Dupla teljesítmény feleakkora helyen

Ha a fröccsöntő technológia területén hajtunk végre automatizálást, akkor a hatékony, gazdaságos és kiváló minőségű gyártás biztosításához jóval többre van szükségünk az öntvénymaradvány eltávolítás technológiájánál. Ez különösen igaz az orvostechnika területén, mint például a pipettahegyek gyártásában. A Hekuma gépgyártó cég sikeres választ adott a szakterület szigorú követelményeire a Beckhoff nagyteljesítményű, PC-alapú automatizálási technológiájának és a nagysebességű EtherCAT kommunikációs rendszerének alkalmazásával. Ez a technológia lehetővé tette, hogy magas termelési teljesítményt érjenek el a piaci standard helyigény mindössze felén, míg a folyamatot 100%-os minőség-ellenőrzéssel is ellátták.

Beckhoff EtherCAT

A német, Eichingi központú Hekuma az Elexis Csoport tagja, tevékenységével a műanyag ipar szereplői számára teremt hosszútávú versenyelőnyt innovatív ötleteinek, izgalmas technológiáinak és nagy teljesítményű automatizálási megoldásainak köszönhetően. A teljes fröccsöntési folyamatot felölelő automatizálásban használt betöltő és öntvénymaradvány eltávolító rendszerek komplex megfogói mellett a cég fő kompetenciáját a speciális kulcsrakész megoldások és termékkoncepciók – úgymint a “Belső Szigma” (“Sigma Inside”) a dinamikus termékkezeléséhez – jelentik. A Hekuma főként az orvostechnikai és autóipari piacokat, illetve a fogyasztási cikkek piacát célozza meg.

Teljesítményugrás a technológiai fejlesztésnek köszönhetően

Gorazd Jerič hatalmas teljesítménynövekedést ért el a Hekuma pipettahegy fröccsöntő termékvonalon a PLC-ről PC-alapú vezérlésre történő váltással. További fejlesztési lehetőségeket lát a jövőben, különösen az egységes objekt-orientált programozású TwinCAT 3-ban és az XTS eXtended szállítórendszerben.

További fejlesztési lehetőségeket lát a jövőben, különösen az egységes objekt-orientált programozású TwinCAT 3-ban és az XTS eXtended szállítórendszerben.

A Hekuma orvostechnikai részlege a közelmúltban fejlesztette ki a pipettahegyek gyártására szolgáló gép legújabb generációját. Annak érdekében, hogy a cég továbbra is új ipari standardokat állíthasson fel fejlett ipari berendezéseivel, kritikussá vált a vezérléstechnika fejlesztése. Gorazd Jerič, a Hekuma szoftverfejlesztési és szolgáltatási vezetője elmondta: “A Beckhoff moduláris és nyílt automatizálási rendszere, különösen az extrém gyors EtherCAT kommunikációs rendszerrel kombinálva, dimenzionális ugrást tett lehetővé számunkra. A versenytársakéval összehasonlítva ez a gép feleakkora területen elfér, és kétszer akkora termelési teljesítményt nyújt. A gyors EtherCAT kommunikáció jelentős mértékben hozzájárult, hogy 100%-os minőség-ellenőrzést alkalmazhassunk a folyamatban. Ügyfeleink számára meggyőző érvnek számít, hogy rendszerünk a gyártási folyamat megszakítása nélkül képes azonosítani a selejtes terméket és kicserélni azt a pufferből.”

A kisméretű pipettahegyek bonyolult gyártási folyamatot követelnek meg

A gyártórendszer első lépésben két elektronikus fröccsöntő gépet tartalmaz, melyek mindegyike egy-egy 64-fészkes szerszámot működtet. Az automatizáció lényegében a következő lépéseket foglalja magába:

  1. Az öntvénymaradványok nagysebességű eltávolítása az öntőformákból.
  2. A kész termékek elhelyezése a munkadarab szállító szalagra.
  3. Kamera használata a 100%-os minőség-ellenőrzéshez.
  4. A selejtesnek minősített darabok egyedi eltávolítása.
  5. Az üres helyek feltöltése a pufferből.
  6. Gyűjtő állványok megtöltése az ellenőrzött, selejtmentes darabokkal.
  7. Dátum és kötegszám nyomtatása a gyűjtőállványokra.
  8. A feltöltött állványok egymásra halmozása és csomagolása felbontó csíkkal ellátott fóliába.

