Cyber-physisches Transportsystem mit IO-Link

Mechatronisches Basismodul angetrieben mit einem drehzahlvariablen 24 V-Getriebemotor. Zwei Endlagensensoren am Anfang und am Ende des Transportsystems. Für grundlegende Experimente an einem Transportsystem oder zum Einbau in ein komplexes mechatronisches System zur Steuerung des Materialflusses. Eine auf der Frontseite montierte Siemens SPS ist frei programmierbar und übernimmt die Steuerung des Moduls. Das Transportband transportiert Werkstückträger mit Werkstücken, verbindet einzelne Stationen. Es kann mit anderen Transportbändern, Kurven oder Transferknoten kombiniert werden. Über den 25-poligen D-Sub Anschluss können die auf dem Förderband angebrachten Bearbeitungsstationen über die SPS gesteuert werden. Das Förderband samt Steuerung bildet eine kompakte Einheit. Ohne aufwändige Umbaumaßnahmen oder Veränderung der Verkabelung kann das System aus einer Gesamtanlage separiert und zum Einzelarbeitsplatz genommen werden. Ein Umbau oder komplizierter Auseinanderbau von Tischen entfällt somit.

Über einen integrierten Switch ist eine Vernetzung mehrerer Transportsysteme problemlos möglich. PROFINET Kabel können von einem Transportsystem zum nächsten geschleift werden. Die einzelnen Systeme müssen nicht alle separat mit einem zentralen Switch verbunden werden. Dicke Kabelbäume und das Verlegen langer Kabel entfallen somit.

Ein integriertes Modul dient zur Messung und Auswertung der Leistungs- und Energieaufnahme des Gesamtsystems (Transportsystem, Steuerung und optionaler Station). Diese Werte ermöglichen eine Beurteilung der Energieeffizienz und geben Hinweise auf deren Optimierung. Sie können per LAN an übergeordnete Leitstellen übermittelt werden, wo ein Energiemanagement implementiert ist.

• Länge = 600 mm, Breite = 160 mm, Spur = 120 mm
• Getriebemotor, 24 V DC
• Zur Ansteuerung des Bandes mit variabler Geschwindigkeit kann das PWM Signal der SPS verwendet werden
• 2 x Magnetfeld Endlagensensoren
• 3 x dreipolige Klemmanschlüsse zum Anschluss von digitalen Sensoren
• 25-polige D-Sub Schnittstelle zum Anschluss von Bearbeitungsstationen
   
• Im 25-poligen Anschluss integrierte Übertragung des IO-Link Sensorsignals der Station zur Steuerung
• 2 x M12 Schnittstelle mit jeweils einem digitalen Ein- und einem Ausgang zur Kommunikation mit anderen Förderbändern
• 2 x RJ45 Schnittstelle an der Frontseite
• Externe Spannungsversorgung über 4 mm Sicherheitsbuchsen oder Hohlstecker
• Inkrementalscheibe für Positionserfassung und Geschwindigkeitsmessung über optischen Sensor
• Verwendete Steuerung: S7-1215 DC/DC/DC mit 14 DI und 10 DO
• Zusätzliches Kommunikationsmodul mit 2 DI und 2 DO
• 2 x Rasttastschalter zur Simulation digitaler Eingänge des Kommunikationsmoduls
• Messung der Leistungs- und Energieaufnahme
• Hutschiene zur Erweiterung der SPS mit analogen oder digitalen IO Modulen
• Erweiterung der SPS um ein PROFIBUS-Mastermodul, ein AS-i-Bus Mastermodul möglich
• 1 x RJ45 Kabel
• 1 x Step 7 Basic mit aktueller Version Step7 des TIA-Portals

Achtung: Nur für Schulen und Ausbildungsstätten im nicht gewerblichen Bereich.

Zusätzlich im Transportsystem enthalten und vormontiert:

IO-Link Mastermodul

IO-Link Mastermodul für S7-1200 Steuerungen. An das Mastermodul lassen sich bis zu vier IO-Link Teilnehmer anschließen.

IO-Link RFID Schreib-/Lesekopf

Inkl. Halterung und Anschlusskabel.

