德國(guó)倍福PC控制－高精度的制造技術(shù)用于定制生產(chǎn)高端的廚柜

　　Nobilia 是歐洲領(lǐng)先的定制廚柜制造商。由于業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展，公司于 2006 年的夏季增添了新的生產(chǎn)設(shè)備。早前，來(lái)自 Beckhoff 的 PC 控制技術(shù)在 Nobilia 的主廠已獲得成功應(yīng)用，此次新工廠同樣在其最新的生產(chǎn)線上采用了此項(xiàng)技術(shù)。
　　

　　C6140 控制柜嵌入式工控機(jī)配合 CP7032控制面板的使用，可以用來(lái)控制極其復(fù)雜的切割鉆孔過(guò)程，同時(shí)以確保其時(shí)間的同步性。
　　

　　

　　

　　與Beckhoff和Hüttenh?lscher MaschinenbauGmbH 建立了長(zhǎng)期的合作關(guān)系，Nobilia 公司得以在很短的時(shí)間內(nèi)快速建造了一個(gè)新的工廠。
　　

　　Nobilia 公司（Nobilia-Werke J. Stickling GmbH & Co. KG,Germany） 位于德國(guó)的主廠擁有當(dāng)今歐洲最高效,最先進(jìn)的廚柜生產(chǎn)設(shè)備，Nobilia 的主廠每天生產(chǎn)超過(guò) 1,500 套廚柜，相當(dāng)于年產(chǎn) 350,000 套廚柜。其中出口到歐洲、中國(guó)、以色列、科威特、土耳其的數(shù)量，占其產(chǎn)量的 25%。當(dāng)現(xiàn)有的產(chǎn)能已經(jīng)飽和，不能滿足其不斷增長(zhǎng)的需要時(shí)，Nobilia 公司決定新建一個(gè)分廠。這個(gè)新廠的設(shè)計(jì)是結(jié)合Nobilia 主廠多年的經(jīng)驗(yàn)，并將這些成功的機(jī)械制造理念。
　　全部移植到了新的工廠。新工廠的日產(chǎn)能力達(dá)到 2,700套廚柜。
　　成功的合作仍在繼續(xù)
　　Nobilia 主廠配備的控制技術(shù)主要來(lái)自 Beckhoff。Beckhoff的工程部多年來(lái)一直為Nobilia的特殊控制應(yīng)用提供技術(shù)支持，包括項(xiàng)目設(shè)計(jì)、規(guī)劃、安裝和生產(chǎn)線試車(chē)，以及車(chē)間中舊設(shè)備的改造。最主要的部分是整合新設(shè)備內(nèi)部復(fù)雜的生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
　　“通過(guò)與 Nobilia 公司以及其它機(jī)械制造商（比如Hüttenh?lscher Maschinenbau GmbH）的長(zhǎng)期合作，我們積累了豐富的專業(yè)知識(shí)并對(duì)廚柜生產(chǎn)設(shè)備的特殊技術(shù)需求有充分的理解，我們擁有將硬件和軟件理念融為一體的專有技術(shù)并深諳解決之道。”Beckhoff 工程部經(jīng)理DieterGro?ekatth?fer 介紹說(shuō)。
　　
　　針對(duì)個(gè)性化客戶需求的靈活控制技術(shù)
　　面對(duì)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，為贏得和留住客戶，廚柜供應(yīng)商必須快速應(yīng)對(duì)客戶的個(gè)性化需求并且提供高質(zhì)量的解決方案。比如，廚柜前面板孔定位或者挖槽，每個(gè)訂單都不一樣。Beckhoff 基于 PC 的控制技術(shù)正是迎合了這種靈活多變的生產(chǎn)模式，其硬件控制平臺(tái)始終是標(biāo)準(zhǔn)的，與任務(wù)本身無(wú)關(guān)。“基于對(duì)生產(chǎn)成本的考慮，即便是某些不常用的特殊需求也能夠按照標(biāo)準(zhǔn)的加工流程執(zhí)行。”Dieter Gro?ekatth?fer 提到，“C6140 控制柜嵌入式工控機(jī)配合 CP7032 控制面板的使用，可以用來(lái)控制極其復(fù)雜的切割鉆孔過(guò)程，同時(shí)以確保其時(shí)間的同步性。”
　　

