Il controllo basato su PC automatizza il magazzino utensili

Con l’aumento delle esigenze della tecnologia di lavorazione e la crescente importanza degli aspetti legati alla flessibilità e alla produttività, cresce anche la necessità di utensili sulle macchine utensili. Eberhard Hahl, Amministratore Delegato di Wassermann Technologie GmbH a Eichenzell, vicino a Fulda, spiega: “Il nuovo terminale utensili è stato progettato per soddisfare le attuali esigenze dei clienti. Solo il diametro degli utensili e i tamburi degli utensili sono fissi. Tuttavia, la lunghezza dell’utensile, la divisione della lunghezza, il numero di utensili, la pulizia dell’utensile, i portautensili e la registrazione dei dati RFID dell’utensile possono essere configurati liberamente
. Un’altra caratteristica speciale è il design estremamente compatto. Ciò si ottiene grazie al fatto che i tamburi degli utensili scorrono l’uno dentro l’altro, cioè non uno accanto all’altro”.

Christoph Neuhaus, sviluppatore di software applicativo presso Becker Engineering GmbH a Leichlingen, aggiunge: “L’alto livello di flessibilità comprende la possibilità di integrare un’ampia gamma di macchine utensili con una grande varietà di piattaforme di controllo. L’apertura del controllo basato su PC è il fattore decisivo
. Ad esempio, il software di terze parti può essere eseguito anche sull’hardware di controllo Beckhoff, il che facilita l’accesso alle tabelle utensili della rispettiva macchina, tra le altre cose”.

Il terminale per stampi concentrici è costituito da uno o due tamburi aggiuntivi, interconnessi a seconda delle necessità. Gli utensili sono gestiti da un’unità lineare con un cambiautensili integrato. Questa si occupa sia di posizionare gli utensili nei tamburi che di alimentarli in un buffer utensili o direttamente in un cambiautensili sul lato macchina. Eberhard Hahl spiega: “Il terminale utensili offre una gestione degli utensili fino a 9.000 utensili ed è adatto sia come magazzino diretto e deposito utensili per la gestione degli utensili, sia come estensione dei magazzini utensili esistenti o come magazzino di alimentazione centrale per diverse macchine utensili”.
Julian Becker, sviluppatore di software applicativo presso Becker Engineering, descrive la particolarità come un magazzino aggiuntivo intelligente: “Il terminale utensili può lavorare in modo completamente indipendente. Ciò è garantito dalla propria gestione degli utensili, dal database e dal controllo della sequenza, nonché dalla propria interfaccia con la macchina utensile. Inoltre, il software per la gestione aggiuntiva esterna, le interfacce con i dispositivi periferici e la registrazione integrata dei dati dell’utensile sono disponibili nel magazzino utensili stesso”.

L’elevata flessibilità del terminale utensili offre chiari vantaggi in termini di costi per il cliente finale, come spiega Eberhard Hahl: “Con il terminale utensili, abbiamo progettato un magazzino standard versatile, che si riflette in un buon rapporto qualità-prezzo. Tuttavia, se necessario,
può anche essere personalizzato per soddisfare le esigenze individuali del cliente, ad esempio per collegarlo alla macchina utensile. Il terminale utensili è disponibile di serie in due varianti di modello: S-Curve per un massimo di 280 utensili e D-Curve per un massimo di 570 utensili”.

Becker Engineering ha acquisito esperienza con il controllo basato su PC, poiché Christoph Neuhaus vede i numerosi vantaggi che ne sono derivati: “Tra le altre cose, beneficiamo del fatto che il PLC e le applicazioni aggiuntive in linguaggio di alto livello possono essere realizzate in modo coerente su un’unica piattaforma. A questo si aggiunge la buona scalabilità. Consente di migrare facilmente il progetto di controllo verso un hardware più potente, ad esempio dotato di un processore multi-core, se le prestazioni richieste aumentano”.
Wilm Schadach, ufficio vendite Beckhoff a Monheim, aggiunge un altro aspetto: “Il controllo basato su PC offre anche una coerenza completa dal punto di vista della gestione e dell’ingegneria. Oltre alle funzionalità del PLC, al controllo del movimento e alla visualizzazione, anche il database degli utensili può essere eseguito sulla stessa piattaforma. Questo si è rivelato un vantaggio significativo nella progettazione complessiva del sistema”. Inoltre, secondo Julian Becker, la familiarizzazione con la tecnologia di controllo basata su PC di Beckhoff è stata molto semplice: “L’uso di linguaggi di programmazione familiari e standardizzati ha semplificato notevolmente la gestione”.

Becker Engineering ha beneficiato anche dell’ampia gamma di opzioni di comunicazione dati tramite TwinCAT ADS. Christoph Neuhaus commenta: “ADS consente un accesso molto semplice ai dati del PLC dall’applicazione in linguaggio di alto livello. E viceversa, anche un server ADS può essere comodamente sviluppato in un linguaggio di alto livello
, a cui si può accedere facilmente dal PLC. In questo modo, è possibile ottenere un trasferimento dati affidabile tra il magazzino utensili e la macchina utensile, ad esempio per scambiare i numeri d’ordine o i dati utente analizzati, senza grandi sforzi. Inoltre, gli aggiornamenti necessari possono essere comodamente inseriti su
in caso di ulteriori sviluppi successivi e le soluzioni Industria 4.0 possono essere realizzate anche con l’architettura client/server disponibile tramite la comunicazione ADS”.

Un altro aspetto importante del controllo basato su PC per Christoph Neuhaus è la disponibilità degli ultimi sistemi operativi Windows, la buona politica di aggiornamento e le opzioni di simulazione disponibili senza licenza o requisiti hardware aggiuntivi: “L’intero sistema può essere simulato sul proprio PC di sviluppo. Ad esempio, è possibile convertire gli assi di movimento in assi di simulazione o mappare il comportamento degli I/O vicino all’hardware utilizzando moduli di simulazione software”.

In un terminale stampo attualmente implementato con due tamburi, un totale di cinque assi servoassistiti assicurano una gestione dello stampo rapida e precisa. I corrispondenti servoazionamenti AX5000 e i servomotori AM8000 sono controllati da un PC CX2030 Embedded con TwinCAT NC PTP. Questo realizza
un asse rotativo per ciascuno dei due tamburi dello stampo, nonché un asse verticale per raggiungere il livello desiderato del tamburo, un asse orizzontale per la presa nel piano e un asse rotativo per una pinza doppia. Un altro compito di automazione è il controllo pneumatico
per la pinza doppia. Eberhard Hahl aggiunge: “Gli utensili vengono trasferiti dal tamburo all’esterno tramite l’asse di rotazione della pinza. Questo può essere progettato anche come asse telescopico, per trasferire lo stampo direttamente in un magazzino sul lato macchina, senza manipolazioni intermedie”.

L’applicazione di controllo del movimento è stata implementata in TwinCAT con l’aiuto dei blocchi di movimento PLCopen, che, secondo Christoph Neuhaus, si sono dimostrati validi nella pratica: “La programmazione delle funzioni di movimento con i blocchi di movimento è stata molto semplice e ha fatto risparmiare tempo. Un altro vantaggio della tecnologia di azionamento Beckhoff è la Tecnologia One Cable (OCT). Ciò consente di ridurre i costi di assemblaggio e di materiale e di utilizzare catene portacavi più piccole, il che facilita un design compatto. Inoltre, la targhetta elettronica velocizza notevolmente la messa in servizio”.