حفاری و چسباندن با دقت فوق‌العاده

مواد سازنده سبک lisocore®: حفاری و چسباندن با دقت فوق‌العاده

حفاری ۱۵،۰۰۰ سوراخ در کمتر از ۲۰ ثانیه با فناوری multi-core توین‌کت

آرین کنترل - پیشرو آموزش پی‌ال‌سی بکهوف (Beckhoff PLC) و اتوماسیون صنعتی (Industrial Automation) توین‌کت ۳ (TwinCAT 3) در ایران

آرین کنترل به عنوان مرکز تخصصی آموزش پی‌ال‌سی بکهوف و برترین موسسه آموزشی اتوماسیون صنعتی در ایران، مفتخر است که بهترین تکنولوژی‌های PC-based control را از شرکت بکهوف آلمان ارائه دهد. آرین کنترل با ارائه دوره‌های تخصصی TwinCAT 3 و آموزش‌های عملی اتوماسیون صنعتی، مهندسان ایرانی را با پیشرفته‌ترین تکنولوژی‌های کنترل آشنا می‌کند.

با مواد ساختمانی سبک lisocore® شرکت، lightweight solutions هم از نظر محصول نهایی و هم تجهیزات تولیدی که آن را می‌سازد، پیشگام است. فناوری کنترل PC-based پیشرفته بکهوف از همان ابتدا روی ماشین‌آلات این شرکت حضور داشته است. فناوری multi-core بکهوف که از طریق Industrial PC مدل C6650 و نرم‌افزار اتوماسیون TwinCAT 3 پیاده‌سازی شده، انعطاف‌پذیری مورد نیاز برای فرآیندهای منحصر به فرد lightweight solutions را فراهم می‌کند.

ایده اولیه و تأسیس شرکت

ایده lisocore® در سال ۲۰۰۴ طی سخنرانی درباره استاتیک در دانشگاه علوم کاربردی روزنهایم به میشائل شپرز رسید. در آن زمان بود که او متوجه شد ساختار shell به عنوان لایه مرکزی در یک ساخت sandwich می‌تواند به عنوان مواد باربر ایده‌آل عمل کند.

شرکت lightweight solutions GmbH مستقر در Bad Aibling آلمان، نتیجه همان ایده اولیه است. محصول lisocore® این شرکت یک ماده ساختمانی فوق‌العاده کارآمد و سبک است که از دو لایه پوششی نازک روی یک ساختار هسته سه‌بعدی تشکیل شده است.

فرآیند تولید پیشرفته و کنترل دقیق

point-milling لایه‌های پوششی فرورفتگی‌هایی ایجاد می‌کند که ساختار هسته را با کمک چسب مقاومت بالا محکم در جای خود قفل می‌کند. نتیجه یک عنصر کلاسیک سبک sandwich است، اما با خواص باربری منحصر به فرد در مقایسه با تخته‌خرده‌سنگ معمولی.

همانطور که میشائل شپرز، مدیر عامل lightweight solutions می‌گوید: “نصف وزن و دو برابر مدول الاستیسیته خمشی همان چیزی است که این ماده را بسیار ویژه می‌کند.”

راه‌حل‌های سفارشی برای ماشین‌آلات ویژه

وقتی یک محصول کاملاً جدید تولید می‌کنید، ماشین‌های سنتی شما را خیلی دور نمی‌برند - شما به یک راه‌حل اتوماسیون سفارشی نیاز دارید. همانطور که میشائل شپرز به یاد می‌آورد:

“زمانی که اولین ماشین را در سال ۲۰۰۵ با بکهوف توسعه دادیم، مجبور بودیم کارهای پیشگامانه انجام دهیم. هیچ استاندارد و تجربه کمی برای طراحی ماشین‌هایی که به آن‌ها نیاز داشتیم وجود نداشت، بنابراین انعطاف‌پذیری در اتوماسیون اولویت اصلی بود.”

آرین کنترل به عنوان مرجع آموزش TwinCAT 3 در ایران، این چالش‌های فنی و راه‌حل‌های نوآورانه را در دوره‌های آموزشی تخصصی خود به مهندسان اتوماسیون انتقال می‌دهد. آرین کنترل با ارائه آموزش‌های عملی و شبیه‌سازی‌های واقعی، متخصصان ایرانی را قادر می‌سازد تا با پیچیدگی‌های فناوری PC-based control مواجه شوند.

