
一、案例背景與項(xiàng)目痛點(diǎn)
案例背景:
某新能源汽車零部件制造商建設(shè)了一條全新的智能化機(jī)器人焊接產(chǎn)線。產(chǎn)線主控系統(tǒng)采用多臺(tái)西門子S7-1500/1200系列PLC,通過PROFINET網(wǎng)絡(luò)連接遠(yuǎn)程IO站、視覺系統(tǒng)及人機(jī)界面,構(gòu)成工廠級(jí)控制主干。而產(chǎn)線上部署的六臺(tái)焊接機(jī)器人,其內(nèi)部構(gòu)成復(fù)雜:每個(gè)機(jī)器人的六個(gè)關(guān)節(jié)伺服驅(qū)動(dòng)器、末端執(zhí)行器以及手爪IO模塊,均作為CANopen從站,掛接在機(jī)器人控制器內(nèi)部的CANopen總線上。

項(xiàng)目核心痛點(diǎn):
1.數(shù)據(jù)深度獲取困難:主站PLC只能與機(jī)器人控制器進(jìn)行簡單的I/O信號(hào)交互(如啟動(dòng)/停止、故障復(fù)位),無法實(shí)時(shí)獲取機(jī)器人內(nèi)部每個(gè)關(guān)節(jié)電機(jī)的詳細(xì)數(shù)據(jù)(如實(shí)時(shí)扭矩、轉(zhuǎn)速、溫度、絕對(duì)位置等)。這導(dǎo)致無法進(jìn)行基于負(fù)載數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)性維護(hù),也無法精細(xì)優(yōu)化焊接工藝。
2.診斷與調(diào)試效率低下:當(dāng)機(jī)器人發(fā)生報(bào)警時(shí),維護(hù)人員必須分別排查——先在上位機(jī)看到機(jī)器人整體報(bào)警,再跑到現(xiàn)場(chǎng),通過機(jī)器人自帶的示教器或?qū)S密浖B接其CANopen網(wǎng)絡(luò),才能定位到是哪一個(gè)具體的關(guān)節(jié)或IO模塊出了問題,耗時(shí)耗力。
3.系統(tǒng)協(xié)同性不足:由于數(shù)據(jù)不通,產(chǎn)線PLC無法根據(jù)機(jī)器人關(guān)節(jié)的實(shí)際負(fù)載情況動(dòng)態(tài)調(diào)整節(jié)拍,難以實(shí)現(xiàn)真正的柔性生產(chǎn)。整個(gè)系統(tǒng)如同一個(gè)“黑箱”,機(jī)器人的深層運(yùn)行狀態(tài)對(duì)上層系統(tǒng)不可見。
二、解決方案:遠(yuǎn)創(chuàng)智控YC-PN-COP協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)
為解決上述痛點(diǎn),我們引入了遠(yuǎn)創(chuàng)智控YC-PN-COP協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)。這款智能網(wǎng)關(guān)是一款專為PROFINET與CANopen網(wǎng)絡(luò)集成而設(shè)計(jì)的高性能數(shù)據(jù)采集器。
網(wǎng)關(guān)功能簡介:
雙向協(xié)議透明轉(zhuǎn)換:網(wǎng)關(guān)在PROFINET側(cè)作為IO設(shè)備(從站),在CANopen側(cè)作為主站。它能夠主動(dòng)輪詢CANopen網(wǎng)絡(luò)上的所有從站設(shè)備,并將其數(shù)據(jù)映射到PROFINET的輸入/輸出映像區(qū)中,實(shí)現(xiàn)雙向無縫數(shù)據(jù)傳輸。
完整的CANopen主站功能:支持DS301、DS302等核心標(biāo)準(zhǔn),具備NMT(網(wǎng)絡(luò)管理)、SDO(服務(wù)數(shù)據(jù)對(duì)象)加速傳輸、PDO(過程數(shù)據(jù)對(duì)象)映射等完整功能,可管理多達(dá)127個(gè)CANopen從站。
強(qiáng)大的數(shù)據(jù)預(yù)處理能力:作為一款邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān),它能夠在網(wǎng)關(guān)層面進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理,如對(duì)關(guān)節(jié)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行閾值判斷并直接生成報(bào)警位、對(duì)電機(jī)扭矩?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行濾波或單位換算,極大減輕了上層PLC的運(yùn)算負(fù)擔(dān)。
便捷的配置工具:通過用戶友好的配置軟件,可以輕松掃描并識(shí)別CANopen網(wǎng)絡(luò)上的所有從站設(shè)備,圖形化地拖拽配置PDO映射關(guān)系,將CANopen對(duì)象字典的索引與子索引直接映射到西門子PLC的DB塊或I/O地址。

