柔性產線設計會很難嗎?
根據國內知名市場咨詢機構MIR數據顯示,柔性輸送系統的市場在過去的三年里保持著30%的增長。其中,代表性的就是貝加萊的ACOPOStrak,帶有分流/匯流技術的軌道系統。

圖1-ACOPOStrak柔性輸送系統可以實現分流匯流
但是,很多用戶會擔心這種系統會不會設計、編程、調試起來起來比較難?
相對于傳統的機械產線而言,柔性輸送系統本身就簡化了機械的復雜性,并且,像貝加萊提供的ACOPOStrak Designer,一種低代碼方式的產線設計、編排、測試的輕量化軟件。
工欲善其事,必先利其器
ACOPOStrak Designer

圖2-ACOPOStrak Designer用于設計軌道
ACOPOStrak Designer是一個與強大的ABB RobotStudio結合,用于創建、配置、測試ACOPOStrak系統的Add-in軟件。它允許用戶設計復雜的軌道系統布局、配置動子及他們的加載產品,定義負載。此外,它還可以根據圖形配置自動生成PLC程序,做到“所見即所得”,整個過程工程師實際所需的代碼量極低,即可將ACOPOStrak系統運行起來。
第一步
先創建軌道布局
設計一個柔性產線,第一步是布局,用戶根據產品的加工順序、機械規格等進行初期規劃,然后進入ACOPOStrak Designer進行數字化的布局與設計、仿真。

圖3-ACOPOS Designer設計軌道布局
ACOPOStrak Designer提供了各種軌道的控件,并可以通過拖拽的方式進行這種布局的規劃。工程師可以選擇不同的軌道規格段進行拖拽拼接。

圖4-不同的軌道布局
當然,可以把這些不同的軌道線并起來形成更為復雜的軌道線,如圖5一個大型的軌道線。

圖5-大型產線的布局也可以
工程師可以通過鼠標拖拽方式來在右側的組件表中進行產線的布局規劃。以進行物理實體的設計,設計軟件里已經內嵌了貝加萊ACOPOStrak的標準軌道、緊湊型軌道、動子、占地、其它實體的控件,并能允許自動獲得相關的參數(如長度、規格)。
第二步
動子運動的定義
柔性輸送系統核心就在于動子(或稱穿梭車,Shuttle)通過夾裝將被加工對象輸送至不同的加工單元。在第二步,我們就要為每個動子定義相關的操作:
動子的運動分為幾種情況,可以被配置:
①產線變更:動子允許產品高效快速的在不同線間切換;
②去除不良品:動子可以讓不良品離開組裝線,以確保其品質;
③并行運行:ACOPOStrak的分流與匯流,使得產品可以根據工序間負載變化來分流或匯流,以形成連續流。
④柔性路徑:避免生產流的瓶頸并優化生產過程,以獲得更為連續的流動-無等待、中斷。

圖6-動子的配置界面
動子的ID編號、負載參量(慣量)、運動所需的速度/加速度、停站時間、以及運動限制—為避免過程中的機械碰撞、空間干擾、以及工藝屬性而設計的運動限制。而動子群組則是關于他們如何被“編隊”,例如對于不同工站,產品成組的間距、數量差異,可以在這里進行配置。
第三步
過程工站的定義
當配置為軌道、動子,就可以定義工站—這樣動子就可以在各個工站之間運動。
ACOPOStrak定義了四種不同的工站,分別如下:
①ConstVelocityStation配置動子在該站點的速度及加速度限制
這個站點通常確保動子按照一個常速來運動于指定區域—它用于動子與工站的同步、高精度加工。另外,運動濾波器參數也可以被配置,以優化動子的運動—這用于改善精度和效率。
②StopStation定義一個動子在軌道上的精確定位后的停留—這用于動子必須在此停留用于加載和卸載被加工對象。這里的循環時間需要確保過程同步有效。
③MultiStopStation用于并行加工中的不同產品能夠在不同的動子上的同步加工。
幾個站需要同步工作,它旨在提高生產線的最大化效率。
④DecisionStation可以發送動子的產品到不同的目標站,這是根據產品的狀態。這對于那些需要根據產品的品質、狀態進行決策的—插入生產或離開,或再加工-它用于改善最終產品品質。

圖7-工站的配置
如圖7所示,這四種工站在系統里按照綠色(MultiStopStation)、藍色(StopStation)、青色(ConstVelovityStation)、紅色(DecisionStation)進行了標記。工程師可以直觀的看到每個工站的特點,并進行修改。
每種站點都有其特別的功能,例如限制速度、停止并與機器配合,或者基于狀態的決策,每個站點可以被優化,并使得其更為靈活。
第四步
導出到AS編譯
在完成軌道布局、工站配置、動子配置后,ACOPOStrak Designer可以提供導出,將這些命名(標簽)的軌道段、工站、動子以及加工中的動態參數,下載到Automation Studio。

圖8-ACOPOStrak Designer導出到Automation Studio
在Automation Studio中,關于軌道的任務將與其它的邏輯、軸控、機器人等進行耦合。以構成整個系統的運行。
第五步
系統仿真
同時,當整個軌道的布局、動子及工站配置下載到本地后,通過OPC UA連接的Automation Studio與ACOPOStrak Designer就可以進行控制邏輯與柔性產線的機電對象“協同仿真”。

圖9-ACOPOStrak Designer的仿機電仿真
在仿真系統里,系統的過程可以被清晰的呈現,一些非常有效的仿真呈現被設計:
① 顏色的工站標記:如前述,工站被配置為不同的顏色以便工程師可以看到他們的狀態。動子在其上的運動狀態也可以被呈現。
② 產品狀態:包括動子、虛擬產品均可被動態仿真,以顯示其流動過程;
③ 標簽組-每個軌道、工站、動子均被命名;
在仿真系統里,可以通過參數的變化,系統將為工程師進行最優的路徑、參數的計算,以獲得最高的生產效率。并且,ACOPOStrak Designer生成程序可以下載運行。
總體來說,ACOPOStrak Designer用直觀、低代碼/無代碼形式來讓工程師能夠快速地構建一個高效的柔性輸送系統。
軟件下載
下載ACOPOStrak Designer可以訪問貝加萊官方網站(中文),在右上角的“下載”里選擇Software\Simulation\Simulation Tools里即可,如圖10。

圖10-ACOPOStrak Designer的下載地址
ACOPOStrak Designer的學習,有非常直觀的在線課程,由貝加萊Academy提供,請聯系當地的業務人員,獲得賬號授權登錄。