PC-based Control für Fensterbaumaschinen

Offene Automatisierungslösungen für die Fensterbauindustrie

Die Herstellung von Fenstern stellt hohe Anforderung an den modernen Maschinenbau:
Was als Endprodukt vergleichsweise einfach wirkt, setzt einen hochkomplexen Fertigungsprozess mit einer Reihe von Bearbeitungsvorgängen voraus. Zu den Besonderheiten der Branche gehört u. a. die Tatsache, dass es so gut wie keine Serienproduktion gibt; Fertigungen bis zu Losgröße eins sind hier Alltag. Allein dieser Umstand stellt die Prozessautomatisierung vor nicht geringe Herausforderungen. Darüber hinaus ist eine schier unüberschaubare Anzahl von Profilen auf dem Markt, die den Bedürfnissen des Endkunden nach Individualität, Design, Komfort, Sicherheit und – ganz entscheidend – nach Energieeinsparung Rechnung tragen. Die Verwendung von Holz, Kunststoff und Aluminium sowie ein Materialmix aus Holz bzw. Kunststoff mit Aluminium als Ausgangsmaterialien ziehen jeweils besondere Bearbeitungsvorgänge und -werkzeuge nach sich.

Durchgängige Steuerungsplattform steigert Produktivität und senkt Kosten
Um im harten Wettbewerb am Markt zu bestehen, muss der Maschinen- und Anlagenbau den Spagat zwischen höchster Leistungsfähigkeit, niedrigen Kosten und bestmöglicher Integration in die jeweilige Produktionsstruktur, bei einfacher Bedienbarkeit, vollbringen. Voraussetzung hierfür ist eine integrierte, flexible und skalierbare Steuerungstechnik, wie sie Beckhoff mit der PC-basierten Automatisierungsplattform bietet, die PLC- und Motion-Funktionalität auf einer Hardware vereint bzw. durch Softwaremodule abbildet.
Mit PC-basierter Steuerungstechnik lassen sich einzelne Maschinen sowie komplette Fensterbaulinien steuern und überwachen: vom Profilzuschnitt, incl. der Schnittoptimierung, der Stabbearbeitung (Bohren, Fräsen, Armierungen einbringen, Schließteile setzen etc.), über das Schweißen und Verputzen, bzw. Verpressen und Verbinden der Rahmenecken, das Dichtungseinziehen und die Beschlagmontage, bis hin zur Montage der Fensterelemente und dem Verkleben der Glasscheibe.

Für alle Prozessschritte bietet das Beckhoff-Steuerungsportfolie die optimale Basis-Technologie:
– leistungsfähige Industrie-PCs
– modulare I/O-Systeme
– hochdynamische Antriebstechnik
– Automatisierungssoftware TwinCAT

Die offene, PC-basierte Steuerungsplattform bietet auch die Basis für Bedienoberflächen, Prozessoptimierungen, Teileverfolgung, Konfigurationstools und Betriebsdatenerfassung sowie lokale Datenbanken. Die Portierung aller Funktionen auf eine PC-Hardware vereinfacht zudem den Datentransport – über Ethernet – zu Produktionsdatenbanken und ERP-Systemen.

Beckhoff als Automatisierungspartner der Fensterbaubranche
Beckhoff ist seit 1980 Automatisierungspartner der Fensterbaubranche und mit ihr durch tiefgreifendes Know-how eng verbunden. Dabei tritt Beckhoff als Komponentenlieferant oder als Anbieter kompletter Systemlösungen auf. Zur Realisierung schlüsselfertiger Anlagen, von der Applikationsbetreuung und der Entwicklung kundenspezifischer Bedienoberflächen, über die SPS-Programmierung und die Projektierung, bis hin zum Schaltschrankbau und der Maschineninstallation und Inbetriebnahme vor Ort, steht die Abteilung „Beckhoff Engineering“ mit rund 150 Mitarbeitern zur Verfügung.
Absoluter Schutz des Kunden-Know-hows ist dabei einer der wichtigsten Voraussetzung für die jahrelange, vertrauensvolle Zusammenarbeit. Mit dem Aufsetzen auf weltweiten Standards und der Nutzung neuester Technologien bietet Beckhoff seinen Kunden außerdem Zukunftssicherheit und Investitionsschutz für ihre Anwendung.

