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為了在寶馬3係列車身組裝的工作分配上保持最大限度的靈活性,寶馬公司和西門子公司逐漸形成了量身定做的自動化輸送係統概念。借助於SIMATIC電源導軌信號放大器和安全 的PLC技術支持,這家位於巴伐利亞的汽車製造商能夠隨意 使用一套保障未來安全的輸送帶係統,而且將可以應用於未 來兩代的汽車車型上。位於慕尼黑的寶馬汽車生產一廠出產寶馬3係列轎車,擁有員工達11,000名。該廠實行兩班製,每天大約有800輛汽車下線。
在對公司總部(其建築外型象征一部四缸引擎)附近的廠房進行現代化改造與擴展過程中,一種新型的滑軌輸送帶係統已 於2003年底/2004年初安裝在寶馬3係列車身組裝生產線上。憑借這種全新的係統,寶馬公司將能夠適應未來的車型要求。車身組裝車間安裝了寶馬3係列的全套內部係統。組裝工作 大部分在運動之中進行。而在自動安裝汽車頂蓬,駕駛員座 艙和車窗過程中,車身保持靜止。兩名人員專門負責一輛汽 車組裝的每個步驟。在工作過程中,他們沿著組裝生產線進行檢查,然後再返回到起始點。這條長約800米的組裝生產 線上大約有500名工作人員在進行操作。
需要發揮靈活性
這套輸送帶係統包括146個鉸接的推動托盤。由於慕尼黑工 廠位於一個“曆史沿襲下來”的de特te殊shu地di理li位wei置zhi,因yin此ci,隻zhi有you采cai用yong一yi種zhong折zhe衷zhong靈ling活huo的de解jie決jue方fang案an才cai行xing。這zhe些xie平ping台tai都dou沒mei有you安an裝zhuang自zi己ji的de驅qu動dong設she備bei,但dan通tong過guo沿yan組zu裝zhuang生sheng產chan線xian分fen布bu的de側ce麵mian磨mo擦ca驅qu動dong設she備bei加jia以yi推tui動dong。絕jue對dui值zhi編bian碼ma器qi同tong時shi監jian控kong102部驅動設備的精確同步,並防止托盤之間產生縫隙。
在(zai)組(zu)裝(zhuang)過(guo)程(cheng)中(zhong),這(zhe)一(yi)全(quan)新(xin)的(de)組(zu)裝(zhuang)生(sheng)產(chan)線(xian)需(xu)要(yao)在(zai)線(xian)上(shang)的(de)任(ren)何(he)位(wei)置(zhi)都(dou)能(neng)對(dui)車(che)身(shen)高(gao)度(du)進(jin)行(xing)調(tiao)整(zheng),以(yi)確(que)保(bao)在(zai)符(fu)合(he)人(ren)機(ji)工(gong)程(cheng)學(xue)的(de)最(zui)佳(jia)位(wei)置(zhi)上(shang)完(wan)成(cheng)組(zu)裝(zhuang)工(gong)作(zuo)。因(yin)此(ci),每(mei)一(yi)個(ge)托(tuo)盤(pan)都(dou)帶(dai)有(you)一(yi)個(ge)升(sheng)降(jiang) 台,車身最大限度可以被提升80公分。
同時,根據寶馬汽車公司的一項重要的生產計劃要求,在每個平台任意定義的一個點上都能對12伏的測試電壓進行安 全地開關轉換。在組裝時,將對駕駛員座艙的車載電子設備 和喇叭進行測試。由於沒有安裝電池,因此,必須從外部提供12伏電壓。在諸如安裝安全氣囊的敏感區域,必須能夠 可靠地切斷電壓,而不必在組裝部分進行永久性布線。每個托盤都在控製之中每個推動托盤都有一個帶CPU IM 151的SIMATIC ET200S外部接口,既可以用作SIMATIC S7-400總控器的從站,同 時也可用作平台上的一個主站,以便驅動車身和絕對值解 碼器的升降機構。托盤通過電源導軌信號放大器與SIMATIC中央控製器連接,它們通過集線來可靠地傳輸PROFIBUS信 號。升降裝置也可以通過這種方式在操作中的任意位置進行單獨設置。
整個工廠根據STEP7進行配置,並由2部SIMATIC S7-400s 進行集中控製。工廠的可視化操作使用WinCC進行編程, 從而使得工廠能夠展現不同的細部特點―對每個托盤上 的二進位編碼器狀態進行總體瀏覽。通過掃描辨識標記 可以確定每個托盤的確切位置。作為一種中央現場總線, PROFIBUS DP可以提供控製器與外圍設備之間的可靠通信。 使用proTool/Pro進行組態的SIMATIC Multi Panel MP 270B 設備可以用作局部的手工操縱設備,並且允許方便地分布式 訪問輸送帶係統。
因為每個托盤具有獨立的智能性,而且可以經由電源導軌信號放大器來實現通信,因此,工廠在工作周期內具有最大的 任務分配靈活性。這意味著一條生產線可以同時生產幾款車型,並且可以連續饋送新的車型。車身運輸器包含一個感應式Moby數據載體,這樣可以在任 何時候對車身加以辨識。對於寶馬汽車公司的生產控製、文 件管理和質量保證來說,這都是一個相當重要的環節。
避免偏移
寶馬汽車公司將平台上的組裝員工的人身安全問題始終放 在第一位。其單個元件之間並未彼此連接,以確保單個托盤 不會產生偏移和危及人身安全。即使托盤在移動過程中僅僅 偏移幾毫米,輸送帶也將自動停止運行,從而避免造成人身 傷害。
為此,絕對值編碼器將不斷對每個托盤的位置進行掃描。以 安全為中心的SIMATIC控製器SIMATIC S7-416F設備負責不 斷地監視光柵、防護門、托盤傳感器和緊急製動開關,並且在必要的時候可以在幾百毫秒之內關閉設備。本地化安裝的手控 HMI裝置,可以使用 SIMATIC MP270B來實現分布式HMI和緊急製動功能。
來自市場領先者的統一標準
輸送帶係統的自動化僅是整個生產組合方案的一個環節而 已,其中,西門子公司已經開始接手從車身組裝到通過 六個單元進行傳送的寶馬 3 係列整個生產進程的自動化。 SIMATIC的全集成自動化優點可以在此大顯身手。係統界麵 實現了最小化,並且獲得了同質化的控製架構。寶馬汽車公
司結構規劃負責人Jakob Wersching解釋說,“單一單元的自 動化本身已經是一項複雜的任務,而使六個生產單元互相協 調且不出現重大疏漏問題,這在一個非均質的自動化環境之 中幾乎是不可能實現的。”
確保未來兩代車型的生產效率
寶馬汽車公司提供的設備實用性達99%。在工廠投入試運 行之後的六周之內,沒有出現任何大的故障。其中一項原因 就是,這些寶貴的經驗來源於在Lohhof寶馬汽車生產廠的安裝測試,而在測試之中使用了30個滑動托盤。之後,這 些經驗被運用到了慕尼黑的這家工廠。
寶馬汽車公司相信,生產線上全新的人機工程學理念能夠為 員工創造理想的條件,從而將員工的能動性用於提升生產效 率。
通過電源導軌信號放大器的轉換,可以實現組裝周期分配中 的最大靈活性,從而確保能夠根據生產需求迅速做出反應, 同時也確保了寶馬汽車公司能夠經受得起未來車型的衝擊。 慕尼黑工廠的新型滑軌輸送帶係統將為未來兩代汽車提供“輕鬆自如的車身輸送過程”。
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