摘要：EgoKiefer 公司是瑞士一家知名的門窗製造商，主要開發、生產、銷售和安裝 PVC、PVC/ 鋁、木製和木/鋁複合窗解決方案以及入戶門。2008 年，公司生產了約 660,000 m2窗和 2250 多扇門。為了滿足對其生產系統的嚴格要求，EgoKiefer 最近引入了一套配備有 Beckhoff 控制組件的全自動 Schirmer 切割和加工中心。
EgoKiefer 公司建於瑞士 Altstätten 的工廠里採用的是由德國 Schirmer Maschinenbau 公司提供的新型切割和加工中心，該中心是為了能夠分兩班作業進行窗戶生產而設計的。“我們的長遠目標是將生產由當前的8 小時擴大到 10 或 11.5 小時。”EgoKiefer 的技術服務經理 Hans Beutler 解釋道。
新的生產工廠以驚人的速度投入運營，僅用了 12 個月的時間就完成了訂單發送和調試工作。“最大的挑戰之一就是如何根據可用的空間轉換系統設計。”Hans Beutler 闡述道。“相互連接的加工站之間的大小配合得天衣無縫。工廠的布局是在與Schirmer 緊密協作下開發完成的，因此非常緊湊。”
合作無間，共建信心
Schirmer Maschinenbau 負責加工模塊、所有機械工程和安裝的設計工作，而Beckhoff 則負責系統自動化和編程工作。“在瑞士西部的 Villeneuve 生產基地，已經有兩家配備 Beckhoff 自動化平台的 Schirmer 生產工廠投入運營。這兩家工廠是幾年前建造的。另一家工廠於 2006 年在 Altstätten 基地建成。我們從Schirmer 和 Beckhoff 的長期合作中獲益良多。”Hans Beutler 如是說道。“我們幾乎每天都要與機器供應商以及 Beckhoff 專家保持聯繫，直到我們完全掌握系統。”在遠程維護時也可以進行外部機器控制。如果出於優化的目的需要對程序進行修改，Beckhoff 程序員可以與現場的 EgoKiefer 人員一起共同完成。
型材變化時無需改裝
EgoKiefer 採用新型高性能 PVC 門窗元件切割和加工中心全自動地生產最新的 EgoKiefer MPR2 、MPR3 和 XL®PVC 門窗系統。這意味著無需改裝即可全自動地加工三種不同類型的型材，以及使用預製型材組裝定製門窗。切割和加工中心包含多個加工模塊：完整加工每個 PVC 門窗元件總共需要 16 個相互連接的加工站。從棒材開始，第二條生產線負責切割、插入和擰緊鋼筋，對鋼材進行連續焊接，組裝包括安全鎖緊件在內的各種鎖緊元件，以及將型材全自動堆垛到車間台車上，然後進行分揀和運輸，以便進行進一步加工。這是最大的門窗生產加工中心之一，佔地面積約為 1500 平米。
EgoKiefer AG 的新型切割和加工中心
每個批次都可實現全自動生產
我們可能不會立即就預見到門窗生產會涉及一個非常複雜的生產過程。然而，由於設計和尺寸的不同，需要的不是生產大量的標準門窗，而是專門生產一個批次的門窗。這對生產系統的精度和靈活性都提出了特定的要求。EgoKiefer 的全自動切割和加工中心可以加工長達 6.5 m 的 PVC 棒材。它可以生產的工件最小為 230 mm （凈尺寸），最大可達 3500 mm （凈尺寸）；最大外部尺寸為 3726 mm。PVC 型材由鋼筋固定，鋼筋通過全自動的 Schirmer 切割機被切割成一定尺寸，然後插入並擰到位。
EgoKiefer AG 公司技術服務經理Hans Beutler在可同時加工12 根PVC 型材的BAZ100046雙機聯動加工中心的控制面板前