三、實(shí)施過程與清晰的系統(tǒng)拓?fù)?/strong>
1.硬件連接與拓?fù)渲貥?gòu)

2.軟件配置
西門子側(cè):在TIAPortal中,導(dǎo)入網(wǎng)關(guān)的GSDML文件,將其作為標(biāo)準(zhǔn)PN設(shè)備添加。為每個(gè)網(wǎng)關(guān)分配一個(gè)固定的IP地址和足夠的I/O數(shù)據(jù)交換空間(例如,512字節(jié)輸入/512字節(jié)輸出)。
網(wǎng)關(guān)側(cè):
使用YC系列配置軟件,掃描并連接至機(jī)器人的CANopen網(wǎng)絡(luò),自動(dòng)識(shí)別出所有關(guān)節(jié)電機(jī)和IO模塊。
為每個(gè)需要監(jiān)控的從站設(shè)備(如每個(gè)關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)器)配置PDO。例如,將驅(qū)動(dòng)器的“實(shí)際扭矩”、“實(shí)際位置”、“電機(jī)溫度”等對(duì)象字典參數(shù)映射到發(fā)送PDO1中。
將所有這些PDO數(shù)據(jù),整體映射到在TIAPortal中為網(wǎng)關(guān)分配的輸入數(shù)據(jù)區(qū)。
同時(shí),也可以配置接收PDO,用于從PLC向驅(qū)動(dòng)器發(fā)送“扭矩限制值”、“控制字”等命令。
數(shù)據(jù)對(duì)接:配置完成后,在西門子PLC中,可以直接通過訪問`PDBx.DBX0.0BYTE512`這樣的方式,一次性讀取所有機(jī)器人的關(guān)節(jié)數(shù)據(jù),并進(jìn)行邏輯處理。
四、應(yīng)用效果與實(shí)施前后對(duì)比

