Giải pháp tự động cho dây chuyền sản xuất vỏ gốm cho điện thoại di động
01/10/2019
Giới thiệu
Vỏ gốm đã được phát triển như một vật liệu mới và sáng tạo cho điện thoại di động. Hoạt động sản xuất của họ đòi hỏi tự động hóa hoàn toàn để ngăn ngừa lỗi trong quá trình như tải/dỡ, đánh bóng và cán màng. Kiểm tra máy tự động đồng thời cũng là cần thiết để tối đa hóa năng suất. Nhu cầu và tiêu chuẩn sản xuất đặc biệt cao đối với thị trường này, do đó sản xuất hoàn toàn tự động suốt ngày đêm là điều cần thiết để đảm bảo cả số lượng và chất lượng sản xuất.
Yêu cầu hệ thống
Đảm bảo một hệ thống sản xuất vỏ gốm hiệu quả cao đòi hỏi phải đáp ứng điều khiển động cơ nhanh chóng. Trong trường hợp này, thời gian phản hồi yêu cầu máy chủ phải ở trong phạm vi vài micro giây để hỗ trợ các cánh tay robot đa trục trong dây chuyền sản xuất. Bởi vì chu kỳ phát triển là ngắn, nên cần có các kết nối đơn giản để giảm thời gian triển khai hệ thống.
Với hệ thống tải / dỡ tự động bao gồm nhiều xi lanh, cảm biến và van điện từ, điều cần thiết là phải có thẻ thu thập dữ liệu tốc độ cao, ổn định với sự hỗ trợ đa I/O. Cụ thể, hệ thống yêu cầu 108 đầu vào kỹ thuật số và 96 đầu ra kỹ thuật số trong khi vẫn phải có các khe cắm PCI cho bộ điều khiển. Do các khiếm khuyết khó ngăn chặn trong quá trình sản xuất và vận chuyển, việc kiểm tra chất lượng hình ảnh của máy rất quan trọng đối với môi trường sản xuất tốc độ cao này, do đó cần có thẻ thu thập dữ liệu hiệu suất cao bên cạnh các camera có tốc độ khung hình cao.
Cuối cùng, các điều khiển cần thiết phải đơn giản để các hoạt động có thể được quản lý thông qua một nền tảng duy nhất, do đó đảm bảo phát triển, thử nghiệm, điều chỉnh và bảo trì tại chỗ hiệu quả. Để đáp ứng các yêu cầu này, hệ thống phải hỗ trợ ít nhất bốn khe cắm PCI và hai khe cắm PCIe, có bộ xử lý bậc trung và hoạt động đáng tin cậy trong thời gian dài hoạt động.
Mô tả hệ thống
Quy trình làm việc cho hệ thống tải / dỡ chủ yếu bao gồm tải vật liệu, kiểm tra trực quan và các giai đoạn dỡ vật liệu. Sau khi hoàn thành mỗi quy trình, kiểm tra trực quan tự động được thực hiện để lập hồ sơ các phần công việc. Sử dụng tín hiệu dữ liệu, hệ thống điều khiển các động cơ để điều chỉnh các phần công việc sao cho chúng nằm trong phạm vi camera của máy kiểm tra trực quan tiếp theo.
Trong quá trình kiểm tra trực quan, hệ thống sẽ tiến hành kiểm tra các khiếm khuyết của sản phẩm và các cơ chế điều khiển động cơ tương ứng được bắt đầu tùy theo kết quả là OK hay NG, với các phần công việc OK tiến hành quy trình tiếp theo và các phần NG được loại bỏ. Dữ liệu từ quá trình kiểm tra trực quan sau đó được sử dụng để tạo báo cáo thống kê về các tham số như số lượng sản xuất, năng suất thông lượng và hiệu quả. Ở giai đoạn giảm tải vật liệu, các thành phần đáp ứng đặc điểm kỹ thuật di chuyển nhanh chóng dọc theo dây chuyền sản xuất tới khu vực đóng gói cuối cùng.
Triển khai dự án
- ACP-4020: 4U Short Depth Intelligent Rackmount Chassis
- AIMB-785: LGA1151 6th / 7th Generation Intel® Core™ i7/i5/i3/Pentium/Celeron ATX with Triple Display,DDR4, SATA III
- PCI-1203: 2-Port EtherCAT Universal PCI Master Card
- PCI-1758UDIO: 128-ch Isolated Digital I/O Universal PCI Card
- PCIE-1674E: 4-Port PCI Express GigE Vision Frame Grabber
Kết luận
Nhóm nghiên cứu chuyên môn của chúng tôi có nhiều kinh nghiệm với các ứng dụng điều khiển động cơ cho phép chúng tôi cung cấp hỗ trợ chuyên nghiệp để đánh giá trước, phát triển giải pháp mẫu và điều chỉnh tại chỗ.
Để điều khiển động cơ, thẻ Master EtherCAT PCI-1203 2 cổng của Advantech đã được chọn vì nó hỗ trợ 16 trục có thể được gán cho tối đa năm nhóm, do đó cho phép vận hành tự động các cánh tay robot trên dây chuyền sản xuất. Bộ vi xử lý Arm® lõi kép 650 MHz trên bo mạch giúp nó tối ưu hóa cho chẩn đoán thời gian thực, kiểm soát hồ sơ và quản lý lỗi, tất cả đều giúp cho việc bảo trì dây chuyền sản xuất thuận tiện hơn. Hỗ trợ Common Motion SDK cũng làm cho nó trở thành một nền tảng phát triển kiểm soát EtherCAT hiệu quả để tăng tốc phát triển dự án hiện tại và tương lai.
Việc kiểm soát đèn stack, nút dừng, van, xi lanh, cảm biến và các thiết bị phụ trợ khác trong dây chuyền sản xuất cũng đã được triển khai với thẻ I/O kỹ thuật số PCI-1758UDIO. Ngoài việc cung cấp 128 kênh độc lập, thẻ này còn cung cấp mức độ bảo vệ cao, tính năng lọc kỹ thuật số và chức năng xử lý tin nhắn, do đó cung cấp mức độ kiểm soát cao chỉ với số lượng thẻ hạn chế. Để thu nhận hình ảnh, thẻ thu thập hình ảnh PCIE-1674E đã được sử dụng để liên kết các camera để giám sát đa góc độ tốc độ cao và khả năng tương thích của chúng với các camera GigE Vision thương mại cho phép linh hoạt trong việc lựa chọn camera. Cuối cùng, việc điều khiển hệ thống đã được đảm nhiệm bởi máy tính công nghiệp ACP-4020, đây là một trong những sự lựa chọn phổ biến nhất trên thế giới cho các máy tính công nghiệp.
/PCIE-1674V_Top_S_620180402181029.jpg)
/AIMB-785_Front_S20150818165854.jpg)
/PCI-1203_03_B20160122110724.png)
/ACP-4020_Front left _S20170825180748.jpg)
