Hệ thống sản xuất tự động bằng cánh tay robot trong nhà máy sản xuất ô tô
15/11/2019
Giới thiệu
Ngành công nghiệp ô tô đã chứng kiến những công ty sử dụng hệ thống robot tự động lớn nhất trong lĩnh vực sản xuất. Cánh tay robot lớn với khả năng nâng hạ tải trọng cao và tầm với dài di chuyển tự do để thực hiện các hành động như nâng thân xe, lắp kính chắn gió hoặc gắn bánh xe, trong khi các robot nhỏ hơn được sử dụng để hàn và gắn các tiểu khung như giá đỡ. Tất cả đều là những hoạt động tiêu biểu trong các nhà máy sản xuất ô tô quốc tế.
Mặc dù nhiều người lo lắng rằng sản xuất tự động đang lấy đi việc làm, những robot này đã bảo vệ công nhân khỏi khói độc, nhiệt độ cao và các điều kiện nguy hiểm khác, và đã loại bỏ lỗi của con người do các hoạt động tẻ nhạt và sơ suất gây ra bởi sự mệt mỏi vào cuối ca sản xuất. Tốc độ sản xuất ngày càng tăng và độ chính xác do những tiến bộ của công nghệ robot đã mang lại cho các nhà sản xuất ô tô một lợi thế cạnh tranh quan trọng trong việc sản xuất ô tô chất lượng hàng đầu. An toàn, chất lượng và khả năng là những lý do chính để áp dụng công nghệ robot trong hoạt động sản xuất.
Việc quản lý sản xuất tự động trên các dây chuyền sản xuất là một hoạt động phức tạp, chúng ta cần xem xét rằng có hàng ngàn bộ phận để tạo nên một chiếc xe hơi, và hàng ngàn chiếc xe phải được sản xuất mỗi ngày trong nhà máy. Chưa kể rằng các nhà sản xuất thay đổi mẫu xe mới vài năm một lần để theo kịp nhu cầu của người mua xe, và các mẫu khác nhau có nghĩa là các vật liệu khác nhau, do đó cần phải thực hiện các công cụ khác nhau và các quy trình khác nhau. Một hệ thống lập kế hoạch sản xuất với các quy trình do máy tính điều khiển chính xác là cần thiết để thực hiện chất lượng cao, thông lượng cao, sản xuất linh hoạt và các quy trình tích hợp liền mạch.
Trong trường hợp nghiên cứu này, máy tính nhúng không quạt cấp công nghiệp hiệu suất cao có kích thước nhỏ gọn Advantech ARK-2250 đã được sử dụng trong một cơ sở lắp ráp tự động tiên tiến của một nhà sản xuất ô tô quốc tế. ARK-2250 được triển khai thành một hệ thống sản xuất điều khiển quá trình nối mạng cung cấp thông tin chi tiết về các bộ phận cần được cài đặt và ghi lại chi tiết sản xuất để kiểm soát chất lượng sản phẩm.
Yêu cầu ứng dụng
Ngoài kiểm soát quá trình và hiển thị thông tin, dự án này còn yêu cầu thu thập dữ liệu, hệ thống biên thông minh và các chức năng điều khiển giám sát từ xa. Ví dụ, khi bộ điều khiển phát hiện sự cố tiềm ẩn dựa trên dữ liệu mà nó thu thập từ các cảm biến và bộ truyền động, nó sẽ tự động đóng quá trình, đưa ra cảnh báo và báo động và gửi tin nhắn đến máy tính từ xa, điện thoại thông minh hoặc các thiết bị di động khác được quản lý sử dụng. Vì vậy, bộ điều khiển PC được sử dụng trong trường hợp này phải được trang bị khả năng lưu trữ dữ liệu và tính toán phù hợp và cần có một nền tảng phần mềm để tích hợp các chức năng IoT.
Ngoài ra, vì máy tính sẽ được gắn trên cánh tay của màn hình cung cấp thông tin nhiệm vụ tại mỗi máy trạm để người vận hành xem, nên hệ thống cần cung cấp đầu ra màn hình phù hợp. Nguồn điện, mạng LAN và tất cả các dây và cáp phải được kết nối an toàn để đảm bảo độ tin cậy và ổn định hoạt động. Độ chắc chắn cấp công nghiệp về mặt điện áp rộng và hỗ trợ phạm vi nhiệt độ cũng cần thiết cho hoạt động trong môi trường sản xuất khắc nghiệt của một nhà máy sản xuất xe hơi.