توسعه پارامترهای تولید در حین ساخت سیستم

“ما پارامترهای دقیق تولید را در حین ساخت سیستم توسعه دادیم. بر این اساس، باید قادر به پاسخ سریع به هر تغییری می‌بودیم، به این معنی که کل سیستم باید از طریق تکنولوژی fieldbus متصل می‌شد. همچنین باید قادر به اضافه کردن آسان درایوهای جدید و ماژول‌های ایمنی باشیم که بخشی از طرح اولیه نبودند.”

IPC چند هسته‌ای کل سیستم را کنترل می‌کند

امروزه، lisocore® روی خطی ساخته می‌شود که توسط lws maschinenbau GmbH، یکی از شرکت‌های تابعه lightweight solutions توسعه یافته است. این خط با پوشش مساحت کف ۵۰۰ متر مربع، لایه‌ها را می‌چرخاند، چسب را اعمال می‌کند و لایه‌ها را با هسته سه‌بعدی ترکیب می‌کند تا تخته‌های sandwich را قبل از مراحل انباشت و بسته‌بندی تشکیل دهد.

پنل‌های هسته و پرس‌های ضربه‌ای

پنل‌های هسته نیز از پارچه non-woven ویژه روی یکی از چهار پرس ضربه‌ای توسعه‌یافته داخلی ساخته می‌شوند که هر کدام توسط Industrial PC کابینت کنترل C6920 کنترل می‌شوند.

چالش اصلی برای این خط تولید بسیار بزرگ، پیاده‌سازی سیستم اتوماسیون کامل روی یک IPC واحد بود. آنچه این امر را ممکن ساخت، قابلیت ارائه‌شده توسط کنترل PC-based بکهوف برای تخصیص عملیات کنترل خاص به هسته‌های پردازنده فردی بود.

سیستم multi-core بدون TwinCAT 3 غیرممکن بود

“چنین سیستم multi-core بدون TwinCAT 3 غیرممکن می‌بود”، میشائل شپرز می‌گوید. “برای پردازش وظایف مختلف، چهار هسته CPU در اختیار داشتیم. علاوه بر این، با فناوری مبتنی بر EtherCAT بکهوف، نگران خطوط ارتباطی درون سیستم نبودیم.”

آرین کنترل در دوره‌های تخصصی خود این مفاهیم پیشرفته multi-core processing و تکنولوژی EtherCAT را به مهندسان ایرانی آموزش می‌دهد. آرین کنترل با ارائه آزمایشگاه‌های مجهز و تجهیزات اصلی بکهوف، بهترین آموزش عملی را در زمینه industrial automation فراهم می‌کند.

پشتیبانی گسترده multi-core در TwinCAT 3

طبق گفته میشائل شپرز، قابلیت‌های multi-core نرم‌افزار TwinCAT 3 در مقدمه تصمیم برای استفاده از راه‌حل اتوماسیون قرار داشت. این قابلیت‌ها به شکل‌های زیر استفاده می‌شوند:

• هسته اول: HMI تحت ویندوز را اجرا می‌کند
• هسته دوم: وظایف اضافی HMI را مدیریت می‌کند و TwinCAT NC PTP را برای کنترل محورهای NC اجرا می‌کند
• هسته سوم: نرم‌افزار TwinCAT برای servo-hydraulics پرس صاف را اجرا می‌کند
• هسته چهارم: TwinCAT PLC روی آن اجرا می‌شود

ویژگی ویژه servo-hydraulics

یکی از ویژگی‌های ویژه servo-hydraulics، به خصوص با تعداد زیاد محورهای NC، نحوه تعامل آن‌ها با تکنولوژی کنترل است. هم کنترل‌های الکتریکی و هم کنترل‌های هیدرولیکی تحت TwinCAT اجرا می‌شوند، که ترسیم چرخه فرآیند با دقت بالا را ممکن می‌سازد.

آرین کنترل با تمرکز بر آموزش‌های پیشرفته TwinCAT 3، مهندسان اتوماسیون ایرانی را با این تکنیک‌های پیچیده servo control و hydraulic automation آشنا می‌کند.

