葡萄牙著名汽車零部件生產(chǎn)企業(yè)Sodecia集團(tuán)在全球共有32家工廠，一直保持著其領(lǐng)先的解決方案供應(yīng)商和汽車制造商的地位?？偛吭O(shè)在加拿大安大略省倫敦市的Sodecia全球技術(shù)與自動化中心（GTAC）主要交付用于生產(chǎn)和裝配汽車零部件的全自動生產(chǎn)線。其裝配線采用的是倍?；赑C 的控制技術(shù)，以確保在提供高品質(zhì)的同時能夠控制成本。

“ 我們目前的‘ 主打’ 產(chǎn)品是我們成功的交鑰匙機(jī)器人焊接單元解決方案?！盨odecia GTAC的控制系統(tǒng)方案開發(fā)工程師 Brent Lekx-Toniolo說道?！捌駷橹?，我們做過的最大項(xiàng)目是2015年春天完成的一個項(xiàng)目，該項(xiàng)目涉及到了21臺各種型號尺寸的KUKA機(jī)器人（KR 210、KR 30 和KR 6系列），它們主要用于車身框架架構(gòu)和汽車底盤（即白車身，BIW）的裝配、焊接、物料搬運(yùn)和密封?！盨odecia GTAC 的控制專家Jon Bysma表示道。

“一開始，各種小沖壓廢料由機(jī)器人焊接成子配件。這些子配件自動卸載并輸送到后續(xù)工序中，各種零部件都在這里組裝，形成白車身。從這里開始，工藝過程被分為兩個相同的產(chǎn)品線——這一劃分產(chǎn)生了冗余，并提高了吞吐量。各個傳感器進(jìn)行綜合分析，例如，以確保所有緊固件正確放置在組件上，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給控制器。在經(jīng)過進(jìn)一步的裝配工序后，兩個產(chǎn)品線合并成一個，組件移到最后的夾具中。”

基于PC 的控制技術(shù)貫穿整個系統(tǒng)

自2008年起，Sodecia GTAC就一直使用倍福公司（Beckhoff）的PC 控制器來控制其車身的裝配?！暗侥壳盀橹?，Sodecia GTAC已經(jīng)憑借這一控制技術(shù)總共建造了49條生產(chǎn)線，從配備一臺機(jī)器人的機(jī)器到配備20臺關(guān)節(jié)型機(jī)器人的生產(chǎn)線?！盝on Bysma說道。目前實(shí)現(xiàn)的配備有21臺機(jī)器人的焊接單元使用一臺 15英寸的、采用Intel? Celeron? ULV處理器的 CP6202面板型PC控制。值得一提的是，面板型PC 還可以檢測機(jī)器人之間的干擾和跟蹤OEE（設(shè)備綜合效率），同時作為機(jī)器的HMI 管理總體故障檢測和報警情況，并整合機(jī)器的所有安全問題。機(jī)器人則由KUKA 的KR C4控制器控制。

“倍福TwinCAT控制器的開發(fā)環(huán)境和各種軟件庫大幅縮短了機(jī)器人單元的編程時間。”Sodecia GTAC的主管控制工程師Rob Remillard敘述道?！霸赥winCAT中，我們可以使用任何IEC 61131-3語言開發(fā)代碼段，然后將它們部署在多個實(shí)例中。如果使用其它平臺，這就沒那么容易了。”

集成的安全解決方案

EtherCAT現(xiàn)場總線系統(tǒng)也充分考慮了具體應(yīng)用。高速通訊系統(tǒng)通過TwinSAFE I/O端子模塊實(shí)現(xiàn)所有機(jī)器人通訊、I/O和安全功能?！斑@條生產(chǎn)線通過TwinSAFE 共集成了228臺安全設(shè)備?！北陡＜幽么蠓止镜膮^(qū)域銷售經(jīng)理Calvin Wallace解釋說道。“這一安全方案的模塊化性和可擴(kuò)展性為Sodecia GTAC帶來了巨大好處。”Brent Lekx-Toniolo補(bǔ)充道。“這樣一來，我們的安全配置無需進(jìn)行大的改動，不管我們是設(shè)計配備一臺機(jī)器人的機(jī)器，還是設(shè)計一個如之前提到的配備21臺機(jī)器人的系統(tǒng)。只需從預(yù)構(gòu)建的框架中移除不需要的部分，但基本功能仍然是相同的。

Sodecia甚至在進(jìn)行機(jī)器人編程時還使用了TwinSAFE 技術(shù)?！霸谑窘毯统绦蝌?yàn)證過程中，TwinSAFE用于實(shí)現(xiàn)機(jī)器人之間的閉鎖?！?Sodecia GTAC的控制專家Jon Bysma解釋說?！叭绻诮o一臺機(jī)器人示教機(jī)器人技術(shù)，就可以通過給其它機(jī)器人發(fā)送一個e-stop信號的方式將所有可能進(jìn)入到操作區(qū)域的其它機(jī)器人鎖在外面。授權(quán)開關(guān)都在TwinSAFE 中進(jìn)行監(jiān)控。”

