Cim-Tech Corp. было поручено создать машину, которая автоматически собирает четыре компонента хирургического инструмента. Оси XYZTheta должны были сориентировать один узел, состоящий из цилиндрического хирургического ножа, вдавленного в конец толкателя скоб, и поместить его внутри другого узла, состоящего из стержневой вставки во внешней оболочке. Одна из задач состояла в том, чтобы выполнять эти движения плавно и точно. Еще одна задача заключалась в интеграции контроллера движения с системным ПЛК.

Одна ось станка XYZTheta перемещает лоток с ножами со станции загрузки/разгрузки оператора и позиционирует его по оси Y под концевым устройством захвата ножей. Захват установлен по осям X и Z. Эти оси доставляют подобранный нож в гнездо ориентации ножа, гнездо толкателя и гнездо корпуса.

Для решения этих задач инженеры Cim-Tech выбрали сервоприводы Parker Hannifin, взаимодействующие через DeviceNet с ПЛК Allen Bradley.

“Исторически мы использовали отдельный контроллер движения для управления движением всех осей и ПЛК в качестве основного компонента управления машиной”, — сказал Билл Куршейн, старший инженер по продажам Cim-Tech. “Для этого требовалось, чтобы каждое из этих устройств содержало программное обеспечение и взаимодействовало через ввод-вывод или последовательный интерфейс. Кроме того, объединение этих двух устройств вместе и их координация могут быть громоздкими и отнимать много времени”.

Одна ось перемещает лоток, содержащий 79 ножей, со станции загрузки/разгрузки оператора. Эта ось также позиционирует лоток для ножей по оси Y под концевым устройством захвата ножа. Захват установлен по осям X и Z. Эти оси доставляют подобранный нож в гнездо ориентации ножа, гнездо толкателя и гнездо оболочки. Четвертая ось вращает гнездо ориентации ножа.

Визуальная система Cognex Insight захватывает изображение ножа и определяет положение двух отверстий, расположенных сбоку ножа. Эти отверстия должны быть выровнены с помощью неподвижных штифтов на захвате. Положение каждого отверстия записывается в ПЛК, который затем инициирует перемещение к оси ориентации гнезда для корректировки угла наклона ножа. Затем нож подхватывается захватом.

Захват перемещает нож в гнездо толкателя. Оператор загрузил компоненты толкателя и корпуса/стержня в их соответствующие гнезда. Ось Z для захвата проходит вниз, чтобы вдавить нож в толкатель. Затем нож и толкатель поднимаются вместе, перемещаются в гнездо для скорлупы и помещаются внутрь скорлупы.

Сервоприводы Compax3 взаимодействуют через главный модуль сканера DeviceNet в управляющем ПЛК. Все вызовы движения, значения положения, скорости и ускорения, а также параметры состояния привода непрерывно обновляются между ПЛК и приводами.

Инженеры Cim-Tech использовали функцию DeviceNet в сервоприводах Compax3 от Parker, установив в ПЛК модуль DeviceNet master scanner. Все вызовы движения, значения положения, скорости и ускорения, а также параметры состояния привода непрерывно обновляются между ПЛК и приводами.

Операторы просто вводят информацию о настройке в каждый привод, и программа управления движением ПЛК управляет движением. “Поскольку это становится нашим стандартом для будущих проектов по управлению движением, мы ожидаем, что это значительно снизит наши затраты на инженерную рабочую силу для каждого проекта”, — говорит Куршен.

Поскольку захват и ориентация ножей не зависят от действий оператора, машина сконструирована таким образом, чтобы выполнять это во время загрузки деталей оператором. Загрузочная станция спроектирована с уникальной, искробезопасной схемой доступа; это позволяет оператору загружать и выгружать детали за минимальное время, никогда не прерывая последовательность работы машины. В результате пропускная способность превысила требования заказчика на 67%.

Паркер Ханнифин
www.parker.com