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案例頻道25年來，總部位于德國多瑙河上的諾伊施塔特的Scheugenpflug公司主要生產電子元器件、汽車電子與醫療技術行業所用的點膠和計量裝置生產線。基于倍福PC和CNC技術的高端自動化系統能夠以高重復精度實現精調過程和生產結果，為汽車行業供應商部署了一條用于制造混合動力汽車和電動汽車加熱器的生產線。Scheugenpflug公司開發控制和驅動技術部門負責人Ulrich Bohm解釋道：“與內燃機不同，電動機不產生用于加熱副駕駛座椅的熱量，這意味著電動汽車需要一臺額外的電加熱器。”
適用于復雜工藝的緊湊型旋轉分度系統
加熱器生產線包括旋轉點膠系統，其關鍵組成部分涵蓋一個帶有傳感器和掃描器的裝載工位、一個等離子體處理工位、計量系統，以及另外兩個用于接合和緊固電子元器件外殼的工位。Scheugenpflug公司首席運營官Johann Gerneth闡述了此系統的具體優點：“事實證明，復雜、高精度點膠過程不僅可以作為傳統的串聯式解決方案實現，而且還可以作為高度緊湊的旋轉分度系統實現。而實現這一點的先決條件是采用倍福的高性能、模塊化和靈活的控制技術。”
機械工程部門主管Rainer Brockl描述這個工藝流程時說道：“當工件三次通過旋轉分度系統時，三種不同的點膠材料被引入到工件中。換句話說，喂料系統在三個不同的生產階段和不同的位置涂覆密封材料。在涂覆密封材料之前對工件進行等離子體處理，包括外殼材料的清潔和活化，以確保材料表面的粘附力達到最佳狀態。然后在接合工位中通過螺紋連接裝配和組件固定過程。由于所有子過程之間相互依賴，旋轉分度系統提供了理想的解決方案。”
開放式控制技術：模塊化機器設計的理想基礎
作為為客戶量身定制生產機器和系統的專家，Scheugenpflug能夠滿足客戶多種多樣的需求，尤其在自動化技術方面的需求。Johann Gerneth解釋道：“對我們而言至關重要的一點，是可為客戶提供一站式支持模塊化和可定制的控制平臺，從而盡可能滿足客戶的眾多要求，對客戶的持續關注，促使我們不斷開發，形成目前先進機械的解決方案。在電氣、機械和軟件組件等方面的模塊化設計，決定了我們從小型專用機器制造商成功發展為采用模塊化產品架構的全面解決方案供應商。”
Ulrich Bohm補充道：“倍福基于PC控制技術的良好開放性以及公司持續不斷的開發和創新給我們留下了深刻的印象。高性能驅動技術就是一個很好的應用例子，它能夠將先進的伺服電機集成到我們的機器中。單電纜技術（OCT）和緊湊型電機搭配使用可節省安裝空間，同樣帶來了實質性的優勢。此外，此PC控制技術可提供各種性能等級，滿足客戶不同的需求。”除了使用AM8023伺服電機外，Scheugenpflug在新的點膠系統中采用了大轉動慣量的AM8533伺服電機。
CNC解決方案無縫集成到標準控制技術中
TwinCAT CNC軟件確保點膠系統中的高精度運動控制。Ulrich Bohm描述了無縫集成到基于PC的標準控制技術中的CNC解決方案的優勢：“除了系統連續性之外，基于PC的CNC解決方案還具有更多優勢。一方面，它非常快速和高效。另一方面，我們從用于功能擴展的CNC解決方案的開放性和靈活性中受益匪淺，這有助于我們實現最佳的特定應用功能。TwinCAT還能提供包括CNC內核和PLC之間強大的高級接口（HLI）以及可定制的參數界面，直接從PLC項目生成CNC參數集，從而能夠快速、靈活地響應不同的需求。這樣，通常由客戶請求的功能可以簡單地映射為軟件模塊，以便公司實現高度參數化和更有效的軟件開發。”
Scheugenpflug使用 TwinCAT CNC控制測量運行，例如可用于參考和用戶特定的M/H功能（例如停止，保持，程序運行結束），和其它諸如轉換和第五根運動軸的功能。Ulrich Bohm表示：“第五根軸（b 軸）關系到刀具或點膠針頭本身，例如，將密封材料涂覆到傾斜表面上，除了傳統的三軸運動系統的功能外，它能夠旋轉整個刀具或僅旋轉點膠針頭。相同的原理也適用于等離子體處理工位，只需選擇不同的刀具即可。”
