工厂侧围自动线电气方案.ppt

广汽乘用车（杭州）工厂侧围自动线电气方案广汽乘用车（杭州）工厂侧围自动线电气方案20160714 根据广州乘用车通用设备技术标准-电气篇及汽车业的行业标准，侧围自动线单侧电气设计方案系统包括2套MCP，2套HMI，2套WPDP，2套PDP，12套点焊机器人，5套抓手机器人,1套滚边机器人，3套固定焊枪，3套滑台，1套转台。LAYOUT:侧围点定预装台侧围点定夹具搬运抓手置台前内板及后轮罩上件工位后轮罩滚边机器人侧围点定夹具搬运抓手置台侧围点定夹具下件口侧围点定夹具库搬运抓手置台侧围增打1（20万台使用）侧围增打2（20万产能使用）侧围点定夹具库侧围增打1（20万产能使用）侧围点定夹具库侧围增打1（20万产能使用）l项目内容：广州汽车集团乘用车（杭州）有限公司工厂改造项目焊装车间侧围线l控制系统：SIEMENS 319F系列PLCl安全等级：Pld(3级）l一次侧电源：AC380V 50Hzl控制电源：DC24v+AC220Vl车型数量：4款量产车型+2款新车型；l生产节拍：10万台/年：103秒/台；20万台/年：52秒/台。l设备开动率：95%l单侧工位数量：3个l单侧机器人数量：10万产能时14台（焊接8台，搬运5台，滚边1台）20万产能时18台（焊接12台，搬运5台，滚边1台）l单侧夹具滑台：3个l单侧夹具转台：1个l单侧固定焊机：20万产能时3个控制系统网络架构控制系统网络架构 控制系统网络架构分为数据管理层、现场控制层及执行设备层，管理层与控制层之间通过工业路由CP343进行数据交换，管理层与设备层之间通过工业交换机进行数据交换。控制级系统网络架构控制级系统网络架构 现场控制级网络是基于PROFINET通讯协议进行通讯，为提高系统通讯可靠性，多个交换机之间使用环形网络拓扑结构。同一级的PLC系统之间通过PN/PN藕合器进行数据交换。现场级网络架构现场级网络架构 HMI、机器人、变频器、现场I/O模块等现场级的设备通过工业以太网交换机以星形拓朴连接方式通过PROFINET通讯协议与PLC之间进行数据交换。其中安全设备接入现场ET200S安全模块，然后通过PROFISAFE协议与PLC之间进行数据交换。总体总体配电架构配电架构公共控制配电公共控制配电380VAC380VACPDPPDP柜柜焊接配电焊接配电380VAC380VACWPDPWPDP柜柜插接箱插接箱插接箱插接箱NCNC柜柜焊接控制器焊接控制器MCPMCP柜柜ROBOTROBOT柜柜JBJB柜柜HMIHMI柜柜光栅复位盒光栅复位盒MCMC柜柜OPOP盒盒修磨器修磨器GBGB盒盒总体总体配电架构配电架构说明：1、动力电源380V 10%，三相，频率是50HZ。控制电源采用220VAC 10%和24 VDC 5%。2、工厂公共控制电源380VAC三相五线制接入线体PDP柜内，再由PDP柜分别给NC控制柜、MC伺服柜、MCP主控柜、机器人柜、修磨器等设备供电，MCP主控柜再将220VAC电源转换成24VDC供各HMI柜、JB中继箱、OP操作盒等柜使用。3、380VAC焊接电源母排通过插接箱连接至WPDP柜，WPDP柜再给线体上各焊接TIMER提供动力电源。系统组成包括：系统组成包括：WORK STATION工控联网系统，WPDP柜、PDP电柜、MCP主控柜、HMI操作箱、MC伺服控制柜、JB接线箱、OP操作箱、扫描仪复位盒等。工控联网系统：对所有焊接控制器TIMER 的数据集成，以达到自动存储备份、实时在线监测、可追溯为目的的。可实现如下功能：焊接参数的设定及修改，即通过工控机设定、备份批量导入每台控制器的参数 单机(工控PC)对局域网内每台TIMER 的自适应调试 每台TIMER 的实时在线数据传输备份或定时数据校对传输备份 生成可供查询的打点信息存储文件（含故障内容、波形参数、打点监视数据等）WPDP柜：通过插接箱从焊接动力母排取电，为整个控制区域提供380VAC的焊接电源，整个控制区域内的所有TIMER的电源均由该柜提供。PDP柜：通过插接箱从动力电源母排取电，为整个控制区域提供380VAC电源，为该控制区域内唯一的总的能量锁定点，线体上所有动力设备包括机器人柜，NC控制柜，MC伺服控制柜及MCP主控制柜的动力电源均由PDP柜提供。