پی ال سی بکهوف بکخوف بکوف اتوماسیون تویین کت درایو صنعتی

فناوری کنترل مبتنی بر PC در مونتاژ خودکار قطعات

تسریع مونتاژ دقیق میکرو اپتیک با سیستم‌های اتوماسیون پیشرفته بکهوف

آرین کنترل - مرجع آموزش فارسی پی‌ال‌سی بکهوف در ایران

شرکت Aixemtec در آلمان، راه‌حل‌های اتوماسیون صنعتی پیشرفته برای مونتاژ دقیق سیستم‌های الکترو اپتیکال توسعه می‌دهد. این شرکت هایتک که در سال ۲۰۱۶ به عنوان یک استارت‌آپ از موسسه فراونهوفر تأسیس شد، راه‌حل‌های سفارشی بر پایه سیستم ماژولار ارائه می‌دهد. سیستم کنترل مبتنی بر PC از بکوف شامل نرم‌افزار TwinCAT Vision، جریان کاری فرآیندهای دقیق و سریع را تضمین می‌کند.

سیستم‌های اپتیکال در کاربردهای صنعتی

سیستم‌های اپتیکال در طیف گسترده‌ای از محصولات مورد استفاده قرار می‌گیرند که این امر ناشی از مینیاتوری شدن فزاینده اجزای اصلی تکنولوژیکی است. نمونه‌های کاربردی دیگر را می‌توان در سنسورهای صنعتی و دوربین‌های خودروهای خودران (مانند LiDAR و دوربین‌های کمک راننده) یافت که برای تشخیص حرکات و شکل‌دهی پرتو لیزرهای پرقدرت استفاده می‌شوند.

دقت مورد نیاز برای مونتاژ این سیستم‌های اپتیکال از چند میکرومتر تا چند صد نانومتر متغیر است. همراه با زمان‌های چرخه کمتر از یک ثانیه و تولید چندین میلیون قطعه در هر ماشین در سال، تقاضاهای ویژه‌ای بر کل سیستم اتوماسیون وارد می‌شود.

فناوری اتوماسیون فشرده و انعطاف‌پذیر

Aixemtec راه‌حل‌های مونتاژ برای حوزه‌های کاربردی مختلف بر اساس پلتفرم سیستم ماژولار جامع ارائه می‌دهد. مفهوم طراحی هاوسینگ مقیاس‌پذیر برای هر ماشین اعمال می‌شود. درایوهای خطی با دقت بالا و دینامیک بالا به طور مکرر استفاده می‌شوند.

اجزای اتوماسیون از Beckhoff به بهینه‌سازی استفاده از فضا در سراسر پلتفرم کمک می‌کند و همچنین ردپای سیستم را به حداقل می‌رساند. یک نمونه، سروو درایوهای فشرده و ماژولار AX8000 است که برای کنترل برخی موتورهای خطی استفاده می‌شود و نسبت به قبل فضای بسیار کمتری در کابین کنترل نیاز دارد.

ادغام سیستم‌های کنترل پیشرفته با Industrial PC

کامپیوتر صنعتی فوق فشرده C6032 با performance بالا نقش کلیدی در کاهش اندازه سیستم ایفا می‌کند با تجمیع پردازش تصویر، HMI، کنترل ترتیبی و کنترل ماشین در یک device واحد. این راه‌حل جایگزین استفاده قبلی از PC های جداگانه در کنار Embedded PC مدل CX5130 شده است.

فناوری درایو فشرده از بکهوف، شامل ترمینال‌های سروو EtherCAT مدل EL72xx با سروموتورهای AM8100 و ترمینال‌های EtherCAT با تراکم بالا، به صرفه‌جویی قابل توجه فضا بر روی DIN rail کمک می‌کند.

سباستین زاور، رئیس توسعه ماشین در Aixemtec، بر کاهش ۶۳ درصدی فضا بر روی صفحه نصب تأکید می‌کند که با استفاده از ماژول‌های محور کوچک به دست آمده که کنار هم قرار می‌گیرند و عملکردهای ایمنی را از طریق سیم‌کشی EtherCAT ادغام می‌کنند، سازگار با درایوهای شخص ثالث.

