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激光切割分拣机器人,A3点焊机器人系统全部采用COMAU工业机器人及相关设备
发表日期:2022-11-23 03:46| 来源 :本站原创 | 点击数:192次
本文摘要:集成正在尺度自动化体系的平安集成工程的优点次要有:1.存在平安集成功用的自动化体系比机器电器解决方案更灵巧2.基于可编程控制器的平安体系绝对与传统的硬接线体系大大降低
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A3车型是奇瑞公司的策略转型车型,为打造五星平安质量,对该车型提出加倍苛刻的质量要求。焊装车身的制造程度进步依赖于进步前辈的焊接设备,公司引进柯马公司的生产线,实现车身下部跟车身总成的焊接使命,以合乎更下的焊接质量要求。

第一部门A3自动化生产线计划纲要

次要担任A3三厢跟A3两厢两种车型白车身总成的出产,下部线跟主焊线是混线自动化生产线,年产能约为20万辆。

车身下部线实现发动机仓、前地板、后地板等总成整机的拼装焊接事情,顺应车身下部高强度的焊接要求。次要由27台机器人实现焊接事情、整机抓取,整条线借包罗自动化运送悬链,整机缓存器。

主焊线次要是实现车身下部、侧围、顶盖、包裹架等总成的拼装焊接事情。由滚床、OPENGATE、跟31台机器人构成。

主焊线OP130工位为在线激光检测体系,由4台机器人动员激光检测体系,对车身尺寸关键点停止在线检测。

第二部门电气控制系统

A3自动化生产线共有两个部门构成分为车身下部线跟主焊线有5条空中输送线工艺流程为发动机仓、前地板、后地板离别由3条输送线运送至车身下部线,车身下部经空中运送至主焊线,然后经由过程空中输送线运送至调剂线。

整条生产线有车型识别系统一套,辊床一套、涂胶设备8套、COMAU机器人62台,采取SICK的平安护卫设备,采取带有平安集成功用的CPU416F-2的西门子。节制部门的采取工业以太网跟PROFIBUS毗邻,见图节制部门示意图。

PLC上面的从站模块经由过程两条PROFIBUS支路停止硬件设置离别有1.MPI收集的收集模块设置2.DP收集的模块设置。PLC与PLC之间的通信经由过程DP/DPCOUPLER实现。PLC与PLC之间的通信经由过程DP/DPCOUPLER实现

两条自动化生产线跟5条空中输送线由CPU416-2DP、CPU315-2DP的13台西门子PLC节制。PLC可向体系供给剖析设备运转形态跟产生毛病面的信息。每条出产采取1台西门子人机界面PC870停止节制,经由过程自身的MPI接口与PLC毗邻,外部装置西门子组态监控软件WINCC。整条生产线采取两种总线形式,PLC与机器人间及PLC与I/O设备之间采取PROFIBUS现场总线停止通信。PLC与PLC间的通信悉数采取西门子出产的CP443—1交换机停止通信跟数据交换。

机器人跟人机界面采取PROFIBUS通信和谈,开关、电磁阀、按钮、指示灯、I/O从站等悉数采取现场总线,区域内PLC间的通信经由过程DP/DPCoupler停止信号交换,区域间的PLC经由过程工业以太网停止通信。这类总线的组合方法,勤俭了大批的接线事情,同时实现对全部体系的节制,进程形态显现、毛病报警信息的显现,使得全部体系操纵轻便、保护便利、可靠性下。

西门子的人机界面HMI为整条生产线的运转与维修供给了壮大的保障。正在机器人界面上经由过程组态软件停止静态调试、人机界面按操纵菜单分为工位平面布置图见图2、各设备状态图见图3等。人机界面可能显现线内的设备漫衍形态、并用分歧的颜色显现设备的分歧形态、如运转、终止、毛病等信息。子菜单内可显现PLC与I/O的状态图3,显现变频器、机器人的毛病信息见图4。当有毛病时能自转动出报警信息,并对报警信息停止纪录停止归档统计,保存汗青毛病纪录,为往后维修与点检设备时供给参考根据。

一切的操作界面利用西门子公司的HMI,制止了传统的面板接线庞大、劳动强度年夜、窥察、维修没有便利的弊端。正在该生产线中胜利天使用了西门子公司的SIMATIC产物的技巧,此中Profibus场总线跟工业以太网技巧正在该体系中起到关键作用。

第三部门点焊机器人体系

正在汽车焊接工艺中,点焊占整车焊焊接的很大一部分,奇瑞A3自动化生产线焊接体系次要由点焊机器人体系体系构成。点焊机器人体系包罗机器人本体、机器人控制器、点焊控制器、自动电极建磨机、自动对象交换装置、气动面焊钳、水气供给的水气节制盘等。