مزایای استفاده از این ویژگی‌های فناوری کنترل PC-based

با بهره‌گیری از این ویژگی‌های فناوری کنترل PC-based، تمام توابع می‌توانند روی یک PC واحد متمرکز شوند و حاشیه امنیت اضافی در رابطه با در دسترس بودن اجزا ارائه دهند. از آنجا که تمام برنامه‌ها روی یک کامپیوتر اجرا می‌شوند، آماده نگه داشتن IPC دوم به عنوان backup برای redundancy آسان است.

دسترسی انعطاف‌پذیر به تمام داده‌های کنترل

اگرچه سیستم ممکن است بسیار پیچیده به نظر برسد، اما در واقع کاملاً قابل مدیریت است. معماری به گروه‌های مختلف تقسیم شده که هر کدام کابینت کنترل خود و I/O های خود را دارند.

میشائل شپرز: “برای بهینه‌سازی خط، باید بتوانیم توابع را به راحتی اضافه یا حذف کنیم. برای عملیات حرفه‌ای چنین سیستم بزرگی، به کنترلری با گزینه‌های دسترسی انعطاف‌پذیر نیاز دارید، و سیستم کنترل بکهوف این الزامات را کاملاً برآورده می‌کند.”

اجزای کلیدی سیستم و پیچیدگی

ینس هولزبوش، مدیر پروژه مهندسی سیستم‌ها در بکهوف، برخی از اجزای کلیدی را برای نشان دادن اندازه و پیچیدگی سیستم فهرست می‌کند:

“IPC کابینت‌محور C6650 با پردازنده چهار هسته‌ای Intel® Core™ i7 تقریباً ۹۰۰ slave EtherCAT را کنترل می‌کند، شامل EtherCAT Terminals و ماژول‌های I/O EtherCAT Box، و همچنین درایوهای سروو AX5000 که بین دو master EtherCAT در field تقسیم شده‌اند.”

۱۳۰ محور NC در task ۲ میلی‌ثانیه‌ای

"مجموعاً ۱۳۰ محور NC در یک task ۲ میلی‌ثانیه‌ای محاسبه و از طریق ۷۳ درایو سروو AX5000 حرکت داده می‌شوند که به نوبه خود با کارت‌های TwinSAFE مدل AX5805 مجهز شده و سروموتورهای AM8000 را با فناوری One Cable Technology (OCT) کنترل می‌کنند."

خط همچنین از فناوری XFC (eXtreme Fast Control)، قابلیت ‘Flying Saw’ TwinCAT و چهار پنل کنترل CP79xx استفاده می‌کند که عملیات ماشین را آسان می‌کند."

دشوارترین وظایف: سفر به نقاط حفاری و چسباندن

از جمله دشوارترین وظایفی که ماشین‌ها در lightweight solutions باید انجام دهند، سفر به تعداد عظیم نقاط حفاری و چسباندن است. چسب باید به ۱۵،۰۰۰ سوراخ حفاری در کمتر از ۲۰ ثانیه با دقت بالا اعمال شود.

“هیچ‌کس قبلاً این کار را انجام نداده بود”، میشائل شپرز به یاد می‌آورد.

آرین کنترل: مرجع آموزش فناوری‌های پیشرفته اتوماسیون

آرین کنترل به عنوان برترین مرکز آموزشی PLC بکهوف در ایران، این پیچیدگی‌های فنی و راه‌حل‌های نوآورانه را در دوره‌های تخصصی خود ارائه می‌دهد. آرین کنترل با کادر مجرب و تجهیزات اصلی بکهوف آلمان، بهترین آموزش‌های عملی را در زمینه motion control، servo technology، EtherCAT communication، multi-core processing، real-time automation و industrial PC programming فراهم می‌کند.

دانش‌آموزان آرین کنترل پس از گذراندن دوره‌های تخصصی TwinCAT 3 قادر خواهند بود تا پیچیده‌ترین پروژه‌های اتوماسیون صنعتی را با فناوری PC-based control بکهوف پیاده‌سازی کنند و در صنایع مختلف از جمله automotive، packaging، manufacturing و process automation موفقیت کسب کنند.