PCベースの制御でツールマガジンを自動化

機械加工技術に対する要求が高まり、柔軟性と生産性に関連する側面の重要性が高まるにつれ、工作機械上の工具に対するニーズも高まっている。フルダ近郊のアイヒェンツェルにあるWassermann Technologie GmbHの社長、エバーハルト・ハール氏は、「新しいツールターミナルは、こうした現在の顧客要件を満たすために設計されました。工具と工具ドラムの直径だけが固定されています。しかし、工具の長さ、長さ分割、工具本数、工具洗浄、工具ホルダー、RFID工具データ記録は、
、自由に設定できます。もうひとつの特徴は、非常にコンパクトな設計です。これは、工具ドラムが隣り合わせではなく、互いに内側を通っていることで実現されている。”

ライヒリンゲンにあるベッカーエンジニアリング社のアプリケーションソフトウェア開発者であるクリストフ・ノイハウス氏は、次のように付け加えている。「高い柔軟性には、さまざまな工作機械を多種多様な制御プラットフォームと統合する能力が含まれます。PCベースの制御のオープン性は、
決定的な要因です。例えば、サードパーティのソフトウェアもベッコフの制御ハードウェア上で動作させることができ、特に各機械のツールテーブルへのアクセスが容易になります。”

同心金型ターミナルは、必要に応じて追加された1つまたは2つのかみ合いドラムで構成されています。ツールは、ツールチェンジャーを内蔵したリニアユニットによって処理されます。これにより、工具をドラムにセットし、工具バッファに供給するか、機械側のツールチェンジャーに直接供給することができます。工具ターミナルは、最大9,000本の工具を管理することができ、工具管理用のダイレクトマガジンと工具ストアとして、また既存の工具マガジンの拡張や複数の工作機械用の中央供給マガジンとして適しています」
ベッカーエンジニアリング社のアプリケーションソフトウェア開発者、ジュリアン・ベッカー氏は、この特別な機能をインテリジェントな追加マガジンとして説明しています。これは、独自の工具管理、データベース、シーケンス制御、および工作機械への独自のインターフェースによって保証されています。さらに、外部追加ハンドリング用のソフトウェア、周辺機器へのインターフェース、および工具データの統合記録も、ツールマガジン自体で利用可能です」。

ツールターミナルの高い柔軟性は、最終顧客に明確なコストメリットをもたらす。しかし、必要に応じて、
、工作機械への接続など、個々のお客様のご要望に合わせたカスタマイズも可能です。工具ターミナルは、最大280本の工具に対応するSカーブと、最大570本の工具に対応するDカーブの2つのモデルバリエーションが標準で用意されている。”

ベッカーエンジニアリングは、クリストフ・ノイハウス以来、PCベースの制御で経験を積んでおり、数多くのメリットが生まれている。それに加えて、拡張性の高さもあります。性能要件が高まった場合、制御プロジェクトをより強力なハードウェア（マルチコアプロセッサ搭載など）に簡単に移行できます」。
モンハイムにあるベッコフ営業所のウィルム・シャダッハは、別の側面も付け加えています。「PCベースの制御は、ハンドリングとエンジニアリングの観点からも、完全な一貫性を提供します。PLC機能、モーションコントロール、ビジュアライゼーションに加えて、ツールデータベースも同じプラットフォーム上で実行できます。これは、システム全体の設計において、大きな利点であることが証明されました。”さらに、ジュリアン・ベッカー氏は、ベッコフのPCベースの制御技術に慣れるのは非常に簡単だったと言います。

ベッカーエンジニアリング社は、TwinCAT ADSを介した幅広いデータ通信オプションも活用しています。Christoph Neuhaus氏は次のようにコメントしています。「ADSは、高級言語アプリケーションからPLCデータに非常に簡単にアクセスできます。また逆に、ADSサーバを高水準言語
、PLCから簡単にアクセスできるように開発することもできます。このようにして、ツールマガジンと工作機械の間で、例えば注文番号や分析されたユーザデータを交換するために、信頼性の高いデータ転送を大きな労力をかけずに実現することができます。さらに、必要なアップデートは、その後のさらなる開発の際に、
で便利に投入することができ、インダストリー 4.0 ソリューションも、ADS 通信を介して利用可能なクライアント/サーバーアーキテクチャで実現できます。”

クリストフ・ノイハウス氏にとって、PCベース制御のもう一つの重要な点は、最新のWindowsオペレーティングシステムが利用できること、優れたアップデートポリシー、追加のライセンスやハードウェア要件なしに利用できるシミュレーションオプションです。例えば、モーション軸をシミュレーション軸に変換したり、ソフトウェアシミュレーションモジュールを使用して、I/O動作をハードウェアに近づけることができます。”

現在実装されている2つのドラムを備えたモールドターミナルでは、合計5つのサーボ軸が高速かつ正確なモールドハンドリングを保証します。対応するAX5000サーボドライブとAM8000サーボモーターは、TwinCAT NC PTPを搭載したCX2030組み込みPCによって制御されています。これにより、
、2つの金型ドラムのそれぞれに回転軸、目的のドラムレベルに到達するための垂直軸、平面に把持するための水平軸、ダブルグリッパー用の回転軸が実現されます。もうひとつの自動化タスクは、ダブルグリッパーの空圧制御（
）です。工具は、グリッパーの回転軸を経由してドラムから外部に移動します。これは、金型を中間処理なしで機械側のマガジンに直接搬送するためのテレスコピック軸として設計することもできます。”

モーション制御アプリケーションは、PLCopenモーションブロックを使用してTwinCATに実装されました。クリストフ・ノイハウス氏は、「モーションブロックを使用したモーション機能のプログラミングは非常に簡単で、時間を大幅に節約できました」と述べています。ベッコフのドライブ技術のもう1つの利点は、ワンケーブルテクノロジー（OCT）です。これにより、組み立てコストと材料費が削減され、小型のケーブルドラッグチェーンを使用できるため、コンパクトな設計が可能になります。さらに、電子銘板は試運転を大幅にスピードアップします。”