五、行業(yè)推廣與前景展望
YC-PN-COP智能網(wǎng)關(guān)所代表的深度集成工業(yè)網(wǎng)關(guān)方案,是打通設(shè)備層與信息層,構(gòu)建數(shù)字孿生工廠的關(guān)鍵一環(huán)。其在以下主流且高速發(fā)展的行業(yè)中應(yīng)用前景極為廣闊:
1.光伏與鋰電生產(chǎn):該行業(yè)生產(chǎn)線上的串焊機(jī)、疊片機(jī)、卷繞機(jī)等核心設(shè)備,內(nèi)部大量采用CANopen總線伺服。通過此物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)所有運(yùn)動(dòng)軸的實(shí)時(shí)監(jiān)控與工藝參數(shù)優(yōu)化,對(duì)于提升生產(chǎn)良率和設(shè)備OEE(綜合效率)至關(guān)重要。
2.半導(dǎo)體與電子裝配:在晶圓搬運(yùn)、貼片機(jī)、引線鍵合等精密設(shè)備中,對(duì)運(yùn)動(dòng)控制的實(shí)時(shí)性和狀態(tài)監(jiān)控要求極高。該網(wǎng)關(guān)能提供低延遲、高可靠性的數(shù)據(jù)通道,為設(shè)備健康管理(PHM)和預(yù)防晶圓破損提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
3.高端機(jī)床與激光加工:五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床、激光切割機(jī)的刀庫、刀塔、輔助軸常為CANopen從站。網(wǎng)關(guān)方案能實(shí)現(xiàn)加工過程的全程力控?cái)?shù)據(jù)追溯,提升加工精度和刀具壽命管理。
4.AGV/AMR(自主移動(dòng)機(jī)器人):AGV內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)輪、轉(zhuǎn)向舵輪、叉臂電機(jī)等通常是CANopen設(shè)備。通過網(wǎng)關(guān),車隊(duì)管理系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)獲取每一臺(tái)AGV的深度驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)更智能的調(diào)度、路徑規(guī)劃和預(yù)防性維護(hù)。
六、總結(jié)
在智能制造邁向縱深之際,數(shù)據(jù)的價(jià)值與獲取數(shù)據(jù)的深度和廣度成正比。本項(xiàng)目成功證明,遠(yuǎn)創(chuàng)智控YC-PN-COP這類專業(yè)的工業(yè)網(wǎng)關(guān),已經(jīng)超越了傳統(tǒng)協(xié)議轉(zhuǎn)換的范疇,它是賦能智能機(jī)器人的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、是實(shí)現(xiàn)本地智能決策的邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)、是挖掘底層數(shù)據(jù)金礦的數(shù)據(jù)采集器,更是一個(gè)不可或缺的智能網(wǎng)關(guān)。
它精準(zhǔn)地解決了高端裝備內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與工廠級(jí)網(wǎng)絡(luò)融合的“最后一公里”問題,將機(jī)器人的每一個(gè)“關(guān)節(jié)”和“神經(jīng)末梢”都暴露在數(shù)字世界中,為predictivemaintenance(預(yù)測(cè)性維護(hù))、adaptivecontrol(自適應(yīng)控制)和digitaltwin(數(shù)字孿生)等先進(jìn)應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基石。隨著機(jī)器人產(chǎn)業(yè)和自動(dòng)化技術(shù)的飛速發(fā)展,這種靈活、高效、深度的集成方案,必將成為未來智能產(chǎn)線的標(biāo)準(zhǔn)配置,驅(qū)動(dòng)中國制造向“中國智造”的宏偉目標(biāo)穩(wěn)步邁進(jìn)。
《具體內(nèi)容配置過程及其他相關(guān)咨詢請(qǐng)與武工留言交流》
審核編輯 黃宇
-
plc
+關(guān)注
關(guān)注
5043文章
14426瀏覽量
483261 -
CANopen
+關(guān)注
關(guān)注
8文章
456瀏覽量
47487 -
Profinet
+關(guān)注
關(guān)注
7文章
2094瀏覽量
27716 -
智能網(wǎng)關(guān)
+關(guān)注
關(guān)注
6文章
889瀏覽量
51584
發(fā)布評(píng)論請(qǐng)先 登錄
智能化機(jī)器人焊接產(chǎn)線西門子1500系列PLC通過Profinet轉(zhuǎn)CANopen模塊和多個(gè)伺服電機(jī)進(jìn)行通訊案例
西門子PLC通過穩(wěn)聯(lián)技術(shù)EtherCAT轉(zhuǎn)Profinet網(wǎng)關(guān)連接baumuller伺服器的配置案例
開疆智能ModbusTCP轉(zhuǎn)Profient網(wǎng)關(guān)連接西門子PLC與川崎機(jī)器人配置案例
承擔(dān)CANOPEN轉(zhuǎn)PROFINET協(xié)議轉(zhuǎn)換功能的網(wǎng)關(guān)與臺(tái)達(dá)伺服器的連接
顛覆智造:profinet轉(zhuǎn)ethernet ip網(wǎng)關(guān)×發(fā)那科×西門子的三國殺
Profinet轉(zhuǎn)CAN網(wǎng)關(guān)模塊對(duì)實(shí)現(xiàn)西門子PLC與CAN變頻器協(xié)同通信的助力研究
跨協(xié)議探秘:profinet轉(zhuǎn)ethernet ip網(wǎng)關(guān)搞定川崎機(jī)器人與PLC通信
當(dāng)機(jī)器人遇上“語言障礙”:CCLINKIE轉(zhuǎn)Profinet的“破冰外掛”來啦\\!
Profinet轉(zhuǎn)CANopen網(wǎng)關(guān):實(shí)現(xiàn)西門子300PLC與施耐德變頻器數(shù)據(jù)互通
開疆智能Canopen轉(zhuǎn)Profinet網(wǎng)關(guān)連接工博士GBS20機(jī)器人配置案例
CANOpen轉(zhuǎn)PROFINET網(wǎng)關(guān)連接低壓伺服系統(tǒng)
EtherCAT轉(zhuǎn)ProfiNet西門子1200PLC與伺服電機(jī)通訊案例全解
ABB機(jī)器人與西門子PLC通訊案例
Profinet轉(zhuǎn)Profinet網(wǎng)關(guān)應(yīng)用在霍尼韋爾DCS與西門子1500PLC通訊案例
基于 EtherCAT 轉(zhuǎn) ProfiNet 網(wǎng)關(guān)達(dá)成西門子 1200 PLC 與伺服電機(jī)通訊連接的應(yīng)用實(shí)例

Profinet轉(zhuǎn)CANopen智能網(wǎng)關(guān):打通機(jī)器人焊接產(chǎn)線西門子PLC與伺服電機(jī)通訊壁壘
評(píng)論