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多舉措加快安全帶總成上市速度并提升系統(tǒng)產(chǎn)能
(時間:2023/3/31 11:01:07)

    索德西亞集團(tuán)(Sodecia)的全球技術(shù)與自動化中心(GTAC)主要為汽車行業(yè)量產(chǎn)定制要求極高的制造機(jī)械。他們采用已在整個Sodecia集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)化使用的基于 PC 和 EtherCAT 的倍?刂坪万(qū)動技術(shù)重新設(shè)計了一款汽車安全帶裝配設(shè)備。
    Sodecia GTAC 位于加拿大安大略省倫敦,是葡萄牙 Sodecia 集團(tuán)旗下的自動化事業(yè)部。2021 年,GTAC 收到一份訂單,為一家合作多年的全球汽車制造商重新設(shè)計一款能夠提升安全帶高度調(diào)節(jié)器裝配設(shè)備產(chǎn)量的設(shè)備,但項(xiàng)目工期要求非常緊。
    多年來,GTAC 已經(jīng)投入了大量時間和資源構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化的控制架構(gòu)和模塊化、可重復(fù)使用的代碼!巴ㄟ^我們的控制代碼,我們將項(xiàng)目完成時間從通常的 8 個月至 1 年縮短到 3 至 4 個月!盨odecia GTAC 控制工程師 Chris Drees 說道!斑@意味著我們的任何一名工程師都可以根據(jù)故障代碼輕松排除標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備或定制設(shè)備的故障!
    因此,無論生產(chǎn)計劃多么緊張,Sodecia 都能出色完成任務(wù)。據(jù) Sodecia GTAC 的前獨(dú)立自動化事業(yè)部創(chuàng)建人之一的 Brent Lekx-Toniolo 稱,這種競爭優(yōu)勢具有必然性!坝捎诳蛻粲嗁彽脑O(shè)備需要盡快投入使用,我們在 2000 年左右設(shè)計了構(gòu)建框架的方案!2007 年,GTAC 利用倍福在控制和通信技術(shù)方面的優(yōu)勢,實(shí)現(xiàn)了這一框架!霸趯ζ渌刂破脚_進(jìn)行了大量試驗(yàn)和反復(fù)比較后,我們發(fā)現(xiàn)倍福就是我們等待已久的解決方案!盉rent Lekx-Toniolo 補(bǔ)充道!氨陡哪菚r起就一直是我們值得信賴的合作伙伴! 