طیف گسترده interface های سخت‌افزاری و نرم‌افزاری

تحت عنوان "طیف گسترده interface های سخت‌افزاری و software"، IPC C6032 به صورت متمرکز تمام اجزای ماشین را با قدرت چند هسته‌ای کنترل می‌کند و از ابزارهای نرم‌افزاری مانند TwinCAT Vision در کنار TwinCAT PLC، TwinCAT NC PTP، TwinSAFE و TwinCAT HMI استفاده می‌کند.

نقش کلیدی در اتصال تا هشت دوربین صنعتی ایفا می‌کند. آماده‌سازی‌های خاصی برای زنجیره فرآیند خارج از محیط real-time در یک برنامه زبان سطح بالای توسعه یافته ویژه انجام می‌شود. در اینجا، سیستم کنترل مبتنی بر PC از بکوف امکان ادغام یکپارچه TwinCAT و برنامه‌های اختصاصی کاربر را بر روی همان IPC فراهم می‌کند.

برای این منظور، TwinCAT ارتباط لازم بین سیستم‌های software مختلف را با interface های ارتباطی جهانی مانند ADS یا OPC UA پشتیبانی می‌کند.

سباستین زاور نکته دیگری را بیان می‌کند: "Aixemtec و Beckhoff فلسفه بسیار مشابهی دنبال می‌کنند: ما می‌خواهیم به عنوان شریک در تمام زنجیره محصول مشتریانمان حضور داشته باشیم. به همین دلیل بکخوف شریک اصلی ما برای فناوری اتوماسیون شده است که پشتیبانی متقابل از motion تا HMI و پردازش تصویر از یک منبع واحد و با خطوط ارتباطی کوتاه ارائه می‌دهد."

فرآیند دینامیک pick-and-place برای میکرو لنزها

نمونه بارز تقاضاهای بالا در فرآیند pick-and-place برای میکرو لنزها دیده می‌شود. برای آماده‌سازی میکرو لنزهای تصادفی تغذیه شده برای مونتاژ، ابتدا باید آنها را در جهت‌گیری خاصی بر روی حامل ابزار قرار داد. هدف قرارگیری سریع و دقیق اجزای شکننده در مجله قطعه کار است. در بسیاری از موارد، این قطعات مقطعی ندارند که وسیع‌تر از چند موی سر باشد.

میکرو لنزها به صورت انبوه بر روی سطح نورپردازی شده تغذیه می‌شوند. این سطح با یک دوربین از طریق کینماتیک XYZ اسکن می‌شود. نتیجه یک پانورامای 2D از منطقه مورد بررسی است. با همگام‌سازی زمانی دقیق کنترل محور TwinCAT NC با TwinCAT Vision - با کمک عملکرد distributed clocks EtherCAT - ضبط تصویر می‌تواند دقیقاً با موقعیت‌یابی محوری تنظیم شود.

بهینه‌سازی فرآیند تولید با TwinCAT Vision و technology پیشرفته

جایی که قبلاً از فرآیند PTP زمان‌بر استفاده می‌شد، TwinCAT Vision می‌تواند زمان راه‌اندازی این فرآیند را حداقل به میزان هشت برابر کاهش دهد. لازم نیست برای هر ضبط تصویر جداگانه متوقف شود. تصاویر جداگانه ایجاد شده به این ترتیب در طول "پرواز" با دقت پیکسل در real-time در یک تصویر کلی درج می‌شوند.

با استفاده از این تصویر کلی، میکرو لنزها توسط پردازش تصویر شناسایی می‌شوند و جهت‌گیری فعلی آنها اندازه‌گیری می‌شود. این منجر به یک برنامه کاری کارآمد برای نحوه برداشت لنزهای جداگانه، جهت‌دهی آنها در تمام ابعاد فضایی و قراردادن آنها توسط سیستم pick-and-place می‌شود.