各個門窗元件將在兩台 Schirmer BAZ 1000 加工中心內進行進一步加工。第一個加工站通過一個插入裝置從進料斗裝入 PVC 型材。排水鑽孔和通風鑽孔、鎖緊件銑削、基本通風系統銑削、針對橫樑焊接的中心鑽削和鎖緊件標記均在這裡完成。兩套配備線性驅動器的運輸鉗通過一個臨時中轉站將型材移到 BAZ 1000-VU 加工中心。這是一個水平鑽孔站，由一台單軸鑽削裝置、一台帶三個銑削電機的基本通風銑削裝置、一個鎖緊件標記站、一個針對在框架上進行中央密封條開槽的衝壓站、一台用於衝壓出 XL®窗扇玻璃支撐的的雙衝壓機、一台可同時切割第一個和最後一個切口以及待焊接橫檔的 V 型切口的 VU 雙邊鋸床（2 x 45°）以及一個 90° 和 45° 的鋸床組成。用於清除 PVC 廢料的傳送帶和全自動殘餘件（通過傳送帶清除）排除站可確保加工流程流暢、不間斷。
SBZ II 棒材加工中心，配備了一個適用於最長為 3750 mm PVC 型材的插入裝置，以及定位速度高達 180 m/min 的 NC 定位夾持鉗
鋼筋加工從手動插入 6 m 長的鋼型材開始，整個工廠總共使用了六台 Schirmer 鋼材加工中心。它們都有可自動調整的型材引導裝置。型材首先用一台焊接機被焊接為連續的型材，再鋸切成與 PVC 型材相匹配的長度，然後通過配備線性驅動器的插入裝置全自動插入至 PVC 型材並擰到位。在插入裝置內部，鋼筋通過由 NC 和線性驅動器定位的夾鉗進行固定，該夾鉗的可處理的定位速度高達 180 m/min 。
高性能自動化平台
從控制的角度出發，系統可分為兩部分；每個部分都使用一台Beckhoff 工業 PC C6140 作為控制器。各部分的所有設備狀態都在相關的控制面板上顯示。Hans Beutler 說道：“我們希望所有的錯誤信息都在一台中央控制面板上顯示。”所有的自動化模塊，從工業 PC 、匯流排端子模塊到面板，都通過 EtherCAT 工業乙太網匯流排系統實現通訊。外圍設備通過匯流排端子模塊與 Ether-CAT 耦合器相連接。此外，整個工廠內共使用了 40 個伺服軸驅動器和 6 個線性軸驅動器（其運動軌跡長達 15 至 20 m）以及絕對值位移測量系統。安裝的軟體包括 TwinCAT PLC 和用於定位應用的 TwinCAT NC PTP 。
用於顯示剩餘 PVC 型材長度的面板
連接到 Beckhoff 匯流排端子模塊的氣動閥島的複雜結構
EgoKiefer 的門窗生產程序與系統控制器進行數據傳輸，並提供訂單數據（例如生產數據記錄）。這首先在訂單準備中進行處理，然後被轉換成有效的加工程序。
工廠運營展望
在加工中心的試運行期間，重點主要是對每個工藝過程進行優化。首先，這需要實現計劃的生產能力；其次，需要確保工藝過程平穩、安全和無故障地運行。“在這方面，我們已經對鋼埋件的連續焊接過程中使用的自動機械牽引力測試裝置進行了改造。”Hans Beutler 解釋說道。這是因為，連續焊接是第一次不是通過點焊而是通過 8 mm 的焊縫完成的。“我們必須確保焊接的可靠性和持久性。”Hans Beutler 補充說道。此測試周期通過改善 TwinCAT 控制程序來實現。根據 Hans Beutler 所述，這種類型的生產設備預計有10 到15 年的使用期限。但是，易磨損的部件，例如焊接設備，可能需要在 10 年後就要進行更換。切割和加工生產線已根據基於 PC 的控制平台進行設計以支持這種更換，同時也可為了未來產品進行修改。
