前言

對(duì)于其新一代噴涂機(jī)器人而言，b+m表面系統(tǒng)公司要求自動(dòng)化合作伙伴貝加萊幫助他們加快其定制化、全自動(dòng)噴涂生產(chǎn)線的上市進(jìn)程–無需犧牲最嚴(yán)格的安全性。結(jié)果不言自明：僅僅18個(gè)月后，產(chǎn)品就進(jìn)入了批量生產(chǎn)，該公司已經(jīng)生產(chǎn)并交付了超過100臺(tái)帶新控制器的機(jī)器人。

b+m一般只需花費(fèi)12個(gè)月就能設(shè)計(jì)并實(shí)施一整套噴涂生產(chǎn)線。專注于塑料件噴涂–特別適合汽車行業(yè)及其分包商-b+m面對(duì)競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)擁有一項(xiàng)非常明顯的優(yōu)勢(shì)。該公司不僅提供端到端解決方案，而且還能控制整條技術(shù)供應(yīng)鏈，從而實(shí)現(xiàn)組件之間的完美協(xié)調(diào)。

b+m公司的T1系列六軸噴涂機(jī)器人在這一戰(zhàn)略中扮演了核心角色，因而也必然滿足一些非常高的要求。“我們的機(jī)器人與搬運(yùn)機(jī)器人有很大不同，”b+m公司機(jī)器人開發(fā)主管強(qiáng)調(diào)說。“為了達(dá)到最佳噴涂效果，我們的機(jī)器人動(dòng)作必須快速、流暢和統(tǒng)一–連續(xù)軌跡速度高達(dá)2米/秒。最重要的是，它們還需具備在潛在爆炸性環(huán)境中操作。”如圖1所示。

噴涂機(jī)器人：快速精確

b+m在2010年著手開發(fā)其第五代機(jī)器人。新產(chǎn)品被稱為T1X5，以此將奠定未來數(shù)年在效率、靈活性和可靠性方面的新基準(zhǔn)。因此，他們的一個(gè)主要目標(biāo)是充分利用當(dāng)前最先進(jìn)的閉環(huán)和運(yùn)動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)更快、更一致的軌跡速度，同時(shí)最大限度地減少磨損。新一代產(chǎn)品通過減少電子元件數(shù)量為他們提供了一次精簡(jiǎn)控制柜設(shè)計(jì)的完美契機(jī)，此外他們還可以從縮減的開發(fā)和調(diào)試時(shí)間中獲益。

在項(xiàng)目之初，伴隨著安全要求的提高，DINISO10218:2011標(biāo)準(zhǔn)的生效，在開發(fā)新一代機(jī)器人時(shí)，他們必須考慮這些新規(guī)范。

貝加萊憑借其安全方案勝出

“如果你能夠滿足安全方案廣泛的認(rèn)證要求，那么基于PC的控制器就沒有問題，”這位b+m公司的機(jī)器人開發(fā)主管解釋道。“這就是為什么我們重點(diǎn)搜尋了一些其產(chǎn)品包含安全技術(shù)的供應(yīng)商的原因。”

經(jīng)過評(píng)估，貝加萊脫穎而出。全面集成安全技術(shù)且擁有全新軟件功能成為他們勝出的決定性因素。

對(duì)于b+m而言，第一步是開發(fā)一系列基于POWERLINK、openSAFETY和貝加萊SafeMOTION技術(shù)的高速安全功能。這些功能包括集成運(yùn)動(dòng)控制功能如安全扭矩?cái)嚅_、安全停止1和2、安全限速和安全最大速度以及軸位置安全監(jiān)控。機(jī)器人位置監(jiān)控功能以及安全機(jī)器選項(xiàng)使用功能也被完全集成在控制應(yīng)用程序中。這使得機(jī)器能夠安裝安全相關(guān)插件，從而避免了花費(fèi)在編程和重新認(rèn)證上的過度開銷。

貝加萊開發(fā)了基于實(shí)時(shí)POWERLINK和openSAFETY協(xié)議的專門的機(jī)器人安全功能。b+m公司將這些先進(jìn)功能如工具中心點(diǎn)安全限速（SLS@TCP）應(yīng)用到其第5代噴涂機(jī)器人身上。