A3点焊机器人体系悉数采取COMAU工业机器人及相关设备。这些点焊机器人经由过程控制系统可以停止A3两厢车型跟三箱车型的自动识别跟切换。

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焊接机器人是典范的电机一体化高科技产品,功能强大、操纵轻便。点焊机器人体系的节制方法是:由机器人控制柜经由过程通讯收集同生产线PLC西门子控制柜组成机器人焊接出产体系。机器人体系内的点焊控制器、自动电极建磨机、自动对象交换装置、水气节制盘等安装由机器人节制。机器人体系依据上位PLC的车型旌旗灯号输入去挪用对应的机器人焊接顺序停止车身拆卸焊接。

3.1中频焊接技巧的使用

为了使A3取得加倍优良的碰撞机能,正在A3的车身布局中,大批的采取高强度钢板,同时纵梁等要害布局采取激光拼焊钢板,传统的工频焊接技巧没法使得正在焊接高强度钢板时取得最好的剪切强度跟抗疲劳强度。为了克制工频焊接技巧的弊端,正在车身下部线采取中频焊接。正在A3线中采取BOSCH中频焊接控制器跟NIMAK的中频焊钳。

中频焊接技巧使得机器人焊接的优良机能进一步晋升中频焊接得优点次要有,绝对工频焊接为直流焊接,变压器小型化、进步电流节制的响应速度,实现工频节制没法实现的焊接工艺,可能对三相电网均衡,中频焊接的功率因数下,节能后果好。

3.2涂胶体系的使用

涂胶体系次要涂车身骨架的点焊密封胶跟隔震胶。自动胶枪由机器人照顾,存在涂胶轨迹一致性下、胶用量节制精确、涂抹后的胶条外形同一等优点。涂胶体系为A3车型取得加倍优良的降噪机能供给了很大资助。

供胶体系采取GRACO公司高粘度供给体系。包罗:55加仑压盘一个跟5加仑压盘一个、气动柱塞泵、升降器。流体由泵输出,泵出口装有单过滤安装对胶停止过滤。再颠末高压软管毗邻到GRACOP-FLOLT。

供料泵采取双泵自动切换方法,设备存在自动切换及空桶报警功用:一泵处于事情形态,一泵处于待命状态。当事情泵胶桶中的胶用完后,体系发出报警,自动切换安装自动将事情泵切换至另一待命的泵,此时待命的泵成为事情泵。供胶泵存在双泵切换功用,正在换桶时没有影响自动涂胶体系的畸形事情,无效的进步了生产线的工作效率。

流量节制采取美国GRACOP-FLOLT周详流量控制器,包罗:控制箱,电缆,流体盘,气动隔阂调压,流量计等。

GRACOP-FLOLT流量节制的事情原理为机器人供给速率的模拟量旌旗灯号,控制板节制气动隔阂调压即时调剂胶的压力,并经由过程流量计跟压力计供给及时正确流量跟压力即时批改,造成一个闭环控制,从而实现正确定量节制要求。枪的出胶量随机器人速率的变更而变更。

3.3自动电极建磨机的使用

正在主焊线上,为了实现出产拆卸的自动化,进步生产线节奏,离别为每一台点焊机器人装备了自动电极建磨机,实现电极头工作面氧化磨损后的建锉进程自动实现。同时也制止了职员频仍进入生产线带来的安全隐患。电极建磨机由机器人的内置PLC节制,示教专门的电极建锉顺序去实现电极建锉。同时依据建锉量的几去对焊钳的事情路程停止赔偿。

利用焊接机器人的优点:不只使出产服从进步了,并且使焊接出产进程变得规范化,使产品质量失掉不变跟进步。

第四部门其他体系

4.1滚床体系

A3自动化生产线整条线利用滑撬运送,运送工夫为18秒。其运送门路为:起落段运送空滑撬到UB10#——滚床运送——UB110#——起落段运送——MB10#——滚床运送——MB150#——起落段运送。下图为西部线滚床滑撬体系。

滚床系统结构如图2所示,其事情原理为:节制旌旗灯号收回,传输机电吸收旌旗灯号,起头事情,滑撬经由过程摩擦滚轮进入工位,感应器感到,运送机电终止,起落机电吸收到节制旌旗灯号,起头启动,起落摆臂单位驱动,滚床起头起落,降低定位后,焊接机器人停止焊接,焊接实现后,节制旌旗灯号收回,起落机电运转,滚床回升运送机电运行,滚床回升到位,运输机电气动,滑撬运转并进入下一工位。