Giải pháp
Tại mỗi máy trạm của cơ sở lắp ráp, máy tính nhúng công nghiệp ARK-2250, với giao diện nguồn, LAN và HDMI thích hợp, được gắn trên cánh tay màn hình robot và được kết nối với nguồn điện, mạng, cảm biến giám sát và bộ truyền động bằng dây và cáp có nấc cáp để tránh việc dây hoặc cáp sẽ rơi ra và gây ra sự cố hoặc gián đoạn hoạt động. Để cho phép thu thập dữ liệu, hiển thị dữ liệu và các chức năng điều khiển giám sát từ xa, ARK-2250, cũng như máy chủ phụ trợ, được triển khai với nền tảng phần mềm Advantech WISE-PaaS/RMM.
Với phần cứng và phần mềm được cung cấp bởi Advantech, hệ thống sẽ được sử dụng để cung cấp thông tin về mục tiếp theo cần được cài đặt trong quy trình lắp ráp và hiển thị thông tin trên màn hình được gắn để người vận hành tại chỗ xem. Trong khi đó, nó cũng sẽ thu thập và xuất dữ liệu sang cơ sở dữ liệu SQL Server để lưu trữ hồ sơ sản xuất và tổng hợp dữ liệu lớn để cải tiến quy trình và bảo trì hệ thống trong tương lai.
Bộ điều khiển ARK-2250 cũng sẽ dừng quá trình ngay lập tức khi phát hiện ra bất kỳ vấn đề nào dựa trên dữ liệu được thu thập từ các cảm biến an toàn, để tránh thiệt hại và giảm tổn thất tài chính.
Đối với các tùy chọn hiển thị, ARK-2250 cung cấp giao diện hiển thị HDMI, VGA và bên thứ 3 tùy chọn, cung cấp tính linh hoạt cho các tình huống ứng dụng khác nhau.
Được trang bị bộ vi xử lý Intel® Core™ U-series (i3 / i5 / i7) tiên tiến, ARK-2250 mang lại hiệu năng tính toán cao trong kích thước 260 x 54 x 140,2 mm (10,24 "x 2,13 "x 5,52"), thiết kế nhỏ gọn để tích hợp hoàn hảo với dây chuyền sản xuất ô tô tự động tốc độ cao.
Hỗ trợ mô-đun mở rộng ARK-plus và mô-đun I/O i-Door độc đáo, hệ thống ARK có thể dễ dàng mở rộng để làm phong phú thêm các giao diện lưu trữ và công nghiệp trên cơ sở tùy chọn. Người dùng công nghiệp như các nhà sản xuất ô tô, khi trang bị thêm dây chuyền sản xuất để sản xuất các mẫu mới, có thể dựa vào máy tính ARK có thể điều chỉnh hoặc nâng cấp linh hoạt để cấu hình lại để đáp ứng thay đổi thiết kế với vốn đầu tư tối thiểu.
Về mặt hỗ trợ phần mềm, tất cả các máy tính ARK của Advantech đều được triển khai với nền tảng phần mềm Advantech WISE-PaaS, để tổng hợp và tích hợp các tài nguyên phần mềm cần thiết cho khách hàng để phát triển các ứng dụng điều khiển công nghiệp, IoT hoặc đám mây của riêng họ.
Phần mềm WISE-PaaS/RMM đã được sử dụng để phát triển các ứng dụng điều khiển giám sát từ xa và các ứng dụng IoT. Nó cung cấp một trình xây dựng bảng điều khiển rất dễ sử dụng cho phép nhà tích hợp hệ thống phát triển bảng điều khiển đa nền tảng và thiết bị chéo của riêng mình. Giờ đây, các nhà quản lý nhà máy có thể xem dữ liệu và nhanh chóng hiểu được trạng thái của dây chuyền sản xuất của họ thông qua bất kỳ máy tính, điện thoại thông minh hoặc thiết bị di động nào khác từ mọi nơi mọi lúc.
Lợi ích
- Thiết kế không quạt / điện áp rộng / nhiệt độ rộng / cáp có thể khóa đáng tin cậy đảm bảo độ tin cậy và ổn định cho các ứng dụng công nghiệp
- VGA / HDMI / bên thứ 3 tùy chọn cho màn hình đa năng
- Hiệu suất tính toán cao và hỗ trợ I/O phong phú đáp ứng các yêu cầu thu thập và phân tích dữ liệu
- Phần mềm WISE-PaaS/RMM được cài đặt sẵn để cho phép thu thập dữ liệu và giám sát từ xa với kết nối dễ dàng và triển khai nhanh
- Hỗ trợ tuổi thọ với sự sẵn có lâu dài của các sản phẩm và dịch vụ của Advantech
/ARK-2250_front-left_S20180208111448.jpg)
/ARK-2230_Front Left_B20160114100237.jpg)
/ARK-2121L_Front_S20150924165349.jpg)
/ARK_02_G20150424144245.gif)