محورهای خطی کنترل شده توسط AX8000 حرکت بسیار دینامیک و در عین حال بسیار دقیق کل کینماتیک را امکان‌پذیر می‌سازند.

کاربرد سیستم‌های ایمنی پیشرفته و actuator های دقیق

میکرو لنزهایی که برای مونتاژ آماده شده‌اند در مرحله بعدی با منبع نور پیوند داده می‌شوند. برای این منظور، یک دیسپنسر چسب مقدار ثابتی چسب را روی میکرو لنز اعمال می‌کند. دوزاژ دقیق برای مونتاژ صحیح ضروری است، به همین دلیل جریان قطره به طور مداوم توسط یک سیستم دوربین در طول فرآیند پخش مانیتورینگ و تنظیم می‌شود.

در آینده، این وظیفه نیز توسط TwinCAT Vision انجام خواهد شد، زیرا trigger قطره، ضبط تصویر و نوردهی می‌تواند به صورت ایده‌آل با terminal کنترل استروب LED مدل EL2596 و عملکرد distributed clocks همگام‌سازی شود.

قبل از اینکه چسب خشک شود، عملکرد اپتیکی سیستم مورد مونتاژ با کمک یک دستکاری‌کننده 6D در یک حلقه کنترل بسته بهینه‌سازی می‌شود.

مزایای راه‌حل یکپارچه Beckhoff و engineerینگ پیشرفته

محدوده محصولات جامع از بکهوف امکان جریان‌های کاری یکنواخت در طول فرآیند مهندسی و همچنین طراحی ماشین با performance بالا و در عین حال فشرده را فراهم می‌کند. به دلیل interface های همه‌کاره برای اتصال software و سخت‌افزار، تمام چالش‌ها را می‌توان به شیوه‌ای سازگار غلبه کرد.

راه‌حل سیستم باز از Aixemtec حداکثر انعطاف‌پذیری را ارائه می‌دهد تا هر فرآیند اختصاصی مشتری قابل نقشه‌برداری باشد. "پردازش تصویر صنعتی مدت‌هاست که پیشرفته و یکی از سنگ‌بنای معماری ماشین ما بوده است. با TwinCAT Vision، این اکنون می‌تواند به شیوه‌ای cycle محور در کنترل فرآیند ادغام شود"، سباستین هاگ، مدیر عامل Aixemtec، در تبیین مزایای توسعه می‌گوید.

نتیجه‌گیری و آینده‌نگری technology اتوماسیون

سباستین زاور خلاصه می‌کند: "بسته کامل با سخت‌افزار و software، شامل TwinCAT Vision، راه‌حل ایده‌آلی برای ماست. ما قادر هستیم ماژولار بودن خود را با استفاده از distributed clocks و technology XFC حفظ کنیم. TwinCAT Vision به ما اجازه می‌دهد حتی در زمینه پردازش تصویر کاملاً در محیط real-time باقی بمانیم."

یک مزیت خاص برای ما و مشتریانمان این است که ما قبلاً تقریباً به طور کامل برای کاربردهای خارج از محیط real-time بر OpenCV تکیه می‌کنیم. این واقعیت که بکوف نیز این را به عنوان پایه‌ای برای محصولات خود پذیرفته است، به این معنی است که می‌توانیم بر تخصص موجود خود در module های مختلف بنا کنیم.

درباره آرین کنترل - مرجع آموزش فارسی پی‌ال‌سی در ایران:

آرین کنترل به عنوان مرجع آموزش فارسی PLC بکهوف در ایران، آموزش‌های تخصصی برنامه‌نویسی TwinCAT، اتوماسیون صنعتی، سیستم‌های کنترل پیشرفته، ابزار دقیق، درایو های الکترونیک، مانیتورینگ صنعتی و تمام جنبه‌های technology remote کنترل را ارائه می‌دهد.

ما در ariancontrol.com با استفاده از آخرین update ها و release های Beckhoff، دوره‌های آموزشی جامع sensor ها، controller ها، EtherCAT، module های I/O، terminal های مختلف، test و tool های برنامه‌نویسی ارائه می‌دهیم.