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M11/2主焊线计划出产节奏为100秒,可停止M11、M12两车型的随意率性混流,并思量第三车型的预留。此中MB30#MB40#MB50#主拼工位占用了三个工位,情势为COMAU公司尺度的OPENGATE,存在柔性下,阶段投资,改革便利等诸多优点。其自身的布局特色较四面体翻转也有可采取侧围预装、两侧施焊空间年夜等优点。

OPENGATE即主拼夹具,COMAU公司OPENGAT是以夹详细为根底,采取门情势,联合传感器版权所有,应用PLC停止节制。OPENGATE跟焊接机器人体系经由过程总控制系统停止共同事情,终极实现车身的定位、夹紧跟焊接。

OPENGATE由夹具本体,气路体系,感到控制系统构成。A3主线OPENGATE本体,采取门情势,底座采取直线导轨,经由过程推力机电停止定向挪动。X向预装直线导轨,可以停止车型切换,如许有利于停止阶段性投资跟改善。气路体系采取集合供气,由履行元件跟帮助元件构成。感到控制系统由电磁传感器、PLC跟计算机控制系统构成,可以实现夹具的信息收罗跟自动化节制。

OPENGATE事情进程。主线白车身预拼后进入OPENGATE,OPENGATE本体停止闭合,闭合进程中停止侧围跟底盘的定位,使白车身预拼地位合乎计划要求;定位后电磁感应体系停止事情,搜检定位是不是精确,若是无误,夹紧机构停止举措,将车身夹紧;若是有误,报警体系停止报警,OPENGATE进入暂停状态,同时控制系统显现呈现问题的处所跟缘故原由,待问题办理后体系继承停止事情。夹紧后感到安装停止夹紧形态搜检,若是呈现问题,则体系暂停并报警,若是夹紧形态畸形,焊接机器人起头事情,停止焊接,焊接实现后,OPENGATE夹紧机构翻开,门式夹详细翻开,白车身进入下一道工序,OPENGATE守候下一辆白车身进入。

OPENGATE的特色。COMAU公司OPENGATE侧围合拼采取预装情势停止预装配,侧围合拼焊接工位,采取侧滑情势停止侧围的夹具切换,M11跟M12侧围部门的夹具采取共用计划。夹具中定位销、基座、非加工件采取标准化跟系列化的部件,程度面上定位孔与定位孔之间的公役为±0.02mm,粗糙度为1.6um,一切的定位孔与基准面的公役为±0.05mm,粗糙度为1.6um。夹具定位销跟定位块的装置需采取“调剂垫片式”的布局,定位销调剂垫片厚度为5mm。另外,计划中预留三坐标丈量的地位跟加工里,正在复测时没有须要装配夹具跟滚床等其他设备。

现阶段A3车型曾经根本实现公司的“2mm工程”,COMAU公司OPENGATE为“2mm”工程供给了很大的保证,它为奇瑞A3的五星质量奠基了坚固的根底。

4.3机械化运送悬链与BUFFER

机械化运送悬链的次要是用于年夜总成整机的自动运送,次要是发动机仓、前地板总成、后地板总成的运送。

此中后地板的吊具是两种车型共用。采取先进先出的方法停止整机的排序。若是整机与机器人抓取的进程没有一样可以停止整机的放行,当整机被机器人抓取后,空吊具沿前往讲前往。同时要求存在强迫前往功用,当发明问题时,整机没有被抓取强行前往。

机械化悬链整机的安排跟取下皆是由机器人实现。

BUFFER次要是用于小整机的缓存。人工将整机摆放到BUFFER上,整机正在BUFFER上是被靠得住定位的。机器人正在抓取整机时对整机的拆卸的地位停止辨认,如整机的拆卸地位没有精确机器人没有停止整机的抓取,并报警。人工拆卸实现后按确认停止放行。拆卸员工须要依据出产筹划停止整机的排序。每一个BUFFER上装有显示屏,对整机的数目停止倒计数。拆卸者依据出产筹划停止整机的拆卸。对一些环境,如将镀锌件装配成非镀锌板机器人是没法辨认的。

4.4车型辨认跟出产管理系统

自动化生产线将自动化控制系统制造业履行体系(ManufactureExecuteSystemMES)集成正在一路造成生产线的管理系统。正在后期,出产筹划输入工控机计算机中,经由过程工控软件推算出个人工上件面的上件面的出产筹划。经由过程以太网传给PLC。前期对系统停止改革,自动化线可能及间接接管MES体系的出产筹划。