　　集成了樓宇控制服務(wù)：
　　Beckhoff 控制技術(shù)也應(yīng)用于樓宇自控
　　

　　

　　

　　C6140 工業(yè) PC 具有相當(dāng)高的性能，在 Nobilia，他能輕松勝任所有的控制任務(wù)。“在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)階段，我們就需仔細(xì)考慮我們的組件是否可以滿足性能上的要求。在 Nobilia工廠安裝的工業(yè) PC 提供了如此完滿的高性能，我們通過(guò)操控系統(tǒng)可以使設(shè)備的性能發(fā)揮到極至。”DieterGro?ekatth?fer 介紹說(shuō)，“這使得整個(gè)工程變得如此簡(jiǎn)單，而且創(chuàng)造了面向未來(lái)的解決方案。”
　　為完成以上要求，系統(tǒng)集成所需的控制概念是先決條件。這就是 TwinCAT 控制軟件的用武之地。所有安裝在 Nobilia的 PC 控制系統(tǒng)——約 70 臺(tái)工業(yè) PC，全都運(yùn)行 Beckhoff的軟件系統(tǒng)：TwinCAT 同時(shí)扮演實(shí)時(shí)控制器，多 PLC 任務(wù)系統(tǒng)和 NC 軸控制器。PC 控制器被應(yīng)用貫穿在整個(gè)生產(chǎn)流程中：包括貨物接收，生產(chǎn)裝配線，加工中心，PDA 和出貨。
　　
　　TwinCAT 處理運(yùn)動(dòng)控制和同 SAP 的接口
　　以鉆孔系統(tǒng)為例來(lái)說(shuō)明控制機(jī)械裝置的工作。所有的工業(yè)PC 通過(guò)以太網(wǎng)聯(lián)接到主機(jī)上的工廠數(shù)據(jù)庫(kù)，鉆孔系統(tǒng)的PC 控制器接收到一個(gè)特殊訂單的所有相關(guān)的過(guò)程數(shù)據(jù)，TwinCAT 為 I/O 和驅(qū)動(dòng)器計(jì)算出需要的過(guò)程參數(shù).。相關(guān)的驅(qū)動(dòng)器參數(shù)由中央控制單元傳送到變頻器和伺服驅(qū)動(dòng)器。TwinCAT 實(shí)時(shí)地處理軸的運(yùn)動(dòng)控制，它被當(dāng)作軟 PLC 處理相同的過(guò)程,同時(shí)實(shí)現(xiàn)診斷功能和報(bào)告工序的完成情況并反饋到 ERP 系統(tǒng)——在這個(gè)案例中采用的是 SAP。傳感器和執(zhí)行器上的 I/O 數(shù)據(jù)是通過(guò)總線端子系統(tǒng)進(jìn)行采集。
　　
　　Dieter Gro?ekatth?fer 深信工業(yè) PC 相對(duì)于整個(gè)壽命周期內(nèi)昂貴的生產(chǎn)設(shè)備來(lái)說(shuō)僅占了很小的成本。尤其從總體上來(lái)看，控制系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化的好處在于：采用兼容的硬件可以減少培訓(xùn)時(shí)間，降低備件庫(kù)存，同時(shí)也加快了服務(wù)響應(yīng)時(shí)間。“當(dāng)我們的售后服務(wù)人員打開(kāi)控制柜門(mén)時(shí)，他們能確切地知道現(xiàn)場(chǎng)的情況。他們熟悉所有的部件，并能以最快的速度恢復(fù)系統(tǒng)的運(yùn)行。”Nobilia 新工廠的技術(shù)工程經(jīng)理Stefan Schneider 介紹說(shuō)，“設(shè)備必須不間斷的運(yùn)行，嚴(yán)格避免可能造成的每分鐘的停工。”
　　

