Багатопозиційне деревообробне рішення з ЧПК Advantech

Автоматизація деревобробного підприємства

Готові рішення та реалізовані проекти з використанням IOT-технологій >> Промислова автоматизація

Багатопозиційне деревообробне рішення з ЧПК Advantech

Вступ

З покращенням рівня життя і виникненням тренду на унікальність у нового покоління, мебелі на замовлення та індивідуальний підхід теперь є передовою тенденцією.  Задоволення потреб клієнтів у меблях на замовлення стало новою точкою відліку для багатьох традиційних виробників меблів. Меблі на замовлення для всього дому, ставлять нові завдання з ефективності і різноманітність виробництва.

Як виготовити меблі на замовлення швидше і більш гнучко реагувати на замовлення клієнтів - ось питання, яке виробники мають швидко вирішити.

Статус промисловості

Сьогодні більшість нових сучасних виробників меблів на замовлення використовують програмне забезпечення для розділення замовленнь, щоб відправляти замовлення на деревообробному обладнанні через базу даних, а потім виконувати програму обробки за допомогою програмного забезпечення АСУ ТП і верстата з ЧПУ для реалізації всього процеса. Оскільки розмаїття і кількість замовлень збільшуються, підвищується також і вимоги до швидкості обробки та гнучкості деревонообробного обладнання з ЧПУ.

Традиційний верстат з ЧПУ не може задовольнити ці вимоги, в основному через наступні аспекти:

  • Традиційна архітектура системи ЧПУ відносно закрита; важко розвивати і налаштовувати оптимізацію, що суттєво ускладнює підвищення ефективності;
  • Традиційні системи управління мають мало інтерфейсів і недостатню масштабованість, що ускладнює інтеграцію вище- і нижчестоящого обладнання для формування виробничих ліній. Вони, також,  мають погану сумісність із сучасними пристроями;
  • Код G/M не є гнучким, тому він не може бути швидко адаптований до специфікацій обробки нових заявок;
  • Інформатизація доволі складна: важко поєднати базу даних і систему MES, а також важко інформатизувати виробничу лінію.

Історія проекту

Клієнт - це компанія, що займається системною інтеграцією, яка об'єднує НДДКР (науково-дослідні та дослідно-конструкторські роботи), виробництво і продаж. Постійний замовник, виробник фрезерних верстатів з ЧПУ по дереву, висунув нові вимоги нашому клієнту, розраховуючи на подальші удосконалення, оптимізацію ефективності і способу замовлення оригінального фрезерного верстату з ЧПУ. І в той же час бажаючи підвищіти його сумісність з більш високорівневим програмним забезпеченням і системами MES, для здійснення виробництва і відправки в режимі он-лайн.

Потреби клієнта

Підвищення швидкості  обробки і контроль витрат: швидкість обробки є основним показником обладнання. Оскільки оригінальний контролер представляє собою традиційний верстат з ЧПУ, кількість осей і програм порівняно фіксована. Щоб відповідати новим вимогам ефективності, клієнт має придбати три комплекти верстатів з ЧПУ. По мірі збільшення витрат, також збільшуються витрати на зв'язок і налагодження між верстатами.

Просте підключення  додаткового обладнання: тепер підключено те деревообробне обладнання, яке від початку було автономним.

Цьому фрезерному верстату з ЧПУ потрібен інтерфейс для підключення до контролера ПЛК двосторонньої пилки. Традиційна система ЧПУ не може підключитися до ПЛК через недостатність кількості інтерфейсів.

Висока сумісність коду: формат G / M-коду оригінальної системи ЧПУ є жорстким. Якщо нове програмне забезпечення вводить новий  M-код, необхідна підтримка НДДКР від виробника,  що є складним і займає багато часу.

Об'єднання бази даних і MES, щоб реалізувати інформатизацію: відправка і гнучка обробка замовлення панельних меблів потребує підключення обладнання клієнта до бази даних і MES. Вихідний інформаційний інтерфейс системи складно розширити і інтегрувати ІТ та ОТ

Рішення Advantech

У відповідь на вищезгадані вимоги клієнтів, Advantech разом із замовником розробили рішення з АМАХ-5580 для  деревообробної мультистанції з ЧПУ, яке збільшило швидкість обробки з 2 хвилин до 20 секунд, реалізувало розширення декількох станцій і підключило MES.       

