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          應用案例 | XTS 在汽車電氣系統自動化線束生產中的應用
          總部位于德國 Grafenau 的 Komax SLE 公司,作為瑞士 Komax 集團旗下的重要成員,專注于為數據線自動化加工領域提供標準設備與定制化系統解決方案,其客戶群體廣泛覆蓋汽車與工業兩大核心領域。
          關鍵詞:


          總部位于德國 Grafenau 的 Komax SLE 公司,作為瑞士 Komax 集團旗下的重要成員,專注于為數據線自動化加工領域提供標準設備與定制化系統解決方案,其客戶群體廣泛覆蓋汽車與工業兩大核心領域。


          在當今時代,車輛電氣系統的生產環節必須嚴格保障高精度、高可靠性以及高質量,要達成這一目標,數據處理領域面臨著愈發嚴苛的要求。Komax SLE 公司憑借其精心打造的 Lambda X 設備平臺成功實現了既定目標。包括新型總線系統以及針對大批量加工需求實現的過程自動化。在平臺構建過程中,公司采用了基于 PC 的控制技術,尤其是引入了倍福的 XTS 磁驅柔性輸送系統。



          就生產效率而言,這些新型車輛電氣系統同樣蘊藏著巨大的優化潛力。Komax SLE 公司研發部門主管 Manuel Eggersdorfer 解釋道:“與目前定制化的復雜線束相比,車載區域電氣系統中結構簡單的小型線束更適合自動化生產。這種方法在大幅提高生產效率的同時還能保證產品質量的始終如一。”

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          自動化線束生產能夠有效降低對車載電氣系統干擾的公差要求,顯著提升導體加工和連接器裝配的精度,還能夠采用更小的導體截面積和更短的剝線長度實現產品的小型化設計,使得連接器兼具小巧的外觀與輕便的特質。而借助在各個工藝模塊之間創新性地采用了 XTS 作為新型輸送技術的 Lambda X 平臺,設備占地面積最多可減少 45%,設備長度也從原本的 20 米縮短至 10 米,同時,Ethernet 也為組裝提供了極高的靈活信。


          圖片




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          01

          專為復雜工藝打造的定制化設備平臺




          Lambda X 設備平臺由 Komax SLE 精心設計,是一個模塊化且具備高度靈活性的基礎架構,主要用于半自動或全自動組裝多級接觸系統,即復雜的連接器系統。該平臺在硬件、設備控制以及可視化層面采用了模塊化結構,使得操作人員能夠以高效且直觀的方式對其進行操控。工藝模塊可自由配置,并能夠根據不同連接器系統和線纜類型的多樣化裝配要求靈活布置。高自動化水平也是滿足尤其在汽車行業普遍存在的高標準 100% 檢測及追蹤追溯要求的基本前提。Manuel Eggersdorfer 解釋道:“我們擁有約 100 個具有高度標準化特征的工藝模塊。但與產品直接接觸的部件普遍具備可互換性。因此能夠依據不同線纜的獨特需求,極為輕松地創建出針對性的變體。”


          Komax SLE 在軟件方面也貫徹了平臺化和模塊化理念。Michael Schreiner 解釋道:“Solutions Software Framework 構建了一個全面的標準軟件功能庫,不僅完美適配 Lambda 設備系列,還成功應用于 Komax 旗下的其他工廠。其覆蓋的應用領域呈現出日益多樣化的態勢,除了常見的線纜加工設備外,還延伸至諸如纏帶機等其它類型的設備。為向用戶呈上最為卓越且界面布局簡潔的操作體驗,我們深度依托高度靈活的倍福技術,例如采用多種不同的 IPC 配置。”


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          除了永久固定安裝的 CP3921 多點觸控控制面板外,還可額外選裝一臺相同客戶定制版本的面板。此面板可作為操作面板,在整個工藝流程層面實現手動移動與傾斜,并安裝于設備正面




          借助 XTS 系統以及額外配置的旋轉軸,Lambda X 設備能夠快速實現超過 100 個精確可控的運動功能。這一出色表現的背后,離不開高性能的 EtherCAT 通信作為支撐。據 Manuel Eggersdorfer 介紹,EtherCAT 還具有拓撲結構自由選擇、高可靠性以及廣泛的第三方組件兼容性等優勢。在旋轉伺服軸的實現方面,可以通過 AX5000 伺服驅動器與 AM8000 伺服電機或者采用 EP7211 EtherCAT 端子盒和 AM8100 伺服電機的搭配來完成。Eggersdorfer 針對該優勢進行了如下描述:“在運動控制方面,我們能夠充分享受到 EtherCAT 所具備的高性能以及倍福單電纜技術(OCT)的高效率優勢。此外,結構緊湊的 EP7211 EtherCAT 驅動端子盒有效減少了控制柜內設備的占地面積。”




