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盘点:日本企业最新工控技术

2019-05-24 11:32编辑:admin人气:


  在日本2015系统控制展(12月2~4日,东京有明国际会展中心)上,安川电机展出了将安川版工业4.0概念实体化的生产线并进行了演示。

  展出的概念生产线为了满足客户的多样化需求并快速交货,支持变种变量生产。目标是实现BTO生产(满足特殊需求),也就是说,能够根据客户的订单生产并快速交货。演示生产线可根据订单灵活改变生产线,组装了4种游星齿轮。该生产线具体体现了安川版工业4.0的概念。

  在此次的演示中,首先由用户使用平板电脑订购想要的游星齿轮。该订货信息通过云服务器发送给组装生产线。组装生产线根据订单信息,自动以最适合的日程安排开始生产。在部件供应部分,由平面关节型机器人从供应台上取下齿轮部件,放到搬运装置的多功能搬运模块上。然后,多功能搬运模块移动到组装部分,由小型6轴垂直多关节机器人MotoMINI组装游星齿轮。组装完毕后,多功能搬运模块移动到检查部分,利用视觉系统进行产品检查。

  演示生产线由内侧和外侧的两条生产线构成。标准产品(紫)的组装在内侧生产线进行,BTO产品的组装在外侧生产线进行。如果用户使用平板电脑订购其他颜色(橙色、红色、绿色的BTO产品),则在外侧生产线上组装指定颜色的齿轮。

  构成生产线的机器的工作状况会被收集并保存到云服务器上。可以通过平板电脑轻松确认运行情况、耗电量信息、环境信息以及需维护部件的寿命信息等。生产、维护、营业、采购、物流等相关部门通过利用这些信息,可以提高生产效率。

  演示中使用的多功能搬运模块由线性马达驱动,是多个托盘分别独立搬运产品和部件的新一代搬运装置。与原来的传送带相比,不仅可以高速、高精度地搬运,还容易分流和合流,因此可以构建最优的搬运生产线。可根据生产状况追加托盘,也可在搬运重物时换成大型托盘。托盘上可以配备电动式转盘、滑块及电动夹头等。另外,通过采用磁性定子及无传感器控制,可以简化系统构成,即使是搬运路线长的生产线,也能够以低成本构建。

  演示中使用的小型机器人(MotoMINI)实现了小型轻量化,甚至可以抱着走。其加速性能是原有小型机型的约2倍。由此可缩短机器人的工作时间,有利于提高生产效率。其定位精度与现有小型机型相同。因此,跟原来一样,能够操纵组装小部件,而且能够摆放或插入电子部件。由于尺寸小重量轻,还可以与人共处。

  为了实现通过IoT和M2M连接的机器和工厂,安川电机今后还将继续提供多种多样的技术和产品。

  菲尼克斯电气(Phoenix Contact,总部:横滨市)发表了全球首款(该公司)兼具插入式和螺丝式两种连接方式的端子台。

  插入式端子台只需插入电线即可固定,与螺丝式相比,优点是无需特别训练。但在日本,插入式不太为人们所接受(菲尼克斯电气ICE统括本部本部长加藤裕之)。日本端子台市场上,螺丝式产品目前占到整体的75%左右。

  目前,插入式端子台在配电盘内部布线(内线)等方面使用得较多,但在负责配电盘外部布线(外线)的基础设施工程企业中,使用得并不广泛。也有人认为插入式端子台容易掉线。虽说这种问题实际上无需担心,但施工人员对长年密切接触的螺丝式端子台有很高的信任感,有时企业会规定使用螺丝式端子台,因此很难抢占市场。

  因此,菲尼克斯电气开发了插入式端子与螺丝式端子成对的产品。这样一来不仅可提高插入式的认知度,而且还可满足在内线和外线使用不同连接方法的客户需求。

  上市时间预定为2016年春季,将在以日本为首的亚洲市场销售。

  欧姆龙展出了利用PLC(可编程控制器)NX/NJ系列模拟机械运转,以高于以往的精度和速度来控制生产设备的演示。因为生产设备安装的伺服马达和驱动机构存在个体差,对指示做出响应的时间存在延迟,所以设备并不会严格按照PLC指示的时间和位置动作。如果生产的产品对于精度的要求高,而且必须高速生产,指示与实际运转之间就会出现明显的误差,为此,欧姆龙为PLC配备了校正误差的功能。

  校正的一个方法是模型预测控制。在PLC上先设置生产设备的各驱动轴执行指示情况的模型。根据模型,PLC可以预测出设备稍后的运转情况。如果预测到运转会偏离预期位置,或是晚于预期时刻,就会通过调整指令,使运转符合预期。用户在改进指令方法时,还可以利用PLC检验方法是否有效。

  另一个方法是学习控制。根据下达指示时各驱动轴的执行情况调整指令。这种方法不在PLC内制作模型。本次演示的学习方法比较简单,只是根据运转结果中出现的偏差增减指令值,除此之外,也可以嵌入先进的学习算法。

  另外,欧姆龙还参考展出了高精度同步各驱动轴的演示。演示内容是使转动圆板上的1点,与在水平面内沿两轴移动的指针的位置保持一致,借此同步3个驱动轴(图)。通过预判每个轴响应的延迟情况,提前向延迟的轴发送指令,使动作保持一致。用户有望通过NX/NJ系列的部件程序(功能块)利用这项控制功能。该公司表示:伺服马达等多台同时运转的设备在实际工作的时候,大都会出现偏差。为此而感到烦恼的用户,肯定能理解演示的意义(欧姆龙)。

  NX/NJ系列的处理器与个人电脑一样,由美国英特尔公司制造(酷睿i7等),可以完成与个人电脑相同的计算,因此也可以实现模型预测控制等。欧姆龙还参考展出了正在开发的Sysmac IPC(Industrial PC),该设备通过分配处理器内核用来运行Windows,能够同时执行控制与Windows数据处理。将争取在2016年春季以后上市。

  日本阿自倍尔公司展出了利用机械手实现细微力度调整的自动装配系统的演示机。据该公司介绍,由于可使用两个机械手精密地修正工件的抓握位置,因此装配作业自动化时的示教会变得非常轻松。

  细微的力度调整是利用阿自倍尔称作Active Compliance的机械手机构实现的。据介绍,这种机械手机构安装了3轴加速度传感器、电流传感器、线性比例尺等,可以掌握触碰或抓握的工件的硬度和粘性。能根据工件的物性,细微地调整抓握力度,并利用两个机械手精密地修正抓握工件的位置,从而实现准确的自动装配作业。利用该系统,示教工作也会变得非常轻松。该自动装配系统还装有视觉传感器,即使工件摆放得凌乱,也能检测出位置和朝向并正确拾取。

  此次阿自倍尔用演示机演示了乐高积木的安装。具体内容是,把完成品放在规定的位置后,系统先利用视觉传感器识别其形状,再拣取所需零件(预先用几块乐高积木搭好的零件)进行装配。由于零件摆放得凌乱,因此抓握时会与标准抓握位置产生偏差。但该系统使用两个机械手,一边调整抓握力度一边修正零件的位置,最终将各个零件准确地装配到了一起。

  阿自倍尔正在考虑向市场投放这种自动装配系统。该公司称,今后将根据客户的意见确定系统的性能指标等。

(来源:未知)

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