文/于順義·長(zhǎng)城汽車股份有限公司

沖壓線采用人工操作天車上模具，模具固定后需要手動(dòng)將模具識(shí)別線從工作臺(tái)端插到模具端，模具識(shí)別線插拔操作浪費(fèi)天車工的換模時(shí)間，且工廠后期推進(jìn)無(wú)人車間，此處無(wú)法實(shí)現(xiàn)無(wú)人化，成為扼住無(wú)人工廠咽喉的問題，為其尋求解決方案，勢(shì)在必行。

通過對(duì)市場(chǎng)產(chǎn)品的尋找、調(diào)研，發(fā)現(xiàn)可以利用非接觸式供電及非接觸式通訊技術(shù)，作為給板料檢測(cè)傳感器無(wú)線供電、無(wú)線接收狀態(tài)信息的解決方案，以提升設(shè)備的智能無(wú)人化水平。

模具識(shí)別線應(yīng)用瓶頸

生產(chǎn)準(zhǔn)備過程中，天車工上模具后，需將模具識(shí)別線插到工作臺(tái)接線盒及模具接線盒，用于識(shí)別當(dāng)前模具號(hào)、序號(hào)以及在生產(chǎn)過程中的板料檢測(cè)、斜楔檢測(cè)等。模具識(shí)別線航空插頭的插針容易被頂進(jìn)去，接觸不良后需要通過專用工具維修，使用中會(huì)出現(xiàn)短接掉閘、模具號(hào)識(shí)別錯(cuò)誤、板料檢測(cè)不到停機(jī)、斜楔檢測(cè)錯(cuò)誤等問題。

下一步工廠進(jìn)入智能化、無(wú)人化，天車自動(dòng)吊運(yùn)上模具，此處的模具識(shí)別線插拔需要人工，況且使用過程中問題又較多，諸多因素都影響工廠無(wú)人化的改造。

解決思路

尋找能夠取消模具識(shí)別線的方案。沒有了模具識(shí)別線，不用線纜拔插，線纜、設(shè)備、模具端接口插針的維護(hù)也隨之取消。

⑴模具板料狀態(tài)檢測(cè)采用接近開關(guān)(即無(wú)觸點(diǎn)開關(guān))，取消識(shí)別線需要找到能夠給接近開關(guān)無(wú)線提供工作電源并能夠?qū)崟r(shí)采集檢測(cè)開關(guān)狀態(tài)的檢測(cè)元件。

⑵模具編號(hào)識(shí)別，需要能夠不用線纜端接編號(hào)來(lái)判斷，采用無(wú)線掃描及載碼體的方式解決編碼、序號(hào)等的識(shí)別問題，且所使用的識(shí)別裝置要能夠在模具清洗中不怕水溶液的影響。

適用的檢測(cè)元件

經(jīng)過周邊資源尋找，目前市場(chǎng)上能夠滿足該需求的產(chǎn)品為P+F 的WIS2 系列產(chǎn)品。該產(chǎn)品能夠以無(wú)線方式提供24V 電源，并反饋8 個(gè)PNP 通道的狀態(tài)。

工作原理

以西門子分站為例，工作臺(tái)分站接主級(jí)12 芯線，包含24V 電源和數(shù)字量信號(hào)線，模具端通過現(xiàn)場(chǎng)IOLink 模塊，連接檢測(cè)傳感器，接收模塊接收電源并回傳檢測(cè)開關(guān)信號(hào)狀態(tài)給分站。接線原理圖見圖1、圖2、圖3，具體參數(shù)見表1。

表1 P+F 產(chǎn)品參數(shù)

圖1 接線圖

圖2 原理圖

圖3 IO-Link 模塊接線原理圖

網(wǎng)絡(luò)配置

當(dāng)前模具最多4 路板料檢測(cè)開關(guān)，2 個(gè)斜楔檢測(cè)開關(guān)，WIS2 產(chǎn)品可以滿足使用。整套原理圖及新老方案對(duì)比如圖4 所示。

圖4 整套原理圖及新老方案對(duì)比圖

安裝方案

以工作臺(tái)中心為基準(zhǔn)點(diǎn)，向前和右側(cè)分別偏置10cm，在工作臺(tái)和模具對(duì)應(yīng)位置分別安裝主級(jí)和次級(jí)模塊。

主極端由于原裝線纜僅0.3m，可采用配套5m標(biāo)準(zhǔn)線(299855-V112-G-BK5M-PUR)延長(zhǎng)；同理，次極端采用2m 標(biāo)準(zhǔn)線(299860-V112-G-BK10MPUR-V112-G)延長(zhǎng)。

該產(chǎn)品主極安裝在工作臺(tái)上，距離上表面2mm，以保證在日常維護(hù)中不會(huì)對(duì)元件產(chǎn)生破壞。次極安裝在模具下表面，同樣距離下表面2mm,避免劃傷。

配置清單

以1 條4 序沖壓線10 套模具為例，配置清單見表2。

表2 1 條4 序沖壓線10 套模具配置清單

模具識(shí)別方案

模具識(shí)別需要識(shí)別模具編號(hào)、序號(hào)、車型號(hào)等內(nèi)容，該功能可采用RFID 功能替代，在每個(gè)模具上不會(huì)被磕碰到的位置安裝載碼體，在工作臺(tái)上安裝讀寫頭，為防止讀寫到鄰近的模具載碼體，需要把讀寫范圍調(diào)整到2m 以內(nèi)，讀寫頭安裝在分站柜內(nèi)，外置天線即可。以4 序沖壓線為例，配置參數(shù)見表3。

表3 4 序沖壓線配置參數(shù)

結(jié)束語(yǔ)

該方案應(yīng)用無(wú)線技術(shù)取代壓機(jī)模具識(shí)別線，較之前方案來(lái)說，可以節(jié)約天車工上下模具時(shí)間，取消模具識(shí)別線插頭的維保工作，且可以與模具自動(dòng)管理、無(wú)軌電動(dòng)平板車自動(dòng)運(yùn)輸模具、天車自動(dòng)上模、工作臺(tái)自動(dòng)夾緊下模等智能功能直接聯(lián)鎖。采用該方案可以從智能天車自動(dòng)上模到設(shè)備一鍵換模，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的無(wú)人化跨越。為后期公司智能化推進(jìn)、無(wú)人工廠開發(fā)建設(shè)奠定基礎(chǔ)。