車輪的正常轉動是駕駛安全及舒適度的最基本要求。車輪測量系統正是滿足這種要求的保障。它們可以測量車輪的幾何特性,如徑向及軸向跳動、圓周、寬度、中心孔直徑及其同心度。某些尺寸可直接測量,但其它尺寸只能通過結合測量所得的尺寸算出。車輪測量系統必須在最高精度、精確重復及高效的前提下運行。
IEF Werner 通過全自動車輪和各種輪緣測量設備成功地應對了這一挑戰。它們已在汽車行業里成功獲得大規模生產 20 多年了。特別是機械元件、電子元件以及控制軟件的模塊化結構,使得系統能夠完全按照客戶要求輕松配置。諸如尺寸記錄及計算以及測量結果顯示等重要功能同樣也在各自的基礎上提供。
車輪測量機 R2010
應用于汽車和卡車車輪的 R2010 車輪測量機具有模塊化結構,集成了信息技術、光纖、激光技術以及微技術領域中的最先進技術。車輪測量機的基本框架(由耐熱、抗振動的聚合物混凝土構成的抗扭機身)為高精度測量創建了最基本的條件。旋轉和夾緊裝置(車輪或輪緣的支承件)是所有測量的基準點。車輪測量機最多可裝配 3個測量站,每個測量站有兩個測量頭。每個測量頭最多包含三根可自由編程的軸。集成有創新驅動技術的直線電機精確用于驅動測量頭,具有精度高、重復性好的特點。
高精度、高準確度的測量順序
IEF Werner 選擇 Beckhoff 基于 PC 的控制技術實現復雜的測量順序控制。IEF 車輪測量系統的產品經理 Harald Lorenz 強調道:“我們之所以選擇 Beckhoff,是因為她為我們提供了最佳的解決方案,將機器的順序控制與技術上 / 科學上所應用的軟件的復雜功能集成在一臺計算機中,同時兼顧了性能。這一點在我們的一臺樣機上已得到證實,我們甚至已經能夠在該樣機上提升周期時間、復雜順序的可視化表示以及網絡連接等方面的性能??刂葡到y的核心部分是帶 Windows XP 操作系統和 TwinCAT NC PTP 軟件平臺的控制柜工業 PC C6350。在這里分析電流測量頭位置并計算用于控制直線驅動器的目標規格。實現這些任務的基礎就是集成的設置主控單元。它已得知幾何尺寸并作為實際值文件存儲在 C6350 中。目標規格通過 PROFIBUS 中轉到直線驅動器。通過 FC3102 PCI 現場總線接口卡與ROFIBUS 相連。增量編碼器用于記錄測量頭的實際位置。測量數據通過 Lightbus 與 FC2001 現場總線接口卡快速、安全地傳輸至 PC。
Beckhoff 總線端子模塊被用作為 I/O 系統。在這里,使用的是 2 通道模擬量輸入端子模塊 KL3132 ,因為它非常適合用于測量車輪時所需的高精度控制過程,測量誤差僅為 ±0.05 %(滿量程)。
基于 PC 的控制系統,用于 IEF Werner GmbH 生產的 R2010 車輪測量機
基于 PC 的控制技術 – 生產卓有成效的秘訣
據 Harald Lorenz 說明:“控制技術的亮點在于它具有高性能集成能力、操作簡單及模塊性。硬件組件和 TwinCAT NC PTP 控制平臺之間已完美融合,非常適用于軸控制應用。這樣可以 完全實現車輪測量機所需的高級測量,且小于 1 ms 的評估速度使得車輪測量機能夠達到最佳生產率。
Harald Lorenz 認為,基于 PC 的控制解決方案所具備的一個獨特優勢在于,它無需使用多個硬 PLC 單元,并提供連接所有通用現場總線的接口。“基于不同總線系統的組件能夠輕松集成到系統中。”Harald Lorenz 解釋道。此外,使用 Windows XP 操作系統,可以集成其它基于 Windows 的應用程序,如 IEF Werner 使用的測量程序就是基于同一個用戶界面。系統的運行和維護工作通過標準化和用戶指定的圖形化 Windows 用戶界面得以簡化。Lorenz 補充道:“特別是操作人員和維護工程師會由此受益匪淺,因為與他們相關的功能都以用戶友好的方式提供。通過因特網訪問機器的方案同樣也可為遠程系統診斷和維護提供協助。
TwinCAT NC PTP 控制軟件具有模塊化結構,特別適合與可配置的系統配套使用。“例如,這樣能夠通過相同的驅動程序接口,以模塊化方式集成不同的驅動器。”Harald Lorenz 闡述道。“一旦驅動程序開發完成后,可以進行多次實例化,并根據具體的應用進行具體的調整。這可顯著節省開發和調試時間。”