    倍福的 CP2215 多點(diǎn)觸控面板型 PC 既可用作設(shè)備控制器,也可用作直觀的用戶界面。 

    Sodecia 將自動化事業(yè)部的多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)在集團(tuán)內(nèi)部推廣,在集團(tuán)設(shè)立在全球的近 40 個生產(chǎn)基地中獲得了廣泛應(yīng)用。由 GTAC 設(shè)計、編程和調(diào)試的汽車零部件自動化裝配和焊接解決方案證明了自己的實(shí)力!芭c大型焊接機(jī)器人相比,汽車安全帶高度調(diào)節(jié)器 SBHA#3 具有體積小、裝配速度快的特點(diǎn)。”Sodecia GTAC 的 PLC 和機(jī)器人技術(shù)員 Jesse Underhill 說道!拔覀冋{(diào)整了用于諸如旋轉(zhuǎn)分度工作臺邏輯與基于伺服的運(yùn)動控制和數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)代碼結(jié)構(gòu)!盋hris Drees 補(bǔ)充道:“我們還想要提高設(shè)備的運(yùn)行時間,提高設(shè)備綜合效率(OEE),提升設(shè)備性能。同時我們最近還對標(biāo)準(zhǔn)代碼進(jìn)行了一些更新,以擴(kuò)展功能。”
    新設(shè)備由五個部分構(gòu)成。兩個機(jī)構(gòu)用于裝配安全帶高度調(diào)節(jié)器釋放按鈕,即一個彈簧式執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在下一部分設(shè)備中,安全帶總成被插入到一塊帶螺母的小型鋼板中,隨后鋼板在一根鋼軌上上下滑動。第四個部分是將安全帶總成安裝到導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌最后會被安裝到車輛底盤上。最后一個部分是質(zhì)量檢驗(yàn),測量安全帶總成的高度和負(fù)荷。系統(tǒng)為此配備了 2 個伺服驅(qū)動器以控制 4 臺伺服電機(jī)、2 臺機(jī)器視覺相機(jī)、5 臺變頻器(VFD)、6 臺庫卡機(jī)器人、13 個電磁閥組和 100 多個 I/O 端子模塊。因此,高效的實(shí)時控制和通信是關(guān)鍵。
    最早的裝配生產(chǎn)線由多個獨(dú)立的單元和用于在其間輸送工件的外部輸送設(shè)備構(gòu)成。在第一次重新設(shè)計該系統(tǒng)時,GTAC 的工程師將設(shè)備體積縮小了近一半,外殼尺寸減小為 6 x 6 m(20 x 20 英尺)!扒皟纱蔚鷮(shí)現(xiàn)了每 5.4 秒生產(chǎn)一個零件,但這一次需要將生產(chǎn)時間縮短到 5.1 秒!盋hris Drees 解釋道。
    基于 PC 和 EtherCAT 的邏輯與運(yùn)動控制
    基于 PC 的自動化解決方案配備靈活的 TwinCAT 3 通用軟件平臺,控制包括 PLC、機(jī)器人運(yùn)動學(xué)、功能安全以及 IoT 在內(nèi)的所有設(shè)備功能; PC 的設(shè)備控制器上可以同時運(yùn)行 TwinCAT 以及其它軟件。TwinCAT 開發(fā)環(huán)境完全集成在 Microsoft Visual Studio™ 中,因此 GTAC 的工程師們能夠選擇他們最熟悉的或最適合自己項(xiàng)目的編程語言。倍福的 CP2215 面板型 PC 上裝載了 TwinCAT Runtime,既可用作設(shè)備控制器,也可用作用戶界面。15 英寸的多點(diǎn)觸控顯示屏支持直觀操作、診斷以及通過訪問 PLC 代碼進(jìn)行故障排除。
    EtherCAT 作為理想的運(yùn)動控制總線,實(shí)現(xiàn)了倍福 AX5000 系列伺服驅(qū)動器、第三方變頻器和庫卡機(jī)器人的快速循環(huán)!皫炜C(jī)器人已經(jīng)采用了 EtherCAT 技術(shù),因此我們除了能夠簡化通信任務(wù)之外,甚至還可以使用 Safety over EtherCAT(FSoE)實(shí)現(xiàn)更安全的系統(tǒng)!盋hris Drees 說道。這種經(jīng)過 TüV 認(rèn)證的安全協(xié)議省去了安全控制器與每個急停裝置、光幕或其它安全設(shè)備的硬接線工作。FSoE 通過標(biāo)準(zhǔn) I/O 使用的相同以太網(wǎng)電纜發(fā)送安全數(shù)據(jù),從而減少了布線工作量。AX5000 驅(qū)動器配備了 AX580x TwinSAFE 選項(xiàng)卡,可以實(shí)現(xiàn)驅(qū)動器集成的安全功能。
    GTAC 工程師認(rèn)為,EtherCAT 的另一個主要優(yōu)勢是強(qiáng)大的診斷功能。“當(dāng)我們改用 EtherCAT 后,我驚訝地發(fā)現(xiàn)故障和錯誤排除竟然如此簡單,真是太不可思議了。”Sodecia GTAC 控制部門經(jīng)理 Danilo Silva 說道!拔以(jīng)使用過的其它現(xiàn)場總線很難做到這一點(diǎn)。通過 EtherCAT 可以診斷出任何故障,準(zhǔn)確地知道故障節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)的具體位置并加以解決!盓therCAT 支持 30 多種重要的現(xiàn)場總線和通信協(xié)議,簡化了兩臺機(jī)器視覺相機(jī)的集成工作,只需增加一個 EK9500 總線耦合器,即可通過 EtherNet/IP 連接這兩臺相機(jī)。倍福擁有各種防護(hù)等級為 IP20 的 DIN 導(dǎo)軌安裝式 EtherCAT I/O 端子模塊或者可直接安裝在設(shè)備上的 IP67 級 EtherCAT 端子盒,可以根據(jù)每個應(yīng)用的獨(dú)特需求提供合適的解決方案。 

    工程師可以將防護(hù)等級為 IP67 的 EP 系列 EtherCAT I/O 端子盒直接安裝在生產(chǎn)環(huán)境中。 

    安全帶裝配工作開足馬力,全速前進(jìn)
    GTAC 工程師通過新型定制設(shè)備取得了驚人的成績。Sodecia 使用 TwinCAT 自動化軟件對其代碼庫進(jìn)行了重要更新,實(shí)踐證明這些更新非常有益。SBHA#3 實(shí)現(xiàn)了 5.1 秒/件的吞吐率,支持 EtherCAT 總線的設(shè)備控制器以 125 μs 的超快掃描速率運(yùn)行。項(xiàng)目也按照時間節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)時完成:2021 年 9 月開工,在2022 年 3 月開始試運(yùn)行。
    在該項(xiàng)目的建設(shè)中,Sodecia 與倍福加拿大分公司的區(qū)域銷售經(jīng)理 Dean Herron 和應(yīng)用工程師 Jim Fallowfield 一直保持密切溝通和良好合作!氨陡Ec Sodecia 都創(chuàng)立于 1980 年,我們都一直孜孜不倦地努力鉆研我們的技術(shù)!盌ean Herron 說道。”Sodecia 靈活的模塊化設(shè)備開發(fā)方案與我們基于 PC 的控制技術(shù)理念相得益彰,他們的團(tuán)隊(duì)因而能夠顯著簡化軟件和硬件開發(fā)工作!


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