Precíz kezelés és optimalizált ellenőrzés

A gyors és pontos mozgásvezérlés a magas hatékonyságú, “menet közben” vizsgáló minőség-ellenőrzéssel kiegészítve rendkívül nagy teljesítményű vezérléstechnológiát és gyors adattovábbítást kíván. Gorazd Jerič kifejtette: “A gépek nagy bonyolultsága rengeteg rendszerinterfészt tesz szükségessé, melyeket a korábban használt PLC-technológiával nagyon nehéz lenne kezelni. Ha a rendszert egy konvencionális PLC-architektúrán szeretnénk megvalósítani, az extrém magas költségeket jelentene és káros hatásokkal lenne a futásidőre is. A komplex számítási feladatok elvégzését mindenképpen PC-re kellene átvinni, ezzel a lépéssel azonban további hardver és szoftverköltségek merülnének fel, illetve a két ‘világ’ közti kommunikáció is veszteséget (“overhead” – kieső, haszontalan művelet) jelentene. A Beckhoff vezérlési technológiának köszönhetően a fentiek egyikére sincs szükség. És ami ennél többet is jelent, az az, hogy a PC-alkalmazások – pl. fájlátvitel, adatbázis lekérdezés és Ethernet kommunikáció – jellemzően nagyon könnyen integrálhatók.”

EtherCAT Terminal System

Az EtherCAT Terminál rendszer kompakt automatizálási lehetőségeket nyújt, melyek pontosan illeszthetők a gép moduljaihoz. Az EtherCAT a TwinSAFE kommunikáció segítségével a fröccsöntő gépek biztonságát is szavatolja – a megfigyeléstől a vészleállás funkcióig.

Az EtherCAT kommunikáció megalapozza a gépben a magas pozicionálási pontosságot és nagy feldolgozási sebességet. A Hekuma ezt arra használta fel, hogy a nagyon jó alapjel feldolgozásnak köszönhetően a tengelyvezérlés legnagyobb eltérését 0,005 mm-ben maximalizálja, és végeredményben extrém simán futó tengelyeket nyerjen. Gorazd Jerič hozzáfűzte: “További olyan hasznos funkciókkal is elláttuk a berendezést, mint pl. a túlvezérlés funkció, mely csökkenti a sebességeket a selejt állomáson. Ezt a TwinCAT NC PTP szoftvernek köszönhetően nagyon elegánsan és jelentősen kevesebb mérnöki erőfeszítéssel tudtuk megvalósítani.” Gorazd Jerič a gyűjtőállványok szétválasztásának és egymásra rakodásának példáján keresztül hangsúlyozta, hogy a sebesség és a pontosság mellett milyen fontos volt a rendszer kompaktsága és a modularitása: “Ezen mozgások elvégzéséért három Beckhoff  AM3121 szervomotorral hajtott tengely és az azokat vezérlő extrém kompakt EtherCAT EL7201 szervomotor terminál felelős.” Haladó biztonsági funkciók beépítésére is lehetőség nyílt a TwinSAFE EL6900 PLC Terminál integrálásának köszönhetően.

Az egységes moduláris géptervezés alapjai

A pipettahegy fröccsöntő termékvonalának bonyolultságáról pusztán a 11.000 változó és a 3.000 építőelem is tanúskodik. Ennek ellenére Gorazd Jerič a PC-alapú vezérlés további előnyeit kihasználva olyan gépkonstrukciót hozott létre, mely a tervezéstől a kezelésig könnyen kezelhető: “A Beckhoff automatizálási technológiát felhasználva egységes moduláris berendezést alakítottunk ki a hardver és a szoftver tekintetében is. A különböző modulokat úgy képeztük le, hogy általánosan kezelhetők legyenek, függetlenül az adott alkalmazástól vagy géptípustól. További eredmény, hogy a termékvonal jövőbeni módosítása lényegesen könnyebbé vált.”

További információ:

A Beckhoff honlapja