Die Entwicklung zerstörungsfreier Prüfsysteme (NDT) für Kunden aus der Luft- und Raumfahrt wird dadurch erschwert, dass die zu prüfenden Teile oft der Geheimhaltung unterliegen oder sich ihr Design schnell ändert. „Die Art der Prüfung wird von der Teilegeometrie, der Materialzusammensetzung und den Prüfkriterien bestimmt“, sagt Cory Grant, Leiter Systems Engineering bei Innerspec. „In der Regel erhalten wir eine kleine Anzahl von Mustern für die Abnahmeprüfung, müssen die Maschinen aber für eine immens große, uns nicht genau bekannte Vielfalt von Teilen planen. Also decken wir die unbekannten Parameter ab, indem wir das System so universell wie möglich auslegen.“
Test aufgabenkritischer Komponenten
Das entwickelte Twin Robotic System beinhaltet insgesamt 18 koordinierte Bewegungsachsen, zwei schienenmontierte Roboter, einen Drehtisch für Wirbelstromprüfungen, einen Linearrotator und einen ca. 19.000l fassenden Tank für Ultraschallprüfungen mit einem untergetauchten Drehtisch, der Bauteile mit einem Gewicht von bis zu 1.360kg handhaben kann. Bei diesem System müssen die Steuerungskomponenten in der Lage sein, Prüfdaten nahtlos mit einem Industrieserver und zwei Fremd-PCs auszutauschen: Einer dient der Erfassung und sicheren Speicherung von Daten, der andere der manuellen Analyse.
Software erleichtert die Entwicklung
Der Schlüssel zur verbesserten Funktionalität und Flexibilität des zerstörungsfreien Prüfsystems war laut den Innerspec-Experten die Software Twincat. Neben der Bündelung von SPS und Motion Control biete diese eine durchgängige Entwicklungs- und Laufzeitumgebung für alle Aspekte der Automatisierung. Twincat ist in Microsoft Visual Studio integriert und ermöglicht es Ingenieuren, in den Sprachen zu programmieren, die am besten zur Anwendung passen. Dazu gehören IEC61131-3-Sprachen mit objektorientierten Erweiterungen, vor- oder benutzerdefinierte Funktionsblöcke und Informatikstandards von C# und C++ bis hin zu Python. So wurde die Bedienoberfläche für die Maschine mit Twincat HMI entwickelt, das die mUX-Erstellung mit Webdesign-Standards wie HTML5 und JavaScript unterstützt.
Das System von Innerspec profitierte auch vom Twincat XML Server. Diese Funktion bietet eine SPS-Bibliothek, die den Schreib-/Lesezugriff auf XML-Daten ermöglicht, die in der SPS als Variable hinterlegt sind. „So kann ich alle Konfigurationseinstellungen in die XML-Datei einfügen. Egal, ob der Kunde das System für ein neues Teil einrichtet oder eine Wartung durchführt, der Twincat XML Server erhöht die Erweiterbarkeit, Transparenz und Kontrolle“, erklärt Grant.
Zentrale Steuerung des Prüfzentrums
Der Embedded-PC CX5130 dient als Maschinensteuerung für das gesamte System. Über direkt angereihte Ethercat-Klemmen erfasst der PC die Daten der verschiedenen Sensoren am End-of-Arm-Tooling und sendet sie über die OPC-UA- und MQTT-Schnittstelle in Twincat IoT an die Server- und Analyse-PCs der Anlage. Mit schnellen Zykluszeiten koordiniert die Multicore-Maschinensteuerung die präzisen Bewegungen der vier mit Servomotoren AM8000 und Servoverstärkern AX5206 realisierten Achsen sowie derjenigen mit 16 Drittanbietermotoren und zwei Robotersteuerungen.
