Sodecia GTAC 位于加拿大安大略省倫敦，是葡萄牙 Sodecia 集團旗下的自動(dòng)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(chē)制造商重新設計一款能夠提升安全帶高度調節器裝配設備產(chǎn)量的設備，但項目工期要求非常緊。

多年來(lái)，GTAC 已經(jīng)投入了大量時(shí)間和資源構建標準化的控制架構和模塊化、可重復使用的代碼?！巴ㄟ^(guò)我們的控制代碼，我們將項目完成時(shí)間從通常的 8 個(gè)月至 1 年縮短到 3 至 4 個(gè)月?！盨odecia GTAC 控制工程師 Chris Drees 說(shuō)道?！斑@意味著(zhù)我們的任何一名工程師都可以根據故障代碼輕松排除標準設備或定制設備的故障?！?/p>

因此，無(wú)論生產(chǎn)計劃多么緊張，Sodecia 都能出色完成任務(wù)。據 Sodecia GTAC 的前獨立自動(dòng)化事業(yè)部創(chuàng )建人之一的 Brent Lekx-Toniolo 稱(chēng)，這種競爭優(yōu)勢具有必然性?！坝捎诳蛻?hù)訂購的設備需要盡快投入使用，我們在 2000 年左右設計了構建框架的方案?！?007 年，GTAC 利用倍福在控制和通信技術(shù)方面的優(yōu)勢，實(shí)現了這一框架?！霸趯ζ渌刂破脚_進(jìn)行了大量試驗和反復比較后，我們發(fā)現倍福就是我們等待已久的解決方案?！盉rent Lekx-Toniolo 補充道?！氨陡哪菚r(shí)起就一直是我們值得信賴(lài)的合作伙伴?！?/p>

Sodecia 將自動(dòng)化事業(yè)部的多項創(chuàng )新技術(shù)作為標準在集團內部推廣，在集團設立在全球的近 40 個(gè)生產(chǎn)基地中獲得了廣泛應用。由 GTAC 設計、編程和調試的汽車(chē)零部件自動(dòng)化裝配和焊接解決方案證明了自己的實(shí)力?！芭c大型焊接機器人相比，汽車(chē)安全帶高度調節器 SBHA#3 具有體積小、裝配速度快的特點(diǎn)?！盨odecia GTAC 的 PLC 和機器人技術(shù)員 Jesse Underhill 說(shuō)道?！拔覀冋{整了用于諸如旋轉分度工作臺邏輯與基于伺服的運動(dòng)控制和數據傳輸的標準代碼結構?！盋hris Drees 補充道：“我們還想要提高設備的運行時(shí)間，提高設備綜合效率（OEE），提升設備性能。同時(shí)我們最近還對標準代碼進(jìn)行了一些更新，以擴展功能?！?/p>

新設備由五個(gè)部分構成。兩個(gè)機構用于裝配安全帶高度調節器釋放按鈕，即一個(gè)彈簧式執行機構。在下一部分設備中，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(dòng)。第四個(gè)部分是將安全帶總成安裝到導軌上，導軌最后會(huì )被安裝到車(chē)輛底盤(pán)上。最后一個(gè)部分是質(zhì)量檢驗，測量安全帶總成的高度和負荷。系統為此配備了 2 個(gè)伺服驅動(dòng)器以控制 4 臺伺服電機、2 臺機器視覺(jué)相機、5 臺變頻器（VFD）、6 臺庫卡機器人、13 個(gè)電磁閥組和 100 多個(gè) I/O 端子模塊。因此，高效的實(shí)時(shí)控制和通信是關(guān)鍵。

最早的裝配生產(chǎn)線(xiàn)由多個(gè)獨立的單元和用于在其間輸送工件的外部輸送設備構成。在第一次重新設計該系統時(shí)，GTAC 的工程師將設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)現了每 5.4 秒生產(chǎn)一個(gè)零件，但這一次需要將生產(chǎn)時(shí)間縮短到 5.1 秒?！盋hris Drees 解釋道。

