汽車噴涂車間機(jī)械手臂噴漆作業(yè)無線應(yīng)用(中車汽車生產(chǎn)線項目簡報)
★ 特別聲明:文章及方案圖片皆為達(dá)泰電子原創(chuàng),轉(zhuǎn)載請標(biāo)明出處。
一、應(yīng)用背景
在汽車生產(chǎn)裝配工藝中,機(jī)械臂目前已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于裝配、搬運等工業(yè)生產(chǎn)中,在機(jī)械臂系列產(chǎn)品中,汽車噴漆自動控制噴涂機(jī)械裝置以其的優(yōu)勢,能夠根據(jù)油漆噴涂量的大小,嚴(yán)格控制噴嘴與噴漆面之間距離等影響噴漆效果的因素,從而達(dá)到良好的噴漆效果;其二由于溶劑型油漆和涂料具有揮發(fā)性和危險性,因此在噴涂應(yīng)用中使用機(jī)械手可以較大程度地減少人與人的接觸;其三噴涂機(jī)械臂的顯著優(yōu)點是可以同時在同一生產(chǎn)線上混線生產(chǎn)多種車型,提升了涂裝的自動化程度及生產(chǎn)效率。
與人工操作相比,工業(yè)機(jī)器人機(jī)械手臂可以節(jié)省人工成本,提高勞動安全性和設(shè)備安全性,保證產(chǎn)品重復(fù)性、危險性和節(jié)拍性高的加工行業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量和各工序的穩(wěn)定性,進(jìn)一步提高汽車生產(chǎn)的自動化水平。
無線以太網(wǎng),I/O模塊,IO模塊,數(shù)字信號無線,無線網(wǎng)關(guān),物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān),PLC無線通訊模塊,西門子PLC無線模塊,300PLC無線
二、產(chǎn)品介紹
達(dá)泰DTD418MB采用 2x2 兩發(fā)兩收無線架構(gòu),空中傳輸速率高達(dá) 300Mbps,兼容西門子S7協(xié)議、Profinet協(xié)議、Modbus TCP/IP等通訊協(xié)議,并采用 OFDM 調(diào)制及 MINO 技術(shù),使無線可靠傳輸距離達(dá)到1KM范圍內(nèi)均可使用。
DTD418MB 不僅能與 PLC、DCS、智能儀表及傳感器等設(shè)備組成無線測控系統(tǒng),同時能與組態(tài)軟件、 人機(jī)界面、觸摸屏、測控終端等工控產(chǎn)品實現(xiàn)點對點和點對多點的遠(yuǎn)程無線組網(wǎng),將分散不便于挖溝布線的設(shè)備連接在一起,不需要編寫程序,不需要布線,并且穩(wěn)定可靠。
三、產(chǎn)品選型
達(dá)泰歐美系PLC無線通訊終端-DTD418M
無線以太網(wǎng),I/O模塊,IO模塊,數(shù)字信號無線,無線網(wǎng)關(guān),物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān),PLC無線通訊模塊,西門子PLC無線模塊,300PLC無線
五、現(xiàn)場需求
中車某BBA汽車生產(chǎn)線的噴涂車間的噴涂機(jī)械手臂需要實現(xiàn)無線控制。噴涂車間有3臺噴涂機(jī)械手臂同時作業(yè),由車間旁的控制臺HMI來遠(yuǎn)程無線控制完成汽車及其零部件的噴涂工作。由于噴涂車間油漆涂料具有腐蝕性,不方便布線,因此采用無線方式來實現(xiàn)車間控制臺HMI與3臺噴涂機(jī)械臂之間的無線通訊要求,從而提升了涂裝的安全穩(wěn)定性及生產(chǎn)效率。
設(shè)計要求:
1.噴涂車間需要通過HMI人機(jī)界面來同時控制3臺噴涂機(jī)械臂作業(yè)。
2.噴涂機(jī)械臂采用西門子S7-200SMART PLC作為邏輯控制器,控制手臂段感應(yīng)控制開關(guān)進(jìn)行噴漆工作。
3.控制臺HMI人機(jī)界面端采用S7-300PLC來無線控制機(jī)械臂端的S7-200SMART PLC可以分別和3個目標(biāo)機(jī)械臂實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互,實時監(jiān)控噴涂工作狀態(tài),實現(xiàn)1主3從組網(wǎng)無線通訊。
4.控制臺端HMI將數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器,同步到MES系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的智能整合管理。
5.控制臺、噴涂機(jī)械臂距離50米左右的距離,中間有料架等隔檔物。
六、無線解決方案
由于現(xiàn)場噴涂工作環(huán)境復(fù)雜,機(jī)械臂的敏捷性以及復(fù)合運動的作業(yè)軌跡。同時無線方案的設(shè)計還需考慮到同時控制多臺機(jī)械手臂一同作業(yè)控制準(zhǔn)確,不出現(xiàn)混亂,能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定和高實時性的數(shù)據(jù)交互,避免出現(xiàn)相互干擾,誤動作,通訊延遲等狀況。
