總部位于瑞士Duggingen的Haeusler公司是全球大型金屬板材成型設(shè)備的領(lǐng)先企業(yè)之一。2020年底,他們向中國最大的造船廠交付了一臺(tái)1245噸的巨型矯直機(jī)。據(jù)該公司介紹,這座工廠在全球同類工廠中規(guī)模最大,主要生產(chǎn)油輪船體。倍福基于PC的控制技術(shù)確保將用于精確成型鋼結(jié)構(gòu)件的巨大力量引導(dǎo)至正確的方向。
Haeusler是一家專用機(jī)床制造企業(yè),成立于1936年,目前擁有員工約120名員工。公司自成立之初就著眼于各種機(jī)床和生產(chǎn)線的研發(fā)設(shè)計(jì),包括客戶定制設(shè)計(jì),這些機(jī)床和生產(chǎn)線廣泛應(yīng)用于金屬板材加工,以及風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔、管道、阿麗亞娜系列火箭、造船或發(fā)電設(shè)備和反應(yīng)堆保護(hù)外殼制造等應(yīng)用。經(jīng)過18個(gè)月的設(shè)計(jì)和施工,最新的RI 4000X87矯直機(jī)已交付給中國客戶。該公司下屬多家造船廠,可以生產(chǎn)油輪、貨輪、客輪以及快艇各種船只。
擁有80多年豐富的矯直機(jī)經(jīng)驗(yàn)
Haeusler利用其80多年的豐富經(jīng)驗(yàn)開發(fā)了客戶專用的矯直系統(tǒng),即RI機(jī)床系列,它可以根據(jù)具體的技術(shù)規(guī)格,配備5個(gè)、7個(gè)、9個(gè)或11個(gè)矯直輥。包括最新的巨型成型系統(tǒng),該系統(tǒng)高12米,自重1245噸,配備5個(gè)大型矯直輥,在成型過程中可以施加高達(dá)19000噸的力。它能夠加工120毫米厚、4米寬、12米長(zhǎng)且重達(dá)45噸的高強(qiáng)度鋼板(屈服強(qiáng)度為1000N/mm2)。Haeusler認(rèn)為,該機(jī)床系列能夠加工巨型金屬板材,與傳統(tǒng)的矯直解決方案相比具有明顯的優(yōu)勢(shì)。
這種巨型鋼板的加工與僅幾毫米厚的常見金屬板材的加工完全沒有可比性。在加工巨型鋼板時(shí),更多是需要均勻?qū)R板材(有時(shí)在加工過程中會(huì)出現(xiàn)輕微的波浪紋),以便進(jìn)行后續(xù)的加工。另一項(xiàng)任務(wù)是通過多次冷軋,使得板材中的應(yīng)力均勻分布。RI系列在性能上具有很多優(yōu)勢(shì),如特殊的輥?zhàn)訂为?dú)調(diào)整功能,可以高效矯直較薄和極厚的板材。矯直輥直接驅(qū)動(dòng)裝置具有自動(dòng)速度補(bǔ)償功能,并集成過載保護(hù)元件。
智能化機(jī)床控制系統(tǒng)助力提升加工質(zhì)量
據(jù)Haeusler介紹,RI系列的另一個(gè)特點(diǎn)是采用了智能化機(jī)床控制系統(tǒng)。倍?;赑C的控制技術(shù)讓用戶能夠在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)最佳加工效果。模塊化組件通過高性能EtherCAT通信系統(tǒng)進(jìn)行分布和組網(wǎng),可以很好地滿足矯直機(jī)的特殊要求。Haeusler公司電氣部副主任Patrick Stadler解釋說道:“倍福的優(yōu)勢(shì)在于其產(chǎn)品豐富,覆蓋面廣,特別是基于PC的控制技術(shù)和EtherCAT技術(shù)還具有的良好開放性。這意味著,在需要時(shí),我們可以輕松集成位置測(cè)量系統(tǒng)等第三方組件。更重要的是,工廠里還安裝一臺(tái)控制計(jì)算機(jī),用于下游的測(cè)量應(yīng)用,這樣就可以在矯直后進(jìn)行質(zhì)量檢查。使用EtherCAT橋接端子模塊EL6695可以連接這兩臺(tái)控制器,以最小的工作量實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信。我們還使用ADS在控制器之間通過TCP/IP傳輸過程參數(shù),并將參數(shù)傳輸?shù)轿覀冏约洪_發(fā)的人機(jī)界面,我們也很欣賞該界面在這方面的開放性?!盤atrick Stadler還舉了另外一個(gè)例子,即用于測(cè)量拉直的鋼板平面度的高精度激光器:“激光器有一個(gè)RS422接口,可以輕松與EL6021串口端子模塊和相應(yīng)的TwinCAT功能庫整合于一體,無需進(jìn)行費(fèi)時(shí)費(fèi)力的項(xiàng)目規(guī)劃。”
最新機(jī)床的整體控制通過兩臺(tái)C6920 控制柜式工業(yè)PC實(shí)現(xiàn)。這些設(shè)備通過高效的CP-Link 4單電纜解決方案連接CP2919(19英寸顯示屏)或CP2924(24英寸顯示屏)控制面板,它們內(nèi)置在操作面板中,用作方便的多點(diǎn)觸控HMI??刂栖浖褂玫氖荰winCAT PLC液壓定位(TS5810)軟件庫,它構(gòu)成了整個(gè)軸線控制和協(xié)調(diào)巨大力量的基礎(chǔ),Patrick Stadler認(rèn)為:“一個(gè)復(fù)雜的液壓系統(tǒng)由一個(gè)8000升的油箱供油,每分鐘可輸送3500升油。同時(shí)實(shí)現(xiàn)七根軸的液壓扭矩控制,扭矩高達(dá)1000萬Nm。系統(tǒng)的供電電流高達(dá)2500A(滿負(fù)荷),其中大部分用于液壓系統(tǒng)?!盤atrick Stadler還看到了TwinCAT OPC UA Server(TS6100)的另一個(gè)優(yōu)勢(shì):“有了這個(gè)OPC UA接口,最終用戶可以選擇將機(jī)床高效集成到他們的車間管理系統(tǒng)中。”
分布在工廠內(nèi)多個(gè)控制柜中的I/O層包括9個(gè)EtherCAT耦合器EK1100,9個(gè)EtherCAT拓?fù)鋽U(kuò)展模塊EK1122和150多個(gè)EtherCAT端子模塊,包括36個(gè)EL1008數(shù)字量輸入端子模塊和28個(gè)EL2008、EL2024或EL2088數(shù)字量輸出端子模塊,以及4個(gè)EL2535 2通道脈寬電流電流端子模塊。倍福提供的各種可用于采集模擬量值的端子模塊也為Haeusler帶來了很多優(yōu)勢(shì)。例如,EL3413-0001電力測(cè)量端子模塊最高可以測(cè)量600 V的交流電,可用于直接集成功能特別強(qiáng)大的機(jī)床組件。此外還有27個(gè)EL3152、EL3162和EL3255 EtherCAT模擬量輸入端子模塊和7個(gè) EL4032和EL4034模擬量輸出端子模塊也可用于采集模擬量值。其它使用的I/O端子模塊有EL5152增量編碼器接口端子模塊、EL6021(RS422/RS485)串行接口端子模塊、EL6080 EtherCAT 內(nèi)存端子模塊和EL6695 EtherCAT橋接端子模塊。