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          02

          智能產品輸送驅動開發實現跨越式飛躍




          Michael Schreiner 認為,倍福的 XTS 磁驅柔性輸送系統是 Lambda X 實現具有決定性意義的開發飛躍以及在市場中占據顯著優勢的核心要素,它使得工藝順序不再受固定節拍的束縛,同時工藝模塊能夠在設備中以極高的密度進行布局。除前文所述的占地面積縮減達 45% 這一顯著優勢外,XTS 相較于傳統產品輸送方式,還具備一項極為突出的特點,那就是它能夠實現反向運動。以小型設備的應用場景為例,借助這一獨特功能,產品可在輸送過程種多次靠近同一個剝線模塊,從而無需額外增設剝線模塊。在磨損程度以及故障發生概率這兩個關鍵指標上,該系統相較于以往的驅動技術展現出了極大的優勢。這一特性與 Komax SLE 一直以來所秉持的追求設備長使用壽命的理念高度契合。

          依據不同的配置方案,Lambda X 所采用的橢圓形 XTS 系統在長度上具備極大的靈活性,最長可延伸至 9 米,其電機模塊數量可在 38 至 62 個的區間內進行選擇。在產品輸送環節,系統最多可使用 60 個 XTS 動子。據 Schreiner 介紹,這些動子完全能夠滿足設備滿載運行的需求,有效避免了加工過程中因物料輸送不及時而產生的等待時間,進而防止對預先規劃的循環時間造成任何不利影響。

          除已實現優化的模塊配置所帶來的顯著效益外,他認為 XTS 還還具備另一項具有決定性意義的關鍵優勢:“我們具備自主構建模塊的能力,能夠將其設計得盡可能小巧,并且在模塊定位方面,突破了傳統技術的限制。而且,單個模塊的加工位置也可以自由選擇,確保模塊與整體結構完美契合。過去,為保證設備實現最佳運行狀態,每個模塊都需要進行極為精確的對齊操作。借助 XTS 系統所配備的軟件,這一難題得到了有效解決。此外,與傳統作業方式相比,傳輸點所需的機械、氣動以及傳感器方面的相關工作量呈現出明顯的下降趨勢。最終,在需要切換至新的電纜組件時,XTS 和 TwinCAT 通過深度集成和智能協同,顯著節省了時間成本。”

          借助 XTS 系統以及額外配置的旋轉軸,Lambda X 設備能夠快速實現超過 100 個精確可控的運動功能。這一出色表現的背后,離不開高性能的 EtherCAT 通信作為支撐。據 Manuel Eggersdorfer 介紹,EtherCAT 還具有拓撲結構自由選擇、高可靠性以及廣泛的第三方組件兼容性等優勢。在旋轉伺服軸的實現方面,可以通過 AX5000 伺服驅動器與 AM8000 伺服電機或者采用 EP7211 EtherCAT 端子盒和 AM8100 伺服電機的搭配來完成。Eggersdorfer 針對該優勢進行了如下描述:“在運動控制方面,我們能夠充分享受到 EtherCAT 所具備的高性能以及倍福單電纜技術(OCT)的高效率優勢。此外,結構緊湊的 EP7211 EtherCAT 驅動端子盒有效減少了控制柜內設備的占地面積。”

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          03

          系統集成能量測量與面向未來的工業 PC 技術




          倍福基于 PC 的控制技術還無縫集成了能量測量功能,為 Komax SLE 帶來了更多優勢。Eggersdorfer 解釋道:“Lambda X 選用了一個 EL3443 電力測量端子模塊和三個 SCT1111-0032 微型環形電流互感器。然而,在實際應用中,我們更傾向于在自有的測試臺架上使用系統集成的能量測量功能,以確定各個工藝模塊的能耗需求。基于這些寶貴的數據,我們能夠結合不同設備的具體配置,精確計算出每根生產電纜的總能耗、碳足跡,乃至相關的二氧化碳當量。這些信息對于我們的客戶而言,正日益凸顯出其重要性。”




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          (左右) Wolfgang Wiederer 與Jan Hendrik Breitenstein (都來自倍福),以及 Komax SLE專家 Michael Schreiner (產品經理)、 Christian Zieringer (供應鏈采購員)、Manuel Eggersdorfer(研發負責人)和 Martin Mitterdorfer(采購經理)



          Lambda X 控制系統的核心是 C6032 超緊湊型工業 PC,之所以選擇它,是因為該設備不僅體積小巧,而且具備強大的計算能力。Michael Schreiner 解釋道:“C6032 搭載了性能出色的 Intel? Core? i7 處理器,其強大的運算能力被全面應用于控制、可視化以及通過 SQL 數據庫實現的追蹤追溯功能之中。如此高的利用率進一步凸顯了基于 PC 的控制技術持續革新的重要性,例如使用 TwinCAT Core Boost 等先進技術顯得尤為關鍵。我們已洞察到未來的發展潛力所在,能夠將整個應用程序更均衡地分配至多個處理器內核上運行,并依據實際需求靈活設定各內核的時鐘頻率。同時,我們滿懷期待,相信 TwinCAT MC3 這一專為多核與多任務處理打造的運動控制解決方案,定能為我們提供強有力的額外助力。”他進一步補充道,這一操作解決方案極具前瞻性,它最多能夠配備兩個根據客戶需求定制的 CP3921 多點觸控控制面板,且借助 CP-Link 4 實現高效連接。這些控制面板不僅具備堅固耐用、品質卓越的特點,而且通過配備包含 RFID 讀卡器的按鈕擴展單元,精準契合了 Lambda X 用戶的多樣化需求,最重要的是,該方案確保了設備的長期可用性。


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