工具中心點(diǎn)安全限速

b+m公司的第二步是使用先進(jìn)的貝加萊SafeROBOTICS安全功能實(shí)現(xiàn)工具中心點(diǎn)安全限速（SLS@TCP）以及帶安全參數(shù)表的安全運(yùn)動(dòng)鏈。

“我們通過使用貝加萊技術(shù)已經(jīng)在功能上取得了巨大飛躍，”b+m公司經(jīng)理說道。“憑借SafeMOTION和POWERLINK，我們不再需要使用單獨(dú)的安全總線，而且安裝和調(diào)試速度更快，無需進(jìn)行繁瑣的軟件配置。”

通過使用集成安全功能的雙軸ACOPOSmulti模塊，b+m減少了安裝在控制柜中組件的尺寸和數(shù)量，這反過來又進(jìn)一步簡(jiǎn)化了安裝。采用新的冷卻板方案提高了冷卻效果。ACOPOS伺服驅(qū)動(dòng)器通過POWERLINK實(shí)現(xiàn)與SafeLOGIC安全控制器、X20I/O系統(tǒng)以及機(jī)器人控制器即強(qiáng)勁的AutomationPC910之間的通信。如圖2所示。

該控制柜是b+m公司按照其規(guī)范建造的，由于使用了貝加萊方案，因此它占用的空間較少，安裝和接線速度更快。運(yùn)動(dòng)部件數(shù)量的減少和冷卻板的使用都有助于延長(zhǎng)系統(tǒng)的使用壽命。

90%功能來自貝加萊

“我們控制柜中90%的功能由貝加萊提供–不存在系統(tǒng)不一致或接口問題。因此，我們可以從中充分受益，”b+m公司機(jī)器人開發(fā)主管說道。“我們特別高興的是，貝加萊還為我們提供了機(jī)器人運(yùn)動(dòng)鏈中的電機(jī)，一個(gè)機(jī)器人操作面板以及一個(gè)定制化的帶發(fā)光環(huán)鍵和鑰匙開關(guān)的控制柜鍵盤。”

b+m公司內(nèi)部使用AutomationStudio開發(fā)了移動(dòng)操作面板的HMI應(yīng)用程序以及機(jī)器人應(yīng)用程序。b+m公司的機(jī)器人專家還在此貝加萊工程環(huán)境中編寫了控制應(yīng)用程序。如圖3所示。

機(jī)器人功能人人可用

“當(dāng)我們第一次接觸到貝加萊時(shí)，我們很快意識(shí)到，雖然AutomationStudio能夠提供廣泛的CNC功能，但是仍然有一些重要的機(jī)器人功能沒有完全覆蓋，”這位b+m公司的機(jī)器人專家回憶道。“貝加萊面對(duì)挑戰(zhàn)迎難而上，兌現(xiàn)了我們?nèi)婀δ芤?guī)范中的各個(gè)方面。”現(xiàn)在AutomationStudio的所有用戶都可以使用這些機(jī)器人功能包括變換庫和插值。b+m用它們開發(fā)了噴涂機(jī)器人的控制應(yīng)用程序。“我們實(shí)現(xiàn)了我們?yōu)樽约涸O(shè)定的每一個(gè)目標(biāo)，最后我們完成了這個(gè)非常先進(jìn)的、面向未來的新一代機(jī)器人，”b+m公司經(jīng)理說道。由于在機(jī)械設(shè)計(jì)方面采用了更加堅(jiān)固的傳動(dòng)裝置，控制架構(gòu)基于貝加萊自動(dòng)化及安全技術(shù)，因此新一代T1機(jī)器人在生產(chǎn)率、可靠性和使用壽命方面樹立了新的標(biāo)準(zhǔn)。遵循T1系列的成功路徑，b+m正在開發(fā)帶相同功能但尺寸稍小的新機(jī)器人系列。即將推出的T2系列專為空間有限的應(yīng)用而設(shè)計(jì)，同樣支持墻壁和天花板懸掛安裝。和之前的T1一樣，它也將完全采用成熟的貝加萊解決方案。