MCP主控柜：作为整个控制区域的核心柜内设置有PLC机架和本地IO、工业以太网交换机，通过网络总线（PROFINET和 PROFISAFE）与现场的其它网络节点（如机器人、安全IO、MC控制器和普通IO）进行通信，监控设备运行状态；MCP通过柜内开关电源模块转化为24VDC电源，提供给HMI、JB箱、设备总线、OP操作盒等元器件24VDC电源。1、触摸屏采用西门子IPC工业PC操作面板。2、触摸屏能显示当前故障信息及历史故障信息。当前故障信息画面只显示当前正发生的故障，历史故障画面能显示所有的故障，包括当前的及历史的，还具有历史故障清除功能。3、HMI有网络监控功能，能实时显示整个系统的网络状况。4、触摸屏通过EtherNet/IP与系统主控PLC通讯。JB接线箱：IO模块主要连接光栅、激光扫描器、机器人急停、工位操作箱、光栅复位合、机器人水复位合按钮指示灯信号。安全信号通过Safety I/O采集信号，安全继电器为工位的阀岛供电。GB盒：采用PLIZ一体式安全门盒，具有急停、安全开关、故障复位、整线再启动功能。OP操作盒：为人机交互工位的启动盒，当工作人员完成相应工作后，拍下启动按钮，允许机器人过来工作。操作盒上设有急停按钮以便紧急情况停止设备。LCB光栅复位盒：当出现非正常操作情况下误闯光栅区域造成设备故障报警，必须通过此复位盒进行故障复位。作业者在#1预装岗位放侧围#1上件抓手取件并放置在#1夹具上点定焊接#2上件抓手将轮拱及#1工件同时抓至#2夹具作业者在#2预装岗位放轮拱，加强件#2上件抓手取件并移至过渡夹具上#1下件抓手将轮拱放置在过渡夹具上点定焊接#2下件抓手将工件放置#3夹具上滚边机器人对后轮罩滚边作业#3下件抓手将工件放置下件口作业者在#1预装岗位放侧围#1上件抓手取件并放置在#1夹具上点定焊接#2上件抓手将轮拱及#1工件同时抓至#2夹具作业者在#2预装岗位放轮拱，加强件#1下件抓手抓取工件进行落地焊补焊1#2点定焊接补焊焊接2#1下件抓手将工件放至补焊夹具上#2上件抓手将轮拱及#1工件同时抓至#2夹具#2下件抓手抓取工件进行落地焊补焊1#2下件抓手将工件放至#3夹具上#3夹具补焊及后轮罩滚边#3下件抓手抓取工件进行落地焊补焊1#3下件抓手将工件放置下件口上10万产能工艺流程：20万产能工艺流程：马达（MC）控制夹具库切换系统描述：夹具库A夹具库B工作位（滑台）夹具库C夹具库D纵向移动轨道夹具库A滑台纵向移动轨道侧围夹具夹具库上的搬送机构通过销钉跟夹具对接横向搬送机构变频电机搬送机构伺服电机夹具库B1、滑台搬送机构与夹具库对接好2、夹具库的横向搬送机构将夹具横向推出到滑台上，横向搬送机构销钉缩回夹具快速换接头3、夹具送到滑台后，夹具下降，夹紧夹具，连接快速换接头（祥细定位形式见下一页）。4、滑台带着夹具纵向移动到工作位。每个夹具库配2个MC电柜，共需6个MC电柜；工作站转台与夹具库1共用MC电柜。滑台夹具定位描述：升降辊轮（4组，共8个气缸）6个夹具Z向定位面伺服电机滑台本体1、夹具通过4组升降辊轮将夹具导入。2、升降辊轮将夹具降下，夹具落在6个夹具Z方向定位点上3、XY方向的定位销伸出固定夹具XY方向4、滑台四端的夹紧气缸将夹具夹紧5、滑台与夹具快速切换接头连接 人机安全人机安全保护保护人机结合处，使用安全光栅或区域扫描仪对员工进出设备动作区域的位置进行安全保护。维修安全门使用安全门开关对进入机器人工作区域的维修人员进行保护。安全PLC对所有网络安全信号进行监视和控制，安全等级达到Pld3级。表示人机结合光栅防护10万产能时，安全光栅8套,区域扫描仪1套。20万产能时，安全光栅11套,区域扫描仪1套。电气设备分布电气设备分布HMI1HMI2PDP1PDP2MCP1MCP2WPDP1WPDP2MC4MC6MC3MC1JB1JB2JB3JB4JB5OP6LCB4OP5LCB3OP1LCB1OP3LCB2注：灰底黄字的柜体为预留WSGB2GB5GB6GB8GB3GB7JB6MC2MC5GB1GB4ZONE1ZONE2OP2OP4系统主要设备序号序号柜体名称10万产能万产能20万产能万产能1WORKSTATION12WPDP23PDP24MCP25HMI26MC67GB88JB69OP610LCB4注：以上为单侧围电气部品数量