倍福的工業PC C6920是控制系統的核心部分，與五個AX5203雙通道伺服驅動器和兩個AX5103單通道驅動器一起運行——每個驅動器都配備了AX 5 8 0 5 Twi n S A F E選項卡，通過AM80 23和AM8533單電纜伺服電機提供12根高動態且精確定位的伺服軸。此控制器共有21個EtherCAT端子模塊、15個TwinSAFE端子模塊、21個EtherCAT端子盒和1個Twin-SAFE-EtherCAT端子盒組成，可提供全面的數據采集和安全功能。
此外，點膠系統為機器操作人員提供了符合人體工程學的操作界面。三臺15英寸的CP3915多點觸控控制面板確保機器操作員可以隨時從任何角度訪問所有必需的信息。點膠輪廓的三維可視化系統可用于在實際點膠過程開始之前檢查G代碼編程的結果。
高性能、開放的數據通訊
對于Ulrich Bohm來說，EtherCAT在控制技術中發揮了重要作用，他介紹道：“EtherCAT已經是一項受到眾多第三方供應商支持的全球標準。它的安裝和電氣連接簡單易操作，數據傳輸速率也非常高，使用時不必擔心帶寬容量的限制。同時，它還具備XFC極速控制技術，用于通過帶雙通道時間戳功能的EtherCAT端子盒，EP1258可以非常快速和精確地進行刀具測量。”
Johann Gerneth最后表示，基于PC的控制技術的開放性及其通訊能力也是工業4.0的核心部分：“根據客戶需求，我們采用基于PC的控制技術的機器通過使用ADS、TCP/IP或OPC-UA通訊為MES和ERP系統提供高度靈活性和開放性。常規通訊在實現汽車工業中的可追溯性方面是一個特別關鍵的要求，將在工業4.0背景下變得更加重要。”
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德國倍福自動化有限公司汽車行業經理趙剛
自動化博覽：汽車行業中，涉及到了倍福的哪些產品或解決方案？應用在汽車的哪部分工藝上？
趙剛：倍福在硬件方面，可為汽車行業提供工業計算機系統和現場總線單元模塊，以及伺服驅動類等產品；在軟件方面，可為用戶提供基于PC操作系統的TwinCAT開發和運行環境。
在汽車工藝方面，倍福工業計算機IPC和EPC用于沖壓工藝的全線自動化搬運系統以及焊裝工藝關鍵工位。在沖壓工藝環節，伺服壓機和輸送系統的控制越來越多地使用基于PC的控制技術，對于三坐標機械手和機器人搬運系統，倍福的產品均可進行精確和高速的控制。在焊裝工藝環節，以主拼工位、柔性夾具管理等系統為主要應用場合，為多車型共線生產提供穩定和高速的運行平臺。另外，在涂裝、總裝、發動機和變速器、零部件、測試平臺、新能源汽車等領域，倍福產品均具有較高的實用價值和豐富的應用案例。倍福的EtherCAT總線系統非常適合現場信號和數據的高速準確傳輸。同時結合基于PC的控制技術的運行環境、更加開放的網絡協議，以及豐富的網絡接口可以為客戶提供更多應用環境，從而適應各種傳統工業控制網絡以及未來IoT技術的發展需要。
自動化博覽：倍福在汽車行業優勢體現在哪些方面？
趙剛：倍福在汽車行業可提供基于PC控制的產品應用，執行多任務、多語言編程。在多層級開放式網絡接口，網絡傳輸速度和穩定性、復雜的數學運算及運動控制，比傳統的可編程控制器具有較大優勢。同時，倍福倡導的EtherCAT總線是目前工業總線產品中的佼佼者，具有開放、高速、穩定、實時的特點，越來越多地被廣大汽車行業內自動化領域的從業者接受和使用。
自動化博覽：車聯網是目前的熱門話題，您如何看待車聯網在中國的發展現狀？倍福在此方面有何舉措？
趙剛：倍福產品在車聯網領域與自動駕駛裝置有一定的關聯，車輛各操控系統的高速數據傳輸與基于CAN總線的接口模式，是倍福產品在車聯網應用的優勢；同時，數據采集和測量也是倍福產品的主要應用領域。中國是新能源汽車發展的主要市場，車聯網技術將在這個市場呈現爆發式增長，倍福將與5G技術標準制定單位，即相關重點企業進行強強聯合，面對未來，發展新的汽車行業應用技術。
摘自《自動化博覽》6月刊
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