背景
一家精密零件制造商在夜间无人生产班次中,需要将泄漏测试集成到现有的全自动化装配线中,同时不增加独立的仪器站或专职操作员。泄漏测试步骤位于机器人装配单元和包装输送机之间——两者在8小时的夜班中均无人操作。
要求:泄漏测试模块必须安装在现有的Rittal控制柜内(可用深度300毫米),接收PLC触发信号并将合格/不合格结果输出到机器人控制器,将每个结果与零件序列号记录到工厂MES中,并在连续3个不合格结果后发出警报继电器以在无操作员在场的情况下停止生产线。
集成要求
| 要求 | 规格 |
|---|---|
| 物理尺寸 | 可安装在300毫米深度的Rittal机柜内,DIN导轨安装 |
| 电源 | 来自机柜电源的24 VDC |
| PLC接口 | 通过PROFINET连接西门子S7-1200 |
| 测试触发 | PLC启动信号,机器人确认零件已加载 |
| 结果输出 | 合格/不合格数字输出到机器人控制器+PROFINET数据到PLC |
| 数据记录 | 按单元记录:序列号(来自条形码)、压力值、合格/不合格、时间戳 → 通过以太网发送到MES |
| 连续不合格报警 | 连续3个不合格后继电器输出——停止输送机,触发警报灯 |
| 无人值守时长 | 8小时夜班,无操作员访问 |
解决方案
Figurtech部署了一个LE系列嵌入式模块,安装在现有柜内的DIN导轨上。LE模块的尺寸为99 × 180 × 200毫米,安装在300毫米深的可用柜内,并为气动管道留有间隙。提供了一个24 VDC适配器,用于与现有柜电源总线连接。
与西门子S7-1200的PROFINET集成处理了循环触发、状态和结果数据。当机器人确认零件存在时,PLC发送一个START命令,LE执行一个4阶段的测试循环,并在18秒内通过PROFINET返回合格/不合格结果+压力值。PLC将结果转发给机器人进行下游分类决策。
安装在柜门上的2D条形码读取器在机器人加载时读取零件序列号——序列号、压力曲线、合格/不合格和时间戳以JSON格式发送,并在每个循环结束时通过以太网发送到工厂MES。如果连续出现3个不合格结果,LE中的连续不合格计数器将激活继电器输出(和柜内警报灯)——PLC使用此信号停止输送机并排队维护警报。
部署后的结果
- 零额外占地面积——模块完全安装在现有柜内
- 无人值守操作:8小时夜班,无需操作员干预
- MES可追溯性:从第一次生产班次开始100%按单元记录
- 连续不合格报警在头6个月内触发两次——两次都是真实的夹具就位故障,在生产超过3个不合格单元之前被发现
- 循环时间:18秒,包括PROFINET握手——在20秒的生产线周期内
- 生产线可用性:在6个月的运行期间达到99.2%
使用的仪器
- LE系列嵌入式泄漏测试模块 — 99×180×200毫米,PROFINET,兼容24 VDC,DIN导轨安装,连续不合格报警继电器
- 安装在机器人末端执行器接口板上的定制气动夹具
- 用于在加载时捕获序列号的2D条形码读取器(USB)
- Rittal机柜集成:DIN导轨安装,24 VDC,PROFINET,以太网,继电器接线
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