Skalierbares Steuerungskonzept erlaubt maßgeschneiderte Lösungen
Das Beckhoff-Produktspektrum bietet für die Fensterbaumaschinenbranche Hochleistungs-IPCs, mit eigens für den industriellen Einsatz entwickelten Motherboards, kompakte Embedded-PCs, eine große Vielfalt elektronischer I/O-Klemmen, flexibel einsetzbare Servontriebstechnik, kostengünstige Schrittmotortechnik, den Highspeed-Feldbus EtherCAT, die SPS- und Motion-Control-Software TwinCAT NC I oder CNC sowie Control Panel als Bedien- und Anzeigeelemente. Aus diesem durchgängigen, skalierbaren, modularen Steuerungsportfolio kann für jede Aufgabenstellung – sei es das einzelne Maschinenmodul oder die komplette Fertigungsanlage – bezüglich Rechenleistung, Komplexität und Kosten, die optimale Lösung zusammengestellt werden. So lassen sich, im Vergleich zu herkömmlichen Steuerungen, deutlich Kosten senken – bei gleichzeitiger Prozessoptimierung.

Integrierte Softwareplattform für PLC- und Motion-Funktionalität
Die Offenheit der Beckhoff-Steuerungsplattform, in Bezug auf die Soft- und Hardwareschnittstellen, hilft dem Maschinenhersteller, seine Anlage auf die vielfältigen, wechselnden Anforderungen zu adaptieren, ohne jedes Mal hohe Implementierungskosten und Zeitaufwand in Kauf nehmen zu müssen. TwinCAT integriert PLC- und Motion-Control-Funktionalitäten und steuert die einzelnen Prozessschritte der Fensterbaumaschinen mit hoher Performance. Die Programmierung der Software-SPS erfolgt nach dem international gültigen IEC 61131-3-Standard. Verschiedene Softwaremodule für unterschiedliche Aufgabenstellungen, wie z. B. Kurvenscheiben, Synchronisationen und interpolierende Bewegungen mehrerer Achsen, stehen zur Verfügung. Insbesondere die Verkettungsmöglichkeiten von Master- und Slaveachsen in nahezu beliebigen Strukturen und die leistungsfähigen und vielfältigen Motion-Funktionen decken das Anwendungsspektrum der Fensterbaubranche optimal ab. Leistungsfähige Tools, wie der TwinCAT-CAM-Design-Editor und das TwinCAT Scope, unterstützen das Design und die Inbetriebnahme. SPS-Bibliotheken mit Bausteinen nach dem PLCopen-Motion-Control-Standard erleichtern die Programmierung.
Offene Kommunikationsschnittstellen unterstützen die Integration in bestehende Visualisierungen und Leitsysteme. Je nach Anforderung der Automatisierungskomponenten können – dank Windows-Betriebssystem – neben TwinCAT weitere benötigte Softwarekomponenten auf der gleichen Hardware installiert werden. Der Industrie-PC, als einheitliche Plattform, erlaubt die Kommunikation zwischen den ausgewählten Komponenten.

Höchste Performance mit EtherCAT
Basis für die ultraschnelle Prozesskommunikation ist das Industrial-Ethernet-System EtherCAT, das sich ideal für den Einsatz in Fensterbaumaschinen eignet. Die schnelle Kommunikation zwischen der Steuerung und den I/O-Signalen – ohne spezielle Hardware – bietet dem Maschinenbauer ungeahnte Möglichkeiten: Motion Control mit vielen Achsen, synchronisiert durch die Distributed-Clocks von EtherCAT, mit einer Genauigkeit im Nanosekundenbereich.

Mit XFC (eXtreme Fast Control Technology), der Steuerungstechnologie von Beckhoff, ist jeder Programmierer in der Lage, auf der Basis von Standardkomponenten extrem schnelle und hochpräzise Steuerungslösungen für Fensterbaumaschinen einfach und elegant zu realisieren. Beispielsweise erlaubt die Distributed-Clock-Funktionalität eine hochpräzise Druckmarkensteuerung.

www.beckhoff.de/engineering