　　運(yùn)行穩(wěn)定對(duì)于 Nobilia 來(lái)說(shuō)異常重要，因?yàn)槊總€(gè)廚柜都是根據(jù)不同的訂單分別來(lái)制造的，同時(shí)又必須保證客戶的交貨期。“我們將加工過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)化的目的在于最大化地提高生產(chǎn)力，基本上，每個(gè)訂單的生產(chǎn)都需對(duì)應(yīng)該訂單中大量不同的規(guī)格。 我們不制造那種在高速生產(chǎn)線生產(chǎn)的可現(xiàn)貨供應(yīng)的櫥柜，”Stefan Schneider 介紹說(shuō)。個(gè)性化的設(shè)計(jì)理念結(jié)合高品質(zhì)和高效的制造技術(shù)，這使 Nobilia 公司成功立足于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手如林的歐洲市場(chǎng)。
　　為了確保加工廚柜面板的所有部件匹配，并確保裝配都是嚴(yán)絲合縫的，所以對(duì)精度的要求很高。鉆孔的定位精度必須確保在 1/10 毫米內(nèi)，邊緣必須準(zhǔn)確的切割。任何額外的加工都將增加 Nobilia 的費(fèi)用并降低生產(chǎn)和物流的速度。如果某一個(gè)廚柜的一部分不符合質(zhì)量要求，為了圓滿的完成訂單，新的部分必須以最高的優(yōu)先級(jí)生產(chǎn)出來(lái)，加急訂單是由 Nobilia 的 ERP 系統(tǒng)來(lái)控制，并通過(guò)以太網(wǎng)連入整個(gè)控制系統(tǒng)。
　　加工過(guò)程的可視化已經(jīng)成為 Nobilia 工廠的標(biāo)準(zhǔn)， 涵蓋了所有新的機(jī)器和已經(jīng)運(yùn)行了數(shù)年的加工中心。可視化系統(tǒng)是采用 Beckhoff 的 CP7032 控制面板。工業(yè) PC 通過(guò)控制柜進(jìn)行保護(hù)，IP65 防護(hù)等級(jí)的 CP7032 控制面板能夠經(jīng)受住惡劣環(huán)境的考驗(yàn)。
　　

　　Nobilia 公司的老板 Werner Stickling 和董事總經(jīng)理 GünterScheipermeier 博士挑選 Verl-Kaunitz 作為其新廠的所在地。在新廠落成開(kāi)幕典禮上，Scheipermeier 博士解釋了選址的原因：“其中一個(gè)重要的因素是一直以來(lái)對(duì) Verl-Kaunitz 的好感，更主要的原因是持續(xù) 10 年的與本地供應(yīng)商，機(jī)械制造商，廠房建造者和服務(wù)提供商的良好合作。Nobilia 同超過(guò) 100 家的本地公司有著密切的合作。我們認(rèn)為這種合作網(wǎng)絡(luò)是我們強(qiáng)有力的一部分，同時(shí)也增強(qiáng)了 Westphalia 在德國(guó)東部作為廚柜設(shè)備制造基地的地位。”
　　
　　在擴(kuò)建項(xiàng)目中 EtherCAT 取代了 Lightbus
　　整個(gè)工廠分布的約5000個(gè)I/O數(shù)據(jù)點(diǎn)是通過(guò)模塊化的總線端子連接到一起的。Nobilia主廠采用了Beckhoff的Lightbus，是用于作為機(jī)械控制方面的現(xiàn)場(chǎng)總線，這種控制理念被完全移植應(yīng)用于新擴(kuò)建的工廠中。 在新的系統(tǒng)中，是采用EtherCAT 實(shí)時(shí)以太網(wǎng)作為通訊載體，新廠的擴(kuò)建計(jì)劃早已考慮了如何進(jìn)一步實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化。以太網(wǎng)將變得日趨重要，同時(shí)作
　　

　　為垂直的通訊載體覆蓋了幾乎所有方面，從控制層到命令層，同時(shí)也作為一個(gè)實(shí)時(shí)穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)器總線。“EtherCAT 設(shè)立了一個(gè)新的標(biāo)準(zhǔn)”Gro?ekatth?fer 介紹說(shuō)。新的總線系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)是顯而易見(jiàn)的：高性能，幾乎無(wú)限制的網(wǎng)絡(luò)容量，和靈活的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。這都大大降低了昂貴的基礎(chǔ)設(shè)施費(fèi)用。 任何數(shù)量的以太網(wǎng)設(shè)備都很容易的通過(guò)交換機(jī)或轉(zhuǎn)換接口集成進(jìn)來(lái)。電纜連接可以通過(guò)現(xiàn)成的RJ45 連接器簡(jiǎn)單的安裝，因此很容易標(biāo)準(zhǔn)化。