 顯示屏上以圖形形式顯示。圖形顯示系統由 Tuboly 公司在 Delphi(Borland)及 TargetVisu 的基礎上自行研發。任務通訊使用 TwinCAT ADS 實現。(end)