O controlo baseado em PC automatiza o armazém de ferramentas

Com as crescentes exigências da tecnologia de maquinagem e a crescente importância dos aspectos relacionados com a flexibilidade e a produtividade, a necessidade de ferramentas nas máquinas-ferramentas também está a aumentar. Eberhard Hahl, Diretor Geral da Wassermann Technologie GmbH em Eichenzell, perto de Fulda, explica: “O novo terminal de ferramentas foi concebido para responder a estas exigências actuais dos clientes. Apenas o diâmetro das ferramentas e os tambores de ferramentas são fixos. No entanto, o comprimento da ferramenta, a divisão do comprimento, o número de ferramentas, a limpeza da ferramenta, os suportes da ferramenta e o registo de dados da ferramenta RFID podem ser livremente configurados
. Outra caraterística especial é o design extremamente compacto. Isto é conseguido pelo facto de os tambores de ferramentas correrem uns dentro dos outros, ou seja, não ao lado uns dos outros.”

Christoph Neuhaus, programador de software de aplicação na Becker Engineering GmbH em Leichlingen, acrescenta: “O elevado nível de flexibilidade inclui a capacidade de integrar uma vasta gama de máquinas-ferramentas com diferentes plataformas de controlo. A abertura do controlo baseado em PC é o
fator decisivo aqui. Por exemplo, software de terceiros também pode ser executado no hardware de controlo da Beckhoff, o que facilita o acesso às tabelas de ferramentas da respectiva máquina, entre outras coisas.”

O terminal de moldes concêntricos é composto por um ou dois tambores adicionais, interligados, conforme necessário. As ferramentas são manuseadas por uma unidade linear com um trocador de ferramentas integrado. Este encarrega-se tanto de colocar as ferramentas nos tambores como de as alimentar para um buffer de ferramentas ou diretamente para um trocador de ferramentas no lado da máquina. Eberhard Hahl explica: “O terminal de ferramentas oferece uma gestão de ferramentas para até 9.000 ferramentas e é adequado tanto como armazém direto e armazém de ferramentas para a gestão de ferramentas, como uma extensão dos armazéns de ferramentas existentes ou como armazém central de abastecimento para várias máquinas-ferramentas.”
Julian Becker, programador de software de aplicação na Becker Engineering, descreve a caraterística especial como um armazém adicional inteligente: “O terminal de ferramentas pode trabalhar de forma completamente independente. Isto é assegurado pela sua própria gestão de ferramentas, base de dados e controlo de sequência, bem como pela sua própria interface com a máquina-ferramenta. Além disso, o software para manuseamento adicional externo, as interfaces para dispositivos periféricos e o registo integrado de dados da ferramenta também estão disponíveis no próprio carregador de ferramentas.”

A elevada flexibilidade do terminal de ferramentas oferece vantagens claras em termos de custos para o cliente final, como explica Eberhard Hahl: “Com o terminal de ferramentas, concebemos um carregador standard versátil, o que se reflecte numa boa relação preço/desempenho. No entanto, se necessário, o
também pode ser personalizado para satisfazer os requisitos individuais do cliente, por exemplo, para o ligar à máquina-ferramenta. O terminal de ferramentas está disponível como padrão em duas variantes de modelo – S-Curve para até 280 ferramentas e D-Curve para um máximo de 570 ferramentas.”

A Becker Engineering tem vindo a ganhar experiência com o controlo baseado em PC desde que Christoph Neuhaus vê inúmeras vantagens que surgiram: “Entre outras coisas, beneficiamos do facto de o PLC e as aplicações adicionais de linguagem de alto nível poderem ser realizadas de forma consistente numa plataforma. Há também a boa escalabilidade. Permite que o projeto de controlo seja facilmente migrado para hardware mais potente, por exemplo equipado com um processador multi-core, se os requisitos de desempenho aumentarem.”
Wilm Schadach, do escritório de vendas da Beckhoff em Monheim, acrescenta outro aspeto: “O controlo baseado em PC também oferece uma consistência completa do ponto de vista do manuseamento e da engenharia. Para além da funcionalidade PLC, controlo de movimento e visualização, a base de dados de ferramentas também pode correr na mesma plataforma. Isto provou ser uma vantagem significativa na conceção global do sistema.” Além disso, de acordo com Julian Becker, a familiarização com a tecnologia de controlo baseada em PC da Beckhoff foi muito fácil: “A utilização de linguagens de programação familiares e padronizadas simplificou consideravelmente o manuseamento.”

A Becker Engineering também beneficiou da vasta gama de opções de comunicação de dados através do TwinCAT ADS. Christoph Neuhaus comenta: “O ADS permite um acesso muito fácil aos dados do PLC a partir da aplicação em linguagem de alto nível. E, inversamente, um servidor ADS também pode ser convenientemente desenvolvido numa linguagem de alto nível
, que pode ser facilmente acedida a partir do PLC. Desta forma, é possível realizar, sem grande esforço, uma transferência de dados fiável entre o armazém de ferramentas e a máquina-ferramenta, por exemplo, para trocar números de encomenda ou dados de utilizador analisados. Além disso, as actualizações necessárias podem ser convenientemente introduzidas em
no caso de desenvolvimentos posteriores e as soluções da Indústria 4.0 também podem ser realizadas com a arquitetura cliente/servidor disponível através da comunicação ADS.”

Outro aspeto importante do controlo baseado em PC para Christoph Neuhaus é a disponibilidade dos mais recentes sistemas operativos Windows, a boa política de actualizações e as opções de simulação disponíveis sem licença adicional ou requisitos de hardware: “Todo o sistema pode ser simulado no seu próprio PC de desenvolvimento. Por exemplo, pode converter os eixos de movimento em eixos de simulação ou mapear o comportamento de E/S próximo do hardware utilizando módulos de simulação de software.”

Num terminal de moldes atualmente implementado com dois tambores, um total de cinco servo-eixos garantem um manuseamento rápido e preciso do molde. Os servoaccionamentos AX5000 e os servomotores AM8000 correspondentes são controlados por um Embedded PC CX2030 com TwinCAT NC PTP. Isto permite
um eixo rotativo para cada um dos dois tambores do molde, bem como um eixo vertical para atingir o nível desejado do tambor, um eixo horizontal para agarrar no plano e um eixo rotativo para uma pinça dupla. Outra tarefa de automatização é o controlo pneumático
para a pinça dupla. Eberhard Hahl acrescenta: “As ferramentas são transferidas do tambor para o exterior através do eixo de rotação da pinça. Este também pode ser concebido como um eixo telescópico para transferir o molde diretamente para um armazém do lado da máquina sem manuseamento intermédio.”

A aplicação de controlo de movimento foi implementada no TwinCAT com a ajuda de blocos de movimento PLCopen, o que, de acordo com Christoph Neuhaus, se provou na prática: “Programar as funções de movimento com os blocos de movimento foi muito fácil e poupou imenso tempo. Outra vantagem da tecnologia de acionamento da Beckhoff é a One Cable Technology (OCT). Isto permite que os custos de montagem e de material sejam reduzidos e que sejam utilizadas correntes de arrastamento de cabos mais pequenas, o que facilita um design compacto. Além disso, a placa de identificação eletrónica acelera significativamente o comissionamento.”