考慮上述因素,達(dá)泰PLC無線通訊專家決定使用4塊達(dá)泰DTD418MB西門子PLC無線通訊終端,通過Rj45接口在Profinet協(xié)議下,完成控制臺HMI內(nèi)S7-300 PLC與噴涂機(jī)械臂S7-200SMART的無線數(shù)據(jù)交互工作。在控制臺HMI端的S7-300PLC及3臺噴涂機(jī)械臂的S7-200SMART端分別安裝一塊達(dá)泰DTD418MB西門子PLC無線通訊終端,即可以實現(xiàn)控制柜與3臺噴涂機(jī)械臂之間信息無線傳輸,實現(xiàn)控制臺HMI可以同時控制多臺機(jī)械手臂一同作業(yè),推進(jìn)企業(yè)實現(xiàn)自動化、集約化,高能效,高質(zhì)量生產(chǎn)。在該無線技改中,無需更改原有PLC程序,只需簡單接線,就可完成改造,后期沒有運行費用。
無線通訊方案示意圖 ▼
七、無線方案的好處
1. 節(jié)省改造周期及維護(hù)成本,提高生產(chǎn)效率:免除布線維護(hù)困擾,操作安全性、連貫性及生產(chǎn)效率大幅度提高。
2. 多個無線通訊終端同時使用,互不干擾:無線通訊終端的內(nèi)部程序采用多頻點/帶寬調(diào)頻通信,即使多臺無線設(shè)備同時工作,也不會出現(xiàn)設(shè)備互相干擾的狀況。
3. 高速方案設(shè)定,自動化指令響應(yīng):采用Profinet高速協(xié)議,系統(tǒng)設(shè)定邏輯自動判定,迅速響應(yīng)處理不同從站指令。
4. 安裝簡便,接線即用:可以直接代替有線以太網(wǎng)線,兼容主流PLC通訊協(xié)議。通電接線即可使用,不需要編程,電工就可以安裝。
5. 獨立組網(wǎng),無運行費用:該設(shè)備采用的是達(dá)泰全數(shù)字無線加密傳輸方式,不依賴云平臺或廠區(qū)局域網(wǎng)搭建,屬于無線自組網(wǎng)通訊方式,后期無運行費用。
無線以太網(wǎng),I/O模塊,IO模塊,數(shù)字信號無線,無線網(wǎng)關(guān),物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān),PLC無線通訊模塊,西門子PLC無線模塊,300PLC無線
八、成功案例
◆ 大洋泊車股份有限公司,汽車回轉(zhuǎn)盤與就地程控柜之間無線通訊,10米
◆ 西安比亞迪工廠,控制柜PLC與傳送帶17個托盤無線數(shù)據(jù)交互
◆ 中達(dá)電子(蘇州)有限公司,生產(chǎn)線工位與AGV小車加料無線程控,300米
◆ 寧波金田銅業(yè),給料車和地面PLC無線通訊,500米
◆ 西安盛鵬石油科技有限公司,石油鉆井用,200M
◆ 江陰蘇龍熱電有限公司,碼頭裝/卸船機(jī)與地面連鎖信號無線,5KM
◆ 江蘇朝陽液壓機(jī)械集團(tuán),200smart之間無線通訊
◆ 山東重聯(lián)電動車輛制造有限公司,S7-1200之間無線通訊
◆ 吉林碳素廠,行車與地面PLC之間無線通訊
◆ 河北西斯派爾機(jī)械配件有限公司,叉車PLC無線控制
◆ 天津四院汽車設(shè)備制造有限公司,AGV小車和設(shè)備之間無線控制,300米
◆ 江西理工大學(xué),移動小車上2路模擬信號傳到PLC上,100M
◆ 鄒平海大工控設(shè)備有限公司,送料小車和S7-300PLC之間無線通訊,100米
◆ 湖南博云東方粉末冶金有限公司,5個工位信號呼叫和PLC無線通訊,200m
◆ 蘇州安利捷起重機(jī)電,控制頂部小車和地面輸送線(編碼器)同步隨行,30m
◆ 中國汽車工業(yè)工程有限公司,PLC無線喚醒AGV小車,50m
◆ 安徽通利自動化設(shè)備有限公司,編碼器與S7-1200之間通訊,1KM
九、公司介紹
西安達(dá)泰電子有限責(zé)任公司創(chuàng)立于2002年,是一家集工業(yè)無線產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、銷售于一體的“智”造企業(yè),產(chǎn)品具有“可靠、簡單、智能”的特點,能夠直接取代傳統(tǒng)線纜,實現(xiàn)工業(yè)數(shù)據(jù)信號的無線傳輸,近20年間,達(dá)泰先后獲得多項發(fā)明,被評為,常年與國內(nèi)top50高校進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研合作、水泥供應(yīng)商,參與一帶一路”倡議沿線國家建設(shè)項目,同時也逐步組建起了一支具有豐富現(xiàn)場經(jīng)驗的PLC無線通訊團(tuán)隊,為客戶提供多方位的技術(shù)保障。現(xiàn)已為國內(nèi)外超30000家工廠企業(yè)成功實現(xiàn)近15萬個無線采集測控方案設(shè)計和改造項目,投入使用的設(shè)備超100萬套。DTD1系、4系無線產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于水泥,冶煉,發(fā)電,煤炭,化工等復(fù)雜惡劣的工業(yè)場合,平均連續(xù)使用壽命超過5年以上。