• Elektrische Daten
  • Betriebsspannung 11...32 VDC
  • Datenübertragung: induktive Kopplung
  • Technologie: HF (13,56 MHz)
  • Funk- und Protokollstandard: ISO 15693
  • Drahtbruchsicherheit und Verpolungsschutz
  • Schnittstelle: Vierdraht, IO-Link
• Mechanische Daten
  • Umgebungstemperatur: -25...+70 °C
  • El. Anschluss: Steckverbinder, M12 x 1
  • Schutzart: IP67
  • Gehäusewerkstoff: Metall, CuZn, verchromt
  • Bauform: Gewinderohr, M18 x 1
• IO-Link
  • IO-Link Porttyp: Class A
  • Prozessdatenbreite: 32 Bit

Modul Wegmessung

Optischer Sensor für inkrementelle Wegmessung

• Schaltelementfunktion: PNP Schließer

Betriebsspannung: 24 V 

Förderbandsegment -Kurve 90 Grad

Bandsegment mit Drehscheibe zur Verbindung von Teilsystemen und zum Aufbau komplexer mechatronischer Systeme sowie von Umlaufsystemen. Der Antrieb der Kurve wird über die Kopplung zu einem angetriebenen Transportband realisiert und kann in beide Richtungen erfolgen.

• Winkel = 90°
• Spur = 120 mm (4.7 in)
• Länge = 225 mm (8.85 in), Breite = 225 mm (8.85 in), Höhe = 143 mm (5.63 in)

Doppelstation Geführte Montage

Station zur vollautomatischen Bevorratung, Vereinzelung- und Montage von Werkstück oder Autoteilen. Gemeinsam mit dem Transportband führt die Station einen Teilprozess der vollautomatischen Montage eines aus drei Teilen bestehenden Endproduktes durch.

• 2 x Magazine; Mit Einlagen nutzbar für Blockober- und Unterteile, Autokarosserien, Chassis und Platinen
• 2 x optischer Sensor zur Füllstandsüberwachung
• 2 x IO-Link-Ultraschallsensor zur Füllstandsmessung
• 1 x Stoppzylinder, doppeltwirkend, mit el. Endlagensensor
• 2 x Vereinzelungszylinder, doppeltwirkend, mit el. Endlagensensor
• 1 x Sauggreifer, ausfahrbar, doppeltwirkender Zylinder mit Endlagensensor
• 1 x 3/2-WegeVentil
• 4 x 4/2-Wege Ventil
• SPS-Schnittstelle auf SUB-D 25-polig
• Anforderung an die SPS: 5 x digitale Ausgänge, 10 x digitale Eingänge

Doppelstation Bearbeiten

Gemeinsam mit dem Transportband führt die Station einen Teilprozess – das Einpressen eines Bolzens in die Werkstücke - der vollautomatischen Montage eines aus drei Teilen bestehenden Endproduktes durch.

• 2 x Fallmagazin zur Bolzenbevorratung
• 2 x Lichtschranke zur Überwachung des Füllstandes
• 2 x Stoppzylinder, doppeltwirkend
• 2 x Endlagesensor
• 2 x Montagezylinder doppeltwirkend
• 4 x Endlagesensor Zylinder
• 4 x Drosselrückschlagventile
• 4 x 4/2-Wege Ventil
• Pneumatik Ventilblock 2-fach
• Druckminderer 0…10 Bar
• Manometer
• SPS-Schnittstelle auf SUB-D 25-polig
• Anforderung an die SPS: 4 x digitale Ausgänge, 8 x digitale Eingänge

Station Lackieren

Die Bearbeitungsstation Lackieren dient zum simulierten Lackieren der Autos und Transporter der Car Production. Die Lackierstation kommuniziert mit dem ERP-Lab und teilt diesem den Lackierfortschritt mit. Das ERP-Lab wiederrum redet über WLan mit der Funktionsplatine des Autos. Die RGB-LEDs der Platine werden entsprechend der bestellten Autofarbe angesteuert und färben das Auto. Der Lackiervorgang wird mit digitalen Signalen der SPS angesteuert. Über vier Signale wird die Farbauswahl getroffen. Der Lackievorgang in entsprechender Farbauswahl wird über ein weiteres Signal gestartet. Mehrfache Lackiervorgänge in unterschiedlichen Farben ist möglich. Für den simulierten Lackiervorgang müssen die beiden Tore an der Eingangs- und Ausgangsseite der Station geschlossen werden. Die geöffneten oder geschlossenen Türen werden über Endlagensensoren abgefragt. Ein Lüfter als Absaugung ist an der Oberseite der Station angebracht und muss ebenfalls angesteuert werden. Innerhalb der Station sind an beiden Seiten LED-Streifen angebracht, die den eigentlichen Lackievorgang zeigen. Alle digitalen Ein- und Ausgänge der Station sind mit einem Arduino Mikrocontroller verbunden. Die USB-Schnittstelle des Controllers ist nach Außen geführt. Somit ist eine Umprogrammierung des Controllers möglich.