Огляд рішення

Рішення Advantech для контролю поєднало - високопродуктивне процессорне ядро Intel,  яке використовує допоміжну та підсистемну структуру,  об'єднання відкритого інформаційного середовища Windows7 і платформи автоматизації CODESYS в реальному часі для забезпечення багатоосевого керування рухом, станок з ЧПУ,  функції бази даних і людино-машинного інтерфейсу. Вбудована функція ЧПУ дозволяє клієнтам більш гнучко вводити М-код, підтримує шину EtherCAT,  прибирає "вузьке місце" в традиційному управлінні осями контролера і працює з драйверами серводвигунів серії SDP EtherCAT від Shihlin Electric, дозволяючи легко реалізувати одночасну роботу декількох станцій, значно покращуючи швидкість обробки задач. Модульне розширення інтерфейсу дозволяє поєднувати вище- і нижчестояще обладнання. Програмна платформа бази даних CODESYS від Advantech дозволяє швидко підключати обладнання до MES для здійснення онлайн-управління.

Реалізація проекта

  • AMAX-5580: Пограничний контролер на базі ПК, який може розширити підключуваний модуль вводу-виводу і сервопривод через шину EtherCAT;
  • Модулі вводу / виводу AMAX-5000: на основі модуля вводу / виводу EtherCAT, тонкий дизайн 1,2 см, що  забезпечує управління комуникацією в реальному часі до 100 мкс і може гнучко налаштовуватись у відповідності з різноманітними моделями;
  • СODESYS  від Advantech:  Програмне забезпечення для управління ПЛК, підтримує багатоосеве управління рухом, код G / M ЧПУ і протокол бази даних ODBC, може реалізовувати багатоосеві системи управління з відкритим ЧПУ, поєднати IT і OT, а також впроваджувати гнучку обробку через базу даних і MES.

Переваги

  • Інтеграція ІТ і OT: завдяки Windows і функції зв'язку з базою даних, клієнтське програмне забезпечення АСУ ТП і MES можуть бути об'єднані для реалізації проектів на основі замовлень і гнучкого виробництва.
  • Кількість осей більше не є "вузьким місцем", значно покращуючи швидкість обробки: на основі технології шини EtherCAT вона може швидко розширити сервовісь  аж до 128 одиниць. Це може розширити виробництво від однієї вихідної станції до трьох станцій одночасної обробки. Більше не потрібне втруччання людини для завантаження і відвантаження, що значно підвищує швидкість виконання замовлення.
  • Багатий комунікаційний інтерфейс, який поєднує вище- і нижчестоящі станції: пограничний контролер Advantech підтримує інтерфейси RS232 / 422/485, Modbus, EtherCAT, EtherNet / IP, ProfiNET і CANopen, що дозволяє клієнтам легко підключати ПЛК двосторонньої пилки і об'єднати вище- і нижчестоящі станції, щоб сформувати виробничу лінію.
  • Відкрита система ЧПУ: Підтримка стандартного G-кода і користувацького M-кода служить для виробника підтвердженням того, що вони можуть використовувати різноманітне високорівневе програмне забезпечення АСУ ТП для задоволення потреб більшої кількості замовлень.

Результати проекту

Після того, як на виробничій деревообробній лінії замовника було використане комплексне рішення Advantech, ефективність виробництва значно покращилась. Завдяки оптимізації обробки ві однієї станції до трьох, вихідний двохвилинний цикл роботи обладнання був скорочений до 20 секунд. Інтерфейс зв'язку MES і бази даних об'єднали технології інформатизації і автоматизації для реалізації гнучкої обробки і виробництва на основі замовлень. Гнучкий інтерфейс розширення реалізує впровадження контролю вище- і нижчестоящого обладнання, а також виробничу та деревообробну лінії.

Обладнання, яке може бути використаним в цьому рішенні

Контролер IPC Advantech AMAX-5580 на Intel® Core™ i7 / i5 / Celeron®  з розширенням EtherCAT Slice IO

Контролер IPC Advantech AMAX-5580

Контролер IPC Advantech AMAX-5580 на Intel® Core™ i7 / i5 / Celeron® з розширенням EtherCAT Slice IO