在制造业中,最棘手的挑战往往不是已知的技术难题,而是那些尚未确定的变量。
当产品研发还未完全完成,零件尺寸仍在调整中,生产线却需要提前布局——这种不确定性该如何转化为可执行的解决方案?
丹佛斯大功率车载充电器,负责为电动卡车中的动力电池充电,并为其交流和直流设备供电。
丹麦制造业巨头丹佛斯在诺德堡工厂就遇到了这样的挑战。新一代大功率车载充电器的研发尚在进行中,但生产线建设已迫在眉睫。
面临产线不确定性及复杂布线的双重挑战,丹佛斯生产工程师Karsten Fibiger坦言:
“待生产的零件尚未最终确定精确尺寸,使得规划工作极具挑战性。”
这意味着生产线必须具备足够的灵活性,以适应未来可能的产品变更。
技术层面的挑战同样不容小觑:如何将机器人末端工具头上的大量传感器信号高效传输至控制系统?传统的布线方式会导致线路复杂、更换工具耗时,且不利于未来扩展。
IO-Link破解复杂难题
丹佛斯选择与#ifm 合作,利用IO-Link化解了这一难题。该方案通过标准化接口,实现了仅用三根电缆就能完成机器人末端工具头的全部信号传输。
集成在升降工具上的IO-Link模块,负责连接所有传感器与执行器。在机器人自主更换工具头时,该模块能通过四个接点,经由Profinet网络将所有信号稳定传输至上级控制器。
这一创新带来了多重效益:
●快速连接:所有组件通过标准插头连接,省去人工接线,装配效率大幅提升。
●无缝集成:ifm产品与工厂MES系统无缝集成,实现真正的即插即用。
●模块化扩展:只需增加一个IO-Link模块,即可轻松扩展多达八个传感器。
●灵活布局:模块化设计使生产线能轻松适应未来的布局调整。
带Profinet接口的IO-Link主站 AL1102
●机器数据、过程参数和诊断数据至控制器的可靠传送
●坚固的外壳,适用于严苛的工业环境
●连接最多8个IO-Link设备
对于丹佛斯而言,IO-Link技术带来的不仅是技术上的便利,更是战略层面的灵活性。这种柔性生产能力,使丹佛斯在产品研发与生产线建设同步进行的过程中保持高效运作。
除了机械臂与IO-Link的协同控制,丹佛斯生产线中几个特殊工站的传感器选型也颇具新意,展现出柔性产线在细节处的智能化突破。
高温区域工件有无检测
在充电器组装完成后,需送入高温烤箱进行固化处理。为避免传感器长期暴露在高温环境,工程师创新性地采用机械臂末端搭载的ToF原理测距传感器,在取放件过程中非接触式检测烤箱内是否有零件残留。这一设计既避开了高温对传感器寿命的影响,也省去了潜在的冷却维护环节。
激光测距传感器 01D102
●可靠的光学距离测量
●2个开关输出;可将其中一个编程为模拟输出
●可调整的测量范围和窗口功能
●适用于需背景抑制功能的应用
●极高的性价比
●通过IO-Link的友好通信和参数化
干燥过程湿度监测
在防水测试工站,组件在经过密封性检测后需要进行干燥。传统做法是依靠经验设定干燥时间,往往存在过度吹干或干燥不足的问题。丹佛斯引入湿度传感器实时监测组件内部的残留水分,实现按需干燥,既节约了压缩空气,也确保了工艺一致性。
化学液槽液位监测
在化学液槽处理环节,原先使用的浮球开关因可靠性低时常影响生产节奏。改用ifm的测距传感器进行液面监测后,不仅提升了液位控制的准确性,也显著降低了因误报导致的停机频率。
这些看似微小的传感器创新,正由点及面支撑起整条生产线在可靠性、可维护性与工艺精度方面的整体跃升。它们与IO-Link系统相结合,共同构建了一条既能应对当前生产需求,也为未来工艺调整留有充分灵活性的智能产线。
丹佛斯的实践表明,柔性生产线的价值不仅体现在当下的生产效率提升,更在于为未来变化预留的适应能力。这种能够“随需而变”的生产模式,正是智能制造时代的核心竞争力。