Station Kamera für Qualitätskontrolle

Station zur Qualitätskontrolle mit integrierter Industriekamera.

Die Industriekamera verfügt über eine Profinet Schnittstelle und kann darüber Auswerteergebnisse an eine verbundene SPS weitergeben. Die individuell ansteuerbare Beleuchtung sorgt für eine von der Umgebungsbeleuchtung unabhängige gute Erkennung der Güter.

• 25-pol Sub-D Anschluss
• 2 Montageleuchten
• Industriekamera

Technische Daten Industriekamera:

• Auflösung: 640 x 480 px
• Pixelgröße: 3,75 μm x 3,75 μm
• Mono/Farbe: Farbe
• Sensorformat: 1/3"
• Sensortyp: CMOS
• Brennweite: 8 mm

Station Labeln

Station zum individuellen Labeln von Produkten

Der Labelprinter erhält die Druckdaten vom übergeordneten ERP System. Diese Daten werden als QR-Code auf ein Label gedruckt, über Saugnäpfe vom Trägermaterial entnommen und auf das Produkt geklebt. Das Produkt wird so eindeutig gekennzeichnet.

Der QR-Code lässt sich über beliebige mobile Endgeräte einscannen. Über einen Internetbrowser wird die eigene Seite des individuell gefertigten Produkts geöffnet. Hier werden alle Produktionsdaten angezeigt. Durch mobile Endgeräte die Augmented Reality fähig sind, können die gefertigten Produkte in 3D als AR Produkt auf dem Tisch beobachtet werden.

Station Handhaben

Handhabungsautomat mit Hubzylinder an einer pneumatischen Schwenkeinheit, der gemeinsam mit dem Transportband Teile nach vorgegeben Kriterien vereinzelt.

• Pneumatische Schwenkeinheit 90°
• Vakuumerzeuger mit Vakuum-Sensor
• Hubzylinder mit Vakuumsauger und Mikroschalter
• 3 x Drosselrückschlagventile
• 3 x 4/2-Wege Ventile
• 1 x 3/2-Wege Ventil
• Ventilblock 4-fach
• 2 Positioniersensoren
• Stoppzylinder doppeltwirkend
• SPS-Schnittstelle auf SUB-D 25-polig
• Anforderung an die SPS: 4 x digitale Ausgänge, 5 x digitale Eingänge

Unifi Security WLAN Gateway

Der UniFi Express ist ein leistungsstarker Router mit integriertem WLAN-Access-Point, optimiert für die Anbindung eines lokalen kabelgebundenen oder drahtlosen Netzwerks an einen bestehenden Internetanschluss über Glasfaser-, Kabel- oder DSL-Modem. Zusammen mit dem kompakten UniFi Flex Mini Switch lassen sich kabelgebundene Geräte einfach und zentral ins Netzwerk integrieren.

Leistungsmerkmale:

• Schnelle und stabile Internetanbindung über WAN-Port, kompatibel mit Glasfaser-, Kabel- oder DSL-Modems

• UniFi-Controller-Integration für zentrale Verwaltung und Netzwerk-Monitoring

• WLAN-Technologie mit Unterstützung aktueller Wi-Fi-Standards für hohe Datenraten und große Reichweite

• Betrieb im 2,4-GHz- und 5-GHz-Band für flexible Gerätekonfiguration

• VLAN-, Gastnetz- und Sicherheitsfeatures für professionelle Netzwerke

• Kompakter UniFi Flex Mini Switch mit 5 Gigabit-Ethernet-Ports zur Anbindung mehrerer Geräte

• Sichere WPA2/WPA3-Verschlüsselung ab Werk aktiviert

• Einfache Einrichtung über UniFi Network App oder Weboberfläche

• Erweiterbar mit weiteren UniFi Access Points und Switches für skalierbare Netzwerke