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改變汽車製造商競爭局面的技術

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汽車工業持續快速發展。消費者想要最新的功能和車型,而且車輛變得更加先進、連線能力更好,而且「更具智慧」,可以解決市場需求。這代表要定期更新,採用最新的汽車安全、燃油效率、效能、設計和選購配件。

汽車製造商必須獲得生產多種車型和改款所需的彈性和速度,才能滿足不斷變化的消費者需求。為符合這些需求,汽車製造商建置最新的智慧自動化技術。

北美的KUKA系統公司 (德國KUKA AG的據點之一)是一家國際供應商,提供汽車、航太、能源及工業解決方案領域的工程設計服務和彈性自動化系統。KUKA在汽車工業方面的產品組合,包括用於連接和裝配車輛車身的整個製造自動化系列產品。

從低階自動化的生產設施到高度彈性的製造系統(從製造個別組件到裝配完整車身外殼和附加零件),KUKA以自家專精自動化和半自動化車身生產為傲。

KUKA的首席工程師評估,用於汽車製造設施的標準自動化系統,大多已經有25年的歷史,而且超過15年沒有重大改善,但他發現有機會建立一個可以顯著改善汽車製造的系統。KUKA不斷尋找具備彈性、效率和成本效益的工業標準化替代方案。

將願景化為現實

KUKA希望開發一個可以大幅改變汽車製造的系統,並且可以為老舊系統帶來顯著優勢。KUKA的工程師希望創造一種可以真正創新顛覆的技術。當他們要將願景化為現實時,KUKA尋求MagneMotion的QuickStick HT獨立推車技術。

當KUKA的PULSE部門總監Kevin Laurence發現MagneMotion的QuickStick HT獨立推車技術時評論道:「我第一次發現有一種可以做為整合方案使用的產品。我們找到的所有其他產品都不具備必要功率,或是過於昂貴且不夠靈活的一次性設計。」

對於必須在不到一年的時間內完成專案的汽車工業而言,這些替代產品不是可行的選擇。QuickStick HT固有的易用性和彈性,讓KUKA可以配合其需求並在時間範圍內簡化解決方案的配置。

簡潔就是美

QuickStick HT是由線性馬達及各別驅動器所組成,使用內建的位置感測來個別控制軌道上的獨立載波。加速、減速、速度及位置皆可由程式控制。完成流程時,車身部分可以快速通過機器人工作站,而非以固定的速度前進。

工業應用的原則為「簡單就是美」。減少系統元件通常可實現更簡單的設計、更佳的效能,也更容易維護。與傳統的滾輪床及推車系統相比,第一代的KS PULSE系統將獨有元件的數量從200個減少至14個。效能提升也同樣令人驚豔。

幾年過後,頻寬和通訊協定有了長足進步ー新版具備改良的QuickStick HT功能(始於網路架構和通訊協定)所帶來的重大改進。

初始產品為固定線路式,並採用使用RS-422訊列的節點控制器。更新的產品具有相容乙太網路的節點控制器ー並可使用更多的網路頻寬。

Laurence表示:「固定線路式RS-422通訊有其限制,在我們的產業並不常用。我們最新的KS PULSE系統採用乙太網路EtherNet/IP為基礎建構,具備更多的功能ー並使用系統整合商所熟悉的通訊協定。」

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整合式安全控制減少元件數量

除此之外,雖然原始的QuickStick HT仰賴一個特定驅動器,但現在加入Allen-Bradley Kinetix 5700伺服驅動器技術。

Laurence表示:「使用公認的標準伺服驅動器,讓業界的整合商都能更容易使用我們的產品。這對改善學習曲線有非常大的助益。」

Kinetix 5700伺服器也具備內建的先進安全功能,包括安全扭矩關閉(Safe Torque-Off)功能。有了安全扭矩關閉功能,無須關閉整個系統即可切斷線性馬達的動力。因此設備可以用更安全的方式停止-而且能夠以更快的速度重新啟動。

Laurence表示:「為了在我們先前的解決方案中實現功能安全,我們必須增加各種元件,包括安全繼電器與接觸器,以及所有相關線材。因為整合式安全控制,我們降低整體系統的複雜度,並減少潛在的故障點。」

現代化的電源供應器

KUKA系統公司還獲得電源供應器和連線系統現代化方法的優勢。除了Kinetix 5700驅動器,QuickStick HT更新還包括相容Kinetix的電源供應器。

Laurence解釋:「我們最初的KS PULSE產品為了和全球電力標準相容,我們仰賴一系列不同的變壓器。每個變壓器都有獨立的零件號碼與線路圖。」

有了新的供電方法,KUKA系統公司不再需要用變壓器來適應不同的輸入電壓。公司僅須一個基本的標準版本,而不是多個零件和線路圖。

Laurence補充道:「有了我們面板現在連接的端子台,更換電線變得更加容易。因為連接器位於外側,所以我們的客戶無需打開外箱即可更換電線。」

簡化更多模組

更新後的KS PULSE軟體系統也配合系統的精簡硬體做出重大改進。

Laurence表示:「我們的軟體和新的使用者介面反映出硬體的簡化方法,以易於配置來設計。」

KUKA系統公司利用先進的技術和減少的設備需求,降低了各個層面的整合複雜度。

Laurence表示:「我們的目標,是要讓KS PULSE傳輸系統模組化的程度更高,更接近『隨插即用』。這個最新版本做到了這點ー並且為未來的改進奠定了基礎。」

給客戶的附加價值

Laurence說:「QuickStick讓KUKA為客戶提供革命性的完整解決方案,提高了所有的衡量準則。QuickStick速度快了一倍、零件只有原本的1/10、沒有外部定位裝置、使用的電力更少、平均故障間隔(MTBF)更長,同時平均維修時間(MTTR)大幅縮短,而且彈性更高。這些是我們的客戶衡量我們的主要考量,而我們的每個項目都達到他們的要求。」

透過最新更新,QuickStick智慧型輸送讓KUKA可為汽車工業的客戶提供他們所追求的突破性統包解決方案。

KUKA PULSE具備採用乙太網路EtherNet/IP的強化通訊、簡化的安全配置、簡化的供電方法和連線系統,而容易使用的軟體和介面讓配置更加輕鬆ー協助汽車製造商獲得生產多種車型和改款所需的彈性和速度,以滿足不斷變化的消費者需求。

被問到對未來的願景時,Laurence表示:「我相信KUKA PULSE利用MagneMotion的QuickStick技術,最終將會打入所有的修車廠。

PULSE提供勝過傳統設備的優勢,到了令人難以置信的地步。就我個人的觀點,自從製造區域導入機器人以來,汽車製造還沒有更重大的突破。」

主題: Automotive & Tire
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