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靈活的機(jī)器布局將是智慧工廠的關(guān)鍵

未來智慧工廠將需要模塊化的機(jī)器概念，它讓用戶能夠以最小的工作量來調(diào)整機(jī)器，以適應(yīng)不斷變化的生產(chǎn)過程。荷蘭 Integrated Mechanization Solutions（IMS）公司決定開發(fā)全新的 METIS 4.0 機(jī)器，以面對(duì)這一挑戰(zhàn)。該機(jī)器由一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)器模塊和多個(gè)單元組成，可以靈活調(diào)換，以便建立一個(gè)基于待執(zhí)行步驟的生產(chǎn)線。有了倍福基于 PC 的控制技術(shù)，IMS 選擇到一款可以滿足模塊化、可擴(kuò)展性、通用通訊和連通性方面所有要求的控制系統(tǒng)。

一條由一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)平臺(tái)和 6 個(gè)不同的模塊構(gòu)成的生產(chǎn)線正在測試中。IMS 機(jī)器用于裝配消費(fèi)電子產(chǎn)品、汽車零部件及醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域使用的小零件

工業(yè) 4.0 對(duì)于 IMS 來說并不是過時(shí)的潮流，而是體現(xiàn)了未來將要涵蓋最終用戶對(duì)高度定制化產(chǎn)品的需求的生產(chǎn)系統(tǒng)。IMS 的機(jī)器主要用于組裝消費(fèi)電子產(chǎn)品、醫(yī)療設(shè)備或汽車行業(yè)中使用的小零件。“我們目前正在建造和安裝用于裝配相機(jī)鏡頭及智能手機(jī)揚(yáng)聲器的生產(chǎn)線。”IMS 公司技術(shù)總監(jiān) Henri Paus 解釋道，“雖然這些產(chǎn)品很不相同，但它們有一個(gè)共同之處，那就是要求我們的機(jī)器必須實(shí)現(xiàn)精密的加工步驟。”

模塊化的機(jī)器方案

IMS 電氣工程師 Bart Deen 對(duì) METIS 4.0 的機(jī)器方案進(jìn)行了解釋：METIS 4.0 生產(chǎn)線具有三大功能特點(diǎn)：它在產(chǎn)能方面可以擴(kuò)展；在工藝序列上有很大的靈活性且布局可重新配置。機(jī)器最重要的特點(diǎn)是產(chǎn)能可以擴(kuò)展，以滿足自動(dòng)化需求。客戶可以在開始時(shí)只投資少量的自動(dòng)化，在需要額外的自動(dòng)化時(shí)再增加投資。“其核心是我們擁有模塊化理念。這意味著，我們的機(jī)器可以根據(jù)需要相互替換和組合。”在實(shí)際應(yīng)用中，這表示任何一款 IMS 生產(chǎn)線都由兩種類型的組件構(gòu)成：用作底層架構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)模塊及應(yīng)用專用的工藝裝置。工藝裝置安裝在標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)上，用于執(zhí)行生產(chǎn)過程中的具體步驟。它們可能包括：用于定位零部件的拾取裝置、或用于涂敷液體或連接材料的裝置、用紫外線燈處理產(chǎn)品的裝置或激光焊接裝置。IMS 可提供各種標(biāo)準(zhǔn)裝置，可以輕易的從 METIS 4.0 平臺(tái)上添加或者移除。由于它們采用插拔式設(shè)計(jì)，可以離線對(duì)這些裝置進(jìn)行測試，并根據(jù)即插即用原理安裝。

可以離線對(duì)插拔式生產(chǎn)模塊進(jìn)行測試，并根據(jù)即插即用原理安裝

電氣工程師 Bart Deen；技術(shù)總監(jiān) Henri Paus；以及IMS荷蘭阿爾默洛營銷經(jīng)理 Ilse Buter（從左至右）

高度靈活性助力實(shí)現(xiàn)快速轉(zhuǎn)換

“我們的機(jī)器開發(fā)專注于靈活性。”IMS 公司營銷經(jīng)理 Ilse Buter 說道。“現(xiàn)在，我們面臨著產(chǎn)品生命周期越來越短的挑戰(zhàn)，特別是在消費(fèi)電子產(chǎn)品領(lǐng)域。此外，產(chǎn)品的型號(hào)也越來越多，這意味著不同的生產(chǎn)批量繼續(xù)收縮。這就是為什么制造業(yè)需要可以快速和輕松地適應(yīng)新產(chǎn)品、型號(hào)和批量大小的機(jī)器。不久前，當(dāng)我們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到這一發(fā)展情況時(shí)，我們及時(shí)將重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到超短的設(shè)置轉(zhuǎn)換時(shí)間。例如，我們最近為一位客戶建造了一條能夠生產(chǎn) 60 多種不同型號(hào)的產(chǎn)品的生產(chǎn)線。”

倍福基于 PC 的控制技術(shù)：高速、高精度及出色的可擴(kuò)展性

“易于更換的裝置對(duì)控制系統(tǒng)有很高的要求。”Bart Deen 說道。“IMS 將 Beckhoff 基于 PC 和 EtherCAT 的控制系統(tǒng)作為標(biāo)配已有三年，視具體的項(xiàng)目大小而定，我們會(huì)從 CX50x0、CX51x0 或 Cx20x0 系列嵌入式控制器中選擇。由于其響應(yīng)速度快，EtherCAT 對(duì)于機(jī)器制造類型來說非常重要。機(jī)器使用 EtherCAT 耦合器 EK1101 連接不同的模塊。每個(gè)模塊都有其自己的 ID 范圍，用來識(shí)別模塊類型及其硬件。在此 ID 基礎(chǔ)上，控制軟件加載正確的功能塊。這樣，可以輕松地互換我們的模塊。“倍福也滿足我們對(duì)擴(kuò)展性方面的要求。”Bart Deen 繼續(xù)說道：“由于所有的控制組件都具有很高的擴(kuò)展性，我們可以設(shè)計(jì)能夠完美匹配客戶需求的控制解決方案。”

METIS 4.0  的控制柜里面裝有倍福的嵌入式控制器 CX2040、EtherCAT 和 TwinSAFE 端子模塊

IMS 公司

IMS（Integrated Mechanization Solutions）公司總部位于荷蘭阿爾默洛。在 1999 年被德州儀器（Texas Instruments）管理層收購后，該公司就成為 WWINN 集團(tuán)旗下一員。IMS 在開發(fā)高端生產(chǎn)線方面擁有 50 多年的經(jīng)驗(yàn)，專門從事針對(duì)復(fù)雜裝配和小型產(chǎn)品制造的定制解決方案。客戶包括汽車和智能設(shè)備行業(yè)以及醫(yī)療設(shè)備制造商的全球公司。