M11跟M12采取拉动式出产的方法停止,生产线吸收MES体系的出产筹划。每一个工位皆有基于MOBY-Ⅰ情势的车型识别系统,车型识别系统载体装置正在每一个滑橇上。每一个工位将依据车型识别系统辨认的信息自动停止焊接顺序跟焊接参数的切换。

正在发动机舱总成工位是筹划支配的出发点。正在总成工位粘贴条形码,肯定车型信息。发仓被安排正在转运平台上时,扫描设备扫描VIN码信息传递给PLC控制柜。控制柜依据吸收的出产筹划肯定机器人是不是停止整机抓取,信息无误时给机器人传递旌旗灯号,机器人履行整机抓取。同时,将VIN码信息传送给下一个工位。

主焊线第一个机器人设置VIN码扫描面并将信息写到雪橇载体上,并将出产信息传递给下个工位第二个工位依据信息提早断定功用提早做好夹具、焊接参数、焊接顺序的切换筹备事情。当雪橇达到第二个工位时,设备读取雪橇上的车型信息,并将从雪橇上读取的信息同第一个工位传送的信息停止查对,查对精确的环境下,执行程序。以此类推。

物流分拣机器人发展现状

整条生产线有9台抓件机器人,上件机器人存在两种车型的辨认才能,能依据出产筹划取舍响应车型的整机,一旦整机毛病或短少整机,该机器人终止事情而且报警,同时每一个BUFFER上具有车型识别系统。

4.5在线激光检测体系

主线130为机器人激光检测工位,由四台机器人照顾激光检测传感器构成,用来保障汽车精度而设立的,对车身的252丈量特性停止检测。

Perceptron丈量体系经由过程机器人上的激光传感器收罗车身实际尺寸,体系经由过程直达器把数据传输到数据控制站停止剖析跟尺度数据停止对比比力,尺寸呈现超越工艺规模,数据站立刻发给PLC节制的生产线毛病跟报警信号,终止生产线,防备没有及格车身流到下道工序。

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4.6平安体系

硬件设置:CPU416F-2的西门子PLC光栅、急停按钮、安全门、区域扫描仪等。

平安集成的输入输出旌旗灯号作为进程的接口,可以间接毗邻单通道跟双通道的输入输出旌旗灯号,例如急停按钮跟光栅。平安集成旌旗灯号作为冗余旌旗灯号外部毗邻正在一路。采取故障安全的分布式输入输出体系使体系的安全工程设置被PROFIBUS-DP部件替换,包罗急停开关设备的替代,护卫门监督安装,双手操纵等等。

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正在顺序块中对工位的各类安全设备如急停、安全门、光栅停止逻辑节制,替换了传统的平安继电器节制方法;正在顺序中对各安全设备的逻辑处置惩罚次要经由过程三个程序模块实现:光栅屏障数据功能模块,急停屏障数据功能块、安全门屏障数据功能块。

集成正在尺度自动化体系的平安集成工程的优点次要有:

1.存在平安集成功用的自动化体系比机器电器解决方案更灵巧

2.基于可编程控制器的平安体系绝对与传统的硬接线体系大大降低了接线本钱

3.集成功用因为采取尺度工程对象停止体系的编程设置因此可以削减工程用时

4.成故障安全功用的CPU不只可以处置惩罚与平安相关的节制,同时可以介入到尺度的自动化使命傍边

5.故障安全顺序跟尺度顺序可以正在同一的平台上同享数据跟通信

小结

A3自动化线是COMAU为奇瑞公司打造的一条现代化生产线。为实现自动化出产,供给各类自动化设备,并停止无机集成,利用现场总线于PLC停止毗邻,PLC与PLC之间经由过程工业以太网停止毗邻,为生产线的利用、保护供给诸多便利。同时人机界面大大的进步了生产线的可控性,为维修供给了便当前提。

COMAU公司的OPENGATE技巧为实现车身的“2mm工程”奠基了根底,恰如其分的利用中频焊接技巧为晋升车身机能起到关键点作用,各类帮助自动化设备极大地提高整条线的自动化率。

作为奇瑞“十年磨一砺”的主打、策略车型A3,阅历过开创性的“十万千米接连不间断公然测试”、“突破性的经由过程C-NCAP五星平安测试”,接连被评为“自立品牌汽车”。这些优越的综合性能,特别是安全性,与奇瑞打造精品车身是分不开的。A3的优秀品质,是对计划、计划、工艺、制造等投入大批人力、物力跟进步前辈技巧换来的。COMAU公司计划制造的自动化线为A3车身杰出的质量的晋升起到要害的作用。A3自动化线是自立品牌汽车向国际标准看齐的产品,A3车型质量的飞跃得益于自动化线的使用,使得车身焊接配备的摸索又迈向更高一层。

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参考资料
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