这家设备制造商拥有深厚的行业积淀，其核心业务聚焦两大领域：各类塑料膨胀螺丝的全自动装配系统，以及钢制销钉的生产、后续装配与包装工序。其第三大核心专长领域是卡筒装配与灌装系统，这类系统可用于灌装双组分胶黏剂或其它化工产品。整体而言，其设备方案可覆盖从物料进料、印刷、包装直至最终码垛的全流程。
“原则上我们所有系统都采用模块化设计，以便灵活响应客户需求。尽管在设计和装配阶段就出现需求变更的情况相对少见，但投用数年后这类调整不可避免，这样系统就能支持新产品的生产。”fischer Innomation 公司控制技术、软件及电气设计负责人 Alexander Schäfer 解释道。“技术与功能的覆盖范围越广，基于 PC 的控制技术这类可扩展、高灵活性的自动化平台就越重要。”来自倍福巴林根销售团队的 Dieter Völkle 补充道。这一点在最新的多组分塑料销钉全自动生产系统项目中体现得尤为明显。“该系统在复杂度管控和优化原有产线流程方面，均具有里程碑意义。”fischer Innomation 部门经理 Eckhard Bukenberger 指出。
XTS 释放优化潜力
这套新系统的设计指标十分亮眼：要在相近的占地面积下大幅提升灵活性与产出效率。“相比现有系统，产能要提升约三分之一。”Alexander Schäfer 解释道。要实现这一目标并不容易 — 该场景下共有约 250 种销钉型号，其中绝大多数都采用按订单生产的模式，完成生产、包装并准备发货。“切换产品时，我们必须能在全程无需人工调整的情况下完成所有参数设置。”Eckhard Bukenberger 在描述另一项核心需求时提到。市场需求不断迭代，用户对多组分塑料销钉的需求也随之增长，这就不可避免地需要对装配流程进行调整。依托 XTS 系统搭配各类配套软件工具，fischer Innomation 现在可按需对系统进行重新配置。“相比此前的自动装配设备，这套方案大幅缩短了换型调试时间。”Alexander Schäfer 强调道。
这套装配方案采用基于 PC 的控制架构，搭载了一条约 10 米长、配备 48 个动子的 XTS 轨道，将多组分塑料销钉装配的各个工艺工位串联起来。在第一个工位，多组分销钉的基础构件会被装入动子支架中，随后由两台二氧化碳激光器为其打上专属产品标签。由于激光器功率较高，两台设备均通过 Safety over EtherCAT（FSoE）进行安全控制。
通过动子可变分组实现工艺优化
要满足短节拍生产要求，系统中需配置两台低速激光工位（数量是此前的两倍），可同时向两个工位各输送一件产品。通过多次并行执行多组慢速工序、同步供给工件来缩短节拍，正是 XTS 的核心优势之一。这种工位复用方案能够落地，是因为每个动子都可独立控制，无需遵循固定流转顺序。每个动子在 TwinCAT 中对应一个独立轴，可通过各类功能实现单独管控。“这意味着装载工件的动子可按需完成分组与定位，无需依赖机械结构锁止。”Dieter Völkle 重点介绍 XTS 的核心特性。即便处于静止状态，TwinCAT NC 也会主动控制动子位置，始终保持销钉的精准工位姿态。
这两个特性在后续工序中充分发挥作用：动子以 6 个为一组，在 6 个并行工位下方完成定位，通过电机模块通电实现精准锁止。“这里的‘精准’指的是达到 0.1 毫米的定位精度。”Eckhard Bukenberger 指出。在前往下料包装工位的途中，动子上的销钉可通过导轨全速完成 90° 旋转，保证工件以正确姿态抵达机械抓手位置。这样，它们便能以正确的方向到达抓取器。这一设计让 fischer Innomation 省去了 SCARA 机器人抓手端额外配置的旋转轴。而在销钉的下料与放置工序中，4 个动子成组运行的模式是最优方案。
从仿真验证到项目落地
在规划和验证系统方案阶段，XTS 的仿真模式提供了极大助力。比如仿真结果明确显示，要实现产能提升的最优方案是配置 48 个动子，同时搭配 6 个并行压装工位。“XTS 能以如此高的灵活性搭建并串联所有工序步骤，这一点彻底说服了我们。”Eckhard Bukenberger 表示。这套 XTS 系统以预装配、预测试的功能总成形式交付，配套完整控制柜，直接在霍尔布的工厂内集成到整机中。“我们只需要安装仿真工具生成的软件，几乎立刻就能启动设备调试运行。”Alexander Schäfer 回忆道。
由 TwinCAT 基于配置模板计算并协同生成的位置数据，会通过 EtherCAT 传输至下料包装单元的机器人。“我们并非简单将销钉放入包装箱，而是为每一层工件指定插入深度与水平偏移量。”Alexander Schäfer 解释道。这些配置模板属于订单物料清单的组成部分，数据存储在生产控制器的中央数据库中，设备操作人员可通过 OPC UA 和 TwinCAT Database Server调取相关内容。
全链路分布式模块化设计
这套系统的控制架构同样遵循最大化灵活性的设计原则。“依托 EtherCAT 品类丰富的基础组件，fischer Innomation 可以像搭建工位一样灵活搭建网络，还能按需完成后续扩展。”Dieter Völkle 指出。每个送料单元都配有独立控制柜，通过星型分配器连接到控制计算机（一台 C6032 超紧凑型工业 PC）以码垛机为例，它通过 EL6695 EtherCAT 桥接端子模块完成系统集成，而工位中使用的各类传感器与执行器，则由 fischer Innomation 通过 EP 和 EPP 端子盒完成连接。
“基于此前的良好使用体验，EtherCAT P 已成为我们定制专用设备首选的标准化布线方案。”Alexander Schäfer 表示。在控制端，团队计划将现有可视化系统替换为 TwinCAT HMI 同时集成更多型号的机器人。将驱动方案从 AX5000 紧凑型伺服驱动器升级为 AX8000 多轴伺服系统后，还能进一步节省控制柜内的安装空间。“未来我们可以将从该项目中积累的技术经验复用至外部项目，毫无保留地向客户推荐 XTS 方案。”Eckhard Bukenberger 总结道。