Sodecia GTAC機(jī)器人裝配線中每個主要的自動化組件都與一個“EL6900 TwinSAFE邏輯端子模塊”連接，一系列EL1904和EL2904 數(shù)字量輸入和輸出端子模塊用于處理安全I(xiàn)/O，并與其它安全設(shè)備通訊。EL6900用作安全通訊的主站，用于分析安全I(xiàn)/O的數(shù)據(jù)。集成的安全功能包括e-stops、機(jī)器監(jiān)控、“AND” 和 “OR”功能以及解耦器。EtherCAT 伺服驅(qū)動器AX5103 中集成的TwinSAFE 選項(xiàng)卡具有諸如STO（安全轉(zhuǎn)矩關(guān)斷）和 Ss2（安全停止2）功能，確保焊接設(shè)備的安全運(yùn)行。此外還有雙手同步啟動機(jī)器的安全功能。

控制柜內(nèi)的零空間需求：EtherCAT端子盒

除了防護(hù)等級為IP 20的 EtherCAT端子模塊之外，可以直接安裝在機(jī)器上的EtherCAT IP 67端子盒也可以用在整條裝配線上。例如，EP1908 TwinSAFE 端子盒可以安全地連接每個安全門入口處的開關(guān)板。各個 EtherCAT端子盒也可以用于非安全技術(shù)設(shè)置、傳感器連接、氣缸、空氣壓力開關(guān)、電磁閥以及測量設(shè)備。“IP 67端子盒的優(yōu)點(diǎn)包括減少控制柜需求，簡化安裝和布線工作，并具有出色的物理耐久性?！盩oniolo接著道。同時，可以在現(xiàn)場輕松診斷 EtherCAT端子盒的通訊狀態(tài)，因?yàn)樗行盘枲顟B(tài)指示都是非常明顯的。

優(yōu)化診斷功能

“EtherCAT還讓我們能夠執(zhí)行所有相關(guān)的診斷功能?！盩oniolo說道?！袄纾覀円呀?jīng)使用這一信息來精確定位生產(chǎn)線中哪根電纜有破損，其結(jié)果通過HMI 的指示器閃爍來顯示。同樣，我們在項(xiàng)目中使用的大量診斷信息也都由TwinSAFE 提供。由于EtherCAT具有良好的開放性和兼容性，我們可以輕松集成其它制造商相同的診斷功能并監(jiān)控EtherCAT從站。目前，我們僅處于潛在診斷功能的入門階段，因此未來在這一基礎(chǔ)上構(gòu)建的潛力非常巨大?！?br/>
高系統(tǒng)吞吐量 縮短調(diào)試時間

任何生產(chǎn)環(huán)境中都希望避免出現(xiàn)非計劃停機(jī)，而它在汽車行業(yè)的成本尤其高。“最新的PC控制生產(chǎn)線的平均周期時間僅為不到50秒，每個小時可以生產(chǎn)72個復(fù)雜的零部件，每年的零部件產(chǎn)量高達(dá)355,000件?！盩oniolo說道。通過基于PC 的控制技術(shù)及EtherCAT中固有的功能，Sodecia GTAC也能夠顯著縮短產(chǎn)品上市時間。“如果使用一臺傳統(tǒng)的控制器，一套配備一臺或兩臺機(jī)器人的系統(tǒng)的PLC配置和編程需要差不多兩個月的時間。而使用TwinCAT可以將這一時間縮短到兩周，且控制的調(diào)試時間也可以縮短至少50%：“在目前配備有21 臺機(jī)器人的項(xiàng)目中，總共花費(fèi)了約兩個月的時間完成生產(chǎn)線的建立、機(jī)器人示教和PLC編程、以及調(diào)試和最終客戶的第一批試生產(chǎn)零部件的生產(chǎn)。”Brent Lekx-Toniolo說道。

“由于倍福的產(chǎn)品一直能保證長期供貨，且運(yùn)行穩(wěn)定可靠，自2008 年起，Sodecia就一直使用相同型號的CP6202面板型PC?！盩oniolo 解釋說道。“它堅固耐用，并具有很高的性價比?！辈痪玫膶?，Sodecia GTA將標(biāo)準(zhǔn)化使用倍福的一款全新的多點(diǎn)觸控面板型PC，以便將其裝配線中改善后的HMI技術(shù)和功能囊括進(jìn)去?！巴瑫r，我們將進(jìn)一步改進(jìn)我們的控制編程，以便可以使用TwinCAT 3，這樣，我們就能夠更好地利用自動化技術(shù)與信息技術(shù)的融合帶來的優(yōu)勢?！?/p>