汽车装配交钥匙机器人系统

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索德西亚集团是葡萄牙著名的汽车零部件制造商，在世界各地拥有32家工厂，一直保持着作为领先的解决方案供应商和汽车制造商的地位。索德西亚全球技术和自动化中心(gtac)总部位于安大略省伦敦，主要为汽车零部件的生产和装配提供全自动生产线。索德西亚gtac的装配线采用biff的pc控制技术，确保在提供高质量的同时控制成本。

机器人在高度自动化的biw零件装配中发挥着重要作用:它们焊接各种冲压废料和零件来构建车身框架结构

“我们目前的‘旗舰’产品是我们交钥匙机器人焊接单元的成功解决方案。”索德西亚gtac控制系统解决方案开发工程师布伦特·莱克-托尼奥罗说。“到目前为止，我们完成的最大项目是2015年春季完成的一个项目。本项目涉及21个不同尺寸的kuka机器人(kr 210、kr 30和kr 6系列)，主要用于车身框架结构和汽车底盘(即biw)的装配、焊接、物料搬运和密封。”sodecia gtac的控制专家jon bysma说。“最初，各种小型冲压废料都是由机器人焊接成子零件的。这些子组件被自动卸载并运输到后续工序，在该工序中，各种部件被组装成biw。从这里开始，流程被分成两条相同的生产线——这种划分创造了冗余并提高了吞吐量。例如，每个传感器执行综合分析，以确保所有紧固件都正确放置在部件上，并将数据发送给控制器。在进一步的装配过程之后，两条生产线合并成一条生产线，组件被移动到最终的夹具上。”

beckhoff基于pc的控制技术贯穿整个系统

自2008年以来，索德西亚gtac一直使用富弼的pc控制器来控制其ibw组件。“到目前为止，索德西亚gtac已经使用Befu的基于pc的控制技术建立了49条生产线，从配备一个机器人的机器到配备20个关节式机器人的生产线。”乔恩·比斯马说道。目前，配备有21个机器人的15英寸焊接设备使用英特尔公司的。赛扬& regulv处理器的Cp6202面板pc控制平板电脑还可以检测机器人之间的干扰，并跟踪设备的综合效率。同时，它可以作为机器的人机界面来管理整体故障检测和报警，并整合机器的所有安全问题。机器人由kuka的kr c4控制器控制。

[/h “twin cat开发环境和各种软件库大大缩短了机器人单元的编程时间。”负责sodecia gtac的控制工程师Rob remillard说。“在twincat中，我们可以使用任何iec 61131-3语言来开发代码段，然后在多个实例中部署它们。如果您使用其他平台，这并不容易。”

集成安全解决方案

ethercat也充分考虑了具体的应用。高速通信系统通过twinsafe i/o终端模块实现所有机器人通信、i/o和安全功能。"这条生产线通过twinsafe集成了228个安全装置."加拿大富弼地区销售经理卡尔文·华莱士解释说。"这种安全解决方案的模块化和可扩展性给索德西亚gtac带来了巨大的好处."布伦特·莱克-托尼奥罗补充道。“这样一来，我们的安全配置就不需要太大的改变，不管我们设计的是一台配备一个机器人的机器，还是这里提到的配备21个机器人的系统。我们只需要从预先构建的框架中移除不必要的部分，但是基本功能仍然是相同的。

富弼公司区域销售经理calvin wallace，sodecia gtac的控制专家jon bysma，主管控制工程师rob remillard和控制系统解决方案开发工程师brent lekx-toniolo(从左到右)

sodecia甚至在给机器人编程时也使用twinsafe技术。" twinsafe用于在教学和程序验证过程中实现机器人之间的锁定."控制专家乔恩·比斯马解释说。“如果一个机器人正在学习机器人技术，所有其他可能进入操作区的机器人都可以通过向其他机器人发送紧急停止信号而被锁定。”授权开关在twinsafe中进行监控。”

sode CIA gtac机器人装配线上的每个主要自动化部件都与一个el6900 twinsafe逻辑终端模块相连，一系列el1904和el2904数字输入和输出终端模块用于处理安全i/o和与其他安全设备通信。el6900作为安全通信主站，用于分析安全i/o数据..集成的安全功能包括紧急制动、机器监控、“和”或“功能以及分离器。ethercat伺服驱动器ax5103中集成的Twinsafe tab具有sto(安全扭矩关闭)和ss2(安全停止2)等功能，以确保焊接设备的安全运行。此外，还有双手同步启动机器的安全功能。

控制柜中零空的要求:以太网接线盒

除了具有ip 20保护级别的ethercat终端模块之外，可以直接安装在机器上的ethercat ip 67接线盒也可以用于整个装配线。例如，ep1908 twinsafe接线盒可以安全地连接到每个安全门入口处的开关板上。每个以太网接线盒也可用于非安全技术设置、传感器连接、气缸、空气压开关、电磁阀和测量设备。" ip 67接线盒的优点包括减少对控制柜的要求，简化安装和接线工作，并具有良好的物理耐久性."托尼洛继续。同时，由于所有信号状态指示都非常明显，以太网终端盒的通信状态可以很容易地在现场进行诊断。

优化诊断功能

[/h “ether cat还使我们能够执行所有相关的诊断功能。”托尼洛解释道。“例如，我们使用这些信息来准确定位生产线中哪根电缆受损，并通过闪烁hmi的指示灯来显示结果。同样，我们在项目中使用的大量诊断信息也是由twinsafe提供的。由于ethercat具有良好的开放性和兼容性，我们可以轻松集成其他制造商的相同诊断功能，并监控ethercat从站。我们只捕捉到一些潜在诊断功能的皮毛，因此在此基础上构建未来的潜力是巨大的。”

高系统吞吐量-缩短调试时间

计划外停机在任何生产环境中都是非常不受欢迎的，其成本在汽车行业尤其高。“最新的pc控制生产线的平均周期时间不到50秒，每小时可生产72个复杂零件，年产量为355，000件。”托尼洛说。凭借基于pc的控制技术和ethercat固有的功能，sodecia gtac还可以显著缩短上市时间。“如果使用传统的控制器，配置一个或两个机器人的系统的plc配置和编程将需要近两个月的时间。twincat的使用可将此时间缩短至两周，受控调试时间也可缩短至少50%:“在目前配备21个机器人的项目中，完成生产线的建立、机器人示教和plc编程，以及最终客户第一批试生产零件的调试和生产，大约需要两个月的时间。”布伦特·莱克-托尼奥罗说道。

“由于富弼的产品能够保证长期供应并稳定可靠地运行，自2008年以来，索德西亚一直使用相同型号的cp6202平板电脑。”托尼洛解释道。"它坚固耐用，性价比高."在不久的将来，sodecia gtac将对Befu的全新多点触控平板电脑的使用进行标准化，以便将改进后的人机界面技术和功能纳入其装配线。“与此同时，我们将进一步改进我们的控制编程，以便我们能够使用twincat 3，从而我们能够更好地利用自动化技术和信息技术相结合所带来的优势。”

装配单元由15英寸Bev cp6202平板电脑控制

应用概述:

汽车行业解决方案

机器人辅助汽车零件装配(biw零件)

pc控制结构

-带有21个kuka机器人的集成控制装配单元

-集成228个twinsafe I/OS，用于数百个安全设备

对客户的好处

–高系统吞吐量

-缩短调试时间

-采用ethercat ip 67接线盒，减小了控制柜的体积

-通过ethercat和twinsafe 实现全面的诊断功能