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预应力混凝土构件的全自动生产

预应力混凝土构件的全自动生产

2017年01月18日

打印来源:中自网

目前,在建筑项目中使用已经整形并包含管道工程和照明所需的切口的预应力混凝土构件是很常见的。混凝土空心板要优于其它天花板设计,因为它们需要的混凝土量较少,但承载能力却完全相同。Echo Precast Engineering 公司是 Progress 集团旗下一员,主要建造用于生产类似构件的机器。由于具有灵活的适应能力,并配备最新的控制技术,机器能够高效地生产出定制构件。倍福基于 PC 的控制器不仅可以运行设备,而且还能够根据建筑图纸确定切口位置和其他细节。


Echo Precast Engineering 公司总部位于比利时豪特哈伦,是一家知名的生产预应力混凝土建筑材料(最宽 2.4 米,最长 120 米)机器的制造商。“我们面对的是一个非常特殊的市场。”Echo Precast Engineering 公司自动化工程师 Jo Nijs 说道。“机器在恶劣的环境条件下运行,还必须保持出色的精度。”



Beckhoff 的 CX2020 嵌入式控制器控制混凝土空心板挤出机

Echo Precast Engineering 公司最近开发的最新一代机器 X-Liner® 是一款采用螺旋钻沿着轨道往复运动将混凝土压制成模板的挤出机。“为了确保混凝土强度和短干燥时间一致,我们必须用相对复杂的算法控制材料密度。通过振动碾压混凝土,同时补偿混凝土成分和储料斗中的数量中可能存在的偏差,是我们核心竞争力的一部分。请不要忘记,混凝土是一种具有不同性质的复合材料产品。”Jo Nijs 解释说道。


“我们已经在 Progress 集团内标准化了倍福的自动化技术,包括 Echo Precast Engineering 公司。”这位自动化专家说道。“基于 PC 的控制平台具备的可靠性和灵活性正是我们的机器所需要的。此外,和我们一样,倍福也是一个全球巨头。这意味着,无论我们的客户在哪里,我们都可以给他们提供支持,一接到通知就可以采购更换的零部件。


“我们的机器设计使得所有智能都可以保留在控制器中。这样,换好的零部件只需要稍微配置一下即可。由于预应力预制混凝土板的市场需求瞬息万变,因此短设置更换时间就极为重要。仅需一名操作人员即可在不到 30 分钟的时间内完成 X-Liner® 的重新配置工作。”Jo Nijs 说道。


定尺寸切割空心板装运到已经为管道和电线预切开口的施工现场

应用软件与 PLC 同时运行

一旦 X-Liner® 浇制完成一个预制板构件之后,另一台机器,即绘图仪,就立即沿着轨道运行,并用颜料标注空心板位置以及管道线和其它将在下一步骤中切削的开口。绘图仪完全独立自主地运行。标记在一个根据结构图生成的 PXML 文件中指定。Echo Precast Engineering公司工程师 Stef Verhelst 说道:“文件通过 WiFi 或 U 盘下载到 CX2020 控制器中。Echo 控制软件将数据转换成绘图仪坐标。坐标被发送给 PLC,在这里,它们用于控制绘图仪的 X 和 Y 轴。”倍福比利时分公司的销售经理 Johny Vangeel 补充道:“基于 PC 的平台对这一步有着巨大的影响。在 Windows 7 下面开发的应用软件可以在 CX2020 上与 PLC 环境同时运行。PC 环境和 TwinCAT PLC 通过 TwinCAT ADS 互相通讯。PLC 接收一个 ADS 地址,从这个地址可以读取又 Echo 控制软件计算得出的坐标。”


结构紧凑、经济且高动态的驱动器

由于绘图仪的可及范围为 50 厘米,它沿着混凝土构件运行,以每分钟 1.5 米的速度进行标注。倍福销售工程师 Bert Cuypers 解释道:“机器的轮子配备了 AX5000 EtherCAT 伺服驱动器,并采用 AM8000 单电缆伺服电机来驱动轴。绘图仪还有一根 Z 轴,以适应空心板的厚度。此轴使用的伺服电机由一个 EL7201 伺服端子模块控制。”由于 CX2020 在闭环控制电路中实现所有运动控制应用,因此,无需再进一步编程或调整驱动器、编码器及其它组件。


精确定位帮助节约原材料

当机器运动时,控制器就会从其轮子中嵌入的编码器接收反馈信息。绘图仪还配备了一个激光传感器,它可以非常精确地确定与永久安装在生成设施中的反射器有关的绝对位置。“当我们在整个 120 米的距离内上下运行机器时,定位精度仍然保持在 1.5 毫米。”Jo Nijs 说道。“这要远比建筑标准要求的精确。但这对我们的客户来说非常重要,因为它可以帮助他们节约原材料。”


将所有智能组件整合到控制平台的方案也同样适用于可视化系统。机器还配备了 CP29xx 系列多点触控控制面板作为操作界面。CX2020 和安装在远处的控制面板之间的通讯通过 倍福的 CP-Link 4 连接技术实现。


机器通过 CP29xx 系列 多点触控面板操作。CX2020 嵌入式控制器和控制面板之间的通讯通过长距离 CP-Link 4 连接技术实现

Beckhoff 基于 PC 的控制技术助力实现高级功能

自 2014 年起,Echo Precast Engineering 就使用 CX2020 作为其锯床控制器。它们沿着像绘图仪一样的轨道运行,但在当时,仍然必须手动定位。为了进行切削,操作人员用绘图仪以前使用的激光投射光束来校准标记。但 Echo Precast Engineering 公司已经在开展下一步工作。将来,锯床也将能够使用相同的 PXML 文件,从而不再需要定位标注。“由于基于 PC 的控制器能够轻松实现这一切,这将是我们即将进行的下一个逻辑步骤。”Jo Nijs 说道。“基于 PC 的的控制系统给我们带来的另一个好处是,我们的机器中可以安装 TeamViewer 软件,这样我们就能够登录我们客户的机器并实时采取措施。”


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