基于 PC 的自動(dòng)化解決方案配備靈活的 TwinCAT 3 通用軟件平臺，控制包括 PLC、機器人運動(dòng)學(xué)、功能安全以及 IoT 在內的所有設備功能?；?PC 的設備控制器上可以同時(shí)運行 TwinCAT 以及其它軟件。TwinCAT 開(kāi)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目的編程語(yǔ)言。倍福的 CP2215 面板型 PC 上裝載了 TwinCAT Runtime，既可用作設備控制器，也可用作用戶(hù)界面。15 英寸的多點(diǎn)觸控顯示屏支持直觀(guān)操作、診斷以及通過(guò)訪(fǎng)問(wèn) PLC 代碼進(jìn)行故障排除。

EtherCAT 作為理想的運動(dòng)控制總線(xiàn)，實(shí)現了倍福 AX5000 系列伺服驅動(dòng)器、第三方變頻器和庫卡機器人的快速循環(huán)?！皫炜C器人已經(jīng)采用了 EtherCAT 技術(shù)，因此我們除了能夠簡(jiǎn)化通信任務(wù)之外，甚至還可以使用 Safety over EtherCAT（FSoE）實(shí)現更安全的系統?！盋hris Drees 說(shuō)道。這種經(jīng)過(guò) TüV 認證的安全協(xié)議省去了安全控制器與每個(gè)急停裝置、光幕或其它安全設備的硬接線(xiàn)工作。FSoE 通過(guò)標準 I/O 使用的相同以太網(wǎng)電纜發(fā)送安全數據，從而減少了布線(xiàn)工作量。AX5000 驅動(dòng)器配備了 AX580x TwinSAFE 選項卡，可以實(shí)現驅動(dòng)器集成的安全功能。

GTAC 工程師認為，EtherCAT 的另一個(gè)主要優(yōu)勢是強大的診斷功能?！爱斘覀兏挠?EtherCAT 后，我驚訝地發(fā)現故障和錯誤排除竟然如此簡(jiǎn)單，真是太不可思議了?！盨odecia GTAC 控制部門(mén)經(jīng)理 Danilo Silva 說(shuō)道?！拔以?jīng)使用過(guò)的其它現場(chǎng)總線(xiàn)很難做到這一點(diǎn)。通過(guò) EtherCAT 可以診斷出任何故障，準確地知道故障節點(diǎn)出現的具體位置并加以解決?！盓therCAT 支持 30 多種重要的現場(chǎng)總線(xiàn)和通信協(xié)議，簡(jiǎn)化了兩臺機器視覺(jué)相機的集成工作，只需增加一個(gè) EK9500 總線(xiàn)耦合器，即可通過(guò) EtherNet/IP 連接這兩臺相機。倍福擁有各種防護等級為 IP20 的 DIN 導軌安裝式 EtherCAT I/O 端子模塊或者可直接安裝在設備上的 IP67 級 EtherCAT 端子盒，可以根據每個(gè)應用的獨特需求提供合適的解決方案。

工程師可以將防護等級為 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(kāi)足馬力，全速前進(jìn)

GTAC 工程師通過(guò)新型定制設備取得了驚人的成績(jì)。Sodecia 使用 TwinCAT 自動(dòng)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)現了 5.1 秒/件的吞吐率，支持 EtherCAT 總線(xiàn)的設備控制器以 125 μs 的超快掃描速率運行。項目也按照時(shí)間節點(diǎn)準時(shí)完成：2021 年 9 月開(kāi)工，在2022 年 3 月開(kāi)始試運行。

在該項目的建設中，Sodecia 與倍福加拿大分公司的區域銷(xiāo)售經(jīng)理 Dean Herron 和應用工程師 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(shuō)道?！盨odecia 靈活的模塊化設備開(kāi)發(fā)方案與我們基于 PC 的控制技術(shù)理念相得益彰，他們的團隊因而能夠顯著(zhù)簡(jiǎn)化軟件和硬件開(kāi)發(fā)工作?！?/p>