De industriële ethernet variant Powerlink is het hart van een nieuwe automatische machine van Unison voor vervaardiging van buizen voor auto’s. Het Powerlink systeem bestuurt vier bewegingsassen en de I/O communicatie die nodig is voor het continu werkende proces. Ook zorgt het protocol voor een snelle ontwikkeling.
De Uni-vercell gedoopte machine van Unison verzorgt het complete proces vanaf het begin: de invoer, de vervorming, het buigen en visuele inspectie aan het eind. Dit alles gebeurt op een oppervlak dat normaliter nodig is voor de buigmachine alleen. De compacte bouw werd mogelijk door gebruik te maken van een veelzijdige robotarm voor het afhandelen van alle bedoelde bewegingen. De arm maakt de conventionele aanvoer voor een pijpbuigmachine overbodig en optimaliseert tevens de productienauwkeurigheid door het onderdeel tijdens het hele proces vast te houden. Dit maakt flink wat hardware overbodig.
Powerlink en NextMove
Het proces van buigen tot de eindvorm en de totale productiecontrole van de eenheid wordt afgehandeld door het Powerlink systeem. Het is gebaseerd op de NextMove e100 machinebesturing van Baldor. De controller bestuurt vier Microflex e100 servomotoren voor bediening van de buisklemmen, de drukvorm en de assen van de buigarm plus de bediening van de eindvorm voor het oprekken of krimpen. Bovendien regelt de controller alle I/O communicatie en de verbinding naar de gebruikersinterface aan de voorzijde.
Een compacte bouw was een van de sleutels in het ontwerp voor de nieuwe machine. Volgens Unison reduceert de simpele kettingstructuur van het Powerlink netwerk het elektrisch bedradingssysteem en is de opbouw tot circa 50 % eenvoudiger dan bij een conventioneel analoog besturingssysteem.
Voordelen Powerlink
Powerlink werd om een aantal technische redenen geselecteerd als besturingsplatform. Voor dit project voorziet het 100 Mbits/s netwerk in een grote bandbreedte voor de dynamische besturing van elke motorpositie en -koppelgegevens besturingsgegevens, een bandbreedte die niet mogelijk is met het traditionele analoge interface. Ook is een nauwkeuriger besturing mogelijk voor het buigproces door programma’s te verbeteren voor een soepele en nauwkeurige buiging.
Het netwerk maakt het ook eenvoudiger om alle lokale I/O verbindingen in te zetten, die nodig zijn voor de eenheid. Een aantal I/O aansluitingen zit direct op de controller. Andere I/O’s zitten op de verspreid geplaatste machineaandrijvingen, maar worden door de software aangestuurd als lokale I/O. De kosten van remote-I/O’s vielen ook lager uit omdat Powerlink standaard compatibel is met het CANopen protocol, zodat bestaande CANopen I/O modules konden worden gebruikt.
Een andere reden achter de keuze voor Powerlink waren de ontwikkel- en uitbreidingsmogelijkheden van het systeem. De eenheid is ontworpen voor productie in grote volume van onderdelen zoals componenten voor de brandstof, water en hydrauliek in auto’s, componenten waarbij de materiaalkosten een belangrijke rol spelen. Er is geen gebruikersinterface aangebracht op het systeem. Deze zit in de laptop die is aangesloten op de NextMove e100 controller en wordt gebruikt om het productieprogramma te downloaden.
Hardware
Voor de hardware koos Unison voor Baldor’s implementatie van Powerlink omdat de NextMove e100 besturing kan worden geprogrammeerd met een veelzijdige ontwikkelomgeving voor machinebesturing, Mint genaamd. Deze levert machinetaal van hoog niveau in een stijl die lijkt op Basic, maar met geavanceerd gestructureerde programmering, multi tasking ondersteuning en een ruime bibliotheek waarmee snel gebruiksklare software voor bewegingsfuncties is te schrijven. Met Mint en de ontwikkelingstools schreef Unison de software voor de hele eenheid in slechts twee weken. Dit was inclusief de interface voor het PC gebruik, wat werd vereenvoudigd dankzij de vrij verkrijgbare tools van ActiveX, die het erg simpel maken om een op Windows gebaseerde PC-applicatie te maken, die via USB communiceert met controle-eenheid.
De Uni-vercell levert opmerkelijke prestaties. De machine kan onderdelen fabriceren met een tolerantie van 0,1 mm. Hoewel geoptimaliseerd voor grote volumeproducties maakt de flexibiliteit van de robotarm het ook mogelijk om gemakkelijk te worden omgebouwd voor stukgoedproductie. Ook is de machine snel te programmeren voor de fabricage van losse onderdelen.
Meer toepassingen
Unison verwacht dat de machine geschikt blijkt voor veel meer algemene metaalbewerkingsbedrijven, die in kleinere aantallen fabriceren waarbij het logisch is, dat een lokale machine-interface noodzakelijk is. Met een standaard Powerlink apparaat kan de eenheid eenvoudig worden verbonden met een pc of een conventioneel ethernet netwerk.
Een andere mogelijkheid is de regeling van nog meer bewegingsassen, bijvoorbeeld voor meer complexe eindvormen, voor labelen of markeren. De meeste conventionele machinebesturingen kunnen maar een bepaald aantal assen aansturen. Bij Powerlink en de gekozen bseturing is het aantal assen bijna ongelimiteerd. Deze flexibiliteit maakt het Unison mogelijk om een machine snel aan te passen aan toekomstige applicaties.
