汽车制造中的先进安全技术--控制网



汽车制造中的先进安全技术
企业：控制网 日期：2009-05-11
领域：工业无线 点击数：859
    对于中国的汽车行业来说，2008年是经历了大喜大悲的一年。年初，中国的汽车行业延续了2007年高增长的神话，2008年1季度，汽车销量增速高达21.4%。但从2008年2季度开始，月度销量增速显著回落，8月份则出现42个月以来的首次同比负增长，11月份销量更是同比下滑14.6%。中汽协报告显示，2008年全年汽车产销934.51万辆和938.05万辆，同比增长5.21%和6.70%，增速分别同比回落16.81%和15.14%。乘用车产销673.77万辆和675.56万辆，同比增长5.59%和7.27%，分别比上年同期回落16.35%和14.41%;商用车产销260.74万辆和262.49万辆，同比增长4.24%和5.25%，分别同比回落17.97%和17.00%。这组数据非常清楚的告诉我们，由金融危机对汽车行业造成的影响已经开始显现。

    同时，面对全球性金融危机对国内汽车行业带来的影响，中国政府及时出击，提出了4万亿的经济刺激方案，从基础设施建设和农村建设入手，拉动经济的增长，带动汽车行业尤其是商用汽车的消费。之后国务院通过了汽车和钢铁产业调整振兴规划，推出了一揽子刺激汽车消费的方案。如：燃油税改革、小排量车购置税减免计划、汽车下乡计、支持自主创新和技术改造、推进汽车产业重组等方案。

    种种举措给中国汽车制造业在沉重中带来了一线光明，但能否抓住机遇，在艰难的市场环境和激烈的市场竞争中取胜，提高效率、保证质量也是重中之重，随着产能的不断提升，厂商对设备自动化的要求越来越高，机器和设备也越来越复杂、速度也越来越快，而随之产生的是不容忽视的生产安全问题。

    众所周知，现代汽车的制造分为冲压、焊装、涂装和总装四大工艺，再加上动力总成就组成了整车生产的五个密不可分的生产流程。首先机器人的使用，大大提高生产率，但也使得生产环境更加危险。机器人动作预设程序复杂、机器手臂的力量大，对处于其周围的人的安全威胁也相对大。其次汽车车身、底盘等金属壳体大多都是机器冲压而成。目前最多使用的是油压机自动化生产线，在这些机器周围，因为危险而受到伤害的程度是非常严重的。在焊接场所，无论焊接机器人，还是手工焊接，人的视觉疲劳、长时间的重复劳动，都容易增加生产事故。加上机器人在四周运动发出的“吱吱”声，呼啸的动作，都对人的心理造成压力。在总装和涂装线上，受碰伤、切伤、挤压的可能性都很大。在发动机制造工序，数控机床、铣床的使用，追求效率和在生产成本的驱使，高速刀具、换刀架，高加速度的机床设备，对操作人员的威胁越来越多。因此，厂商对这些机器的安全要求也越来越高。我们既要能够保证安全、可靠性，又要保证灵活、易维护性。 

    随着汽车制造业的飞速发展，先进的汽车制造技术中的安全技术也得到了长足的发展，本期行业自动化即向各位读者介绍欧姆龙和邦纳在汽车制造安全技术方面的最新见解。

欧姆龙自动化(中国)有限公司安全产品汽车行业推广经理   张俊波

1    贵公司在汽车制造行业发展情况如何？ 

    OMRON 安全产品各大汽车工厂均有广泛应用。欧姆龙于2005年收购了美国最著名的安全产品制造商STI，将其的产品与OMRON 原有安全产品有机整合，使欧姆龙一举成为具有最长最全产品线的安全产品供应商，从而可通过丰富的产品组合为用户的各个生产环节提供最佳的安全解决方案，兼顾安全、效率、成本控制，因而得到各大用户的认可。特别是在汽车行业这一自动化集成程度最高的行业，机器设备相当复杂，机器的危险程度也相对较高，需要根据工艺不同，以安全为原则，兼顾效率，按一定的成本设计最合适的解决方案，而OMRON安全理念正对应这些要求，在汽车行业得到广泛的欢迎。

2    贵公司主要提供哪些针对汽车制造行业的安全产品或解决方案？应用于哪些方面的控制？

    针对汽车制造中冲压、焊接、涂装、总装、动力总成五大生产环节，OMRON都有相应的解决方案.OMRON的安全产品包括三大类:1安全开关类(包括安全限位开关,安全门开关,安全非接触式开关):2安全传感类(包括安全光幕,激光扫描器,安全垫,安全触边等) ; 3安全控制类(安全继电器,安全继电器单元,安全网络等)。 在冲压、涂装工艺中，安全光幕、安全门开关、安全继电器应用较多。而焊装、总装工艺是安全产品应用最多的环节，涉及到的安全产品包括激光扫描器、安全光幕、安全垫、安全门开关、安全继电器等等。 在总体控制上为了适应当前省接线、省空间、灵活的系统构筑的发展需求，欧姆龙推出安全DEVICENET，实现了安全PLC和控制PLC之间简便的数据交换（只需IO分配），从而使设计时间得以短缩、调试时间得以短缩，使控制系统安全性和生产性两者兼得。

3    请提供一个贵公司最新安全产品或解决方案在汽车制造中应用的成功案例。

    在车轴组装工艺的等速接合组合生产线中，存在机器人示教作业中被机器人撞倒，向自动机投入取出工件时被X-Y机器人撞到等危险，需要应用大量的安全产品，从而带来安全回路布线复杂、控制柜尺寸过大等问题，而利用开放的网络安全DeviceNet网络，可使机械控制PLC、机器人控制器、通用从站等可在同一网络上设置，实现安全控制和机械控制的混合运用。 

安全回路省布线

    生产线很复杂，特别是机器人和自动机之间的安全互锁需要使用大量的多芯线（硬接线）。而通过安全DeviceNet,设备间的连接线全靠DeviceNet主干线，机器的接线变得方便，从而大量减少安全回路布线。

控制柜尺寸最小化

    自动机设备的规模很小，控制柜的设置空间很小。而通过安全DeviceNet网络，用一个NE1A控制器可以替代之前6个继电器单元，从而大大缩小了控制柜尺寸。

4    您对汽车制造业中安全产品、技术、应用的未来发展趋势有何看法？

    汽车企业一直在不断引进新技术，不断为员工创造更人性化的工作环境，同时也需要控制成本。那么安全产品的未来发展：(1)需要丰富的满足各种场景的解决方案，从单一简单地构成到复杂的安全回路，需要监视分散的安全设备，容易地实现生产线的变更/改造，符合国际标准，不影响工作效率是一个非常关键的因素。(2)对人文关怀将更加体现，以前靠人工搬运焊接逐渐向机器人专用设备过渡，逐渐减少人动作的力度和幅度，从传统平移产品，到立体旋转(如右图)，对于安全的要求就更高了，要能满足这种变化。(3)成本控制也是一直不变的话题，安全产品的价格需要通过不断跟新改进产品降低成本来适应汽车行业的发展要求。

美国邦纳工程国际有限公司安全产品经理   朱靖峰

1    贵公司在汽车制造行业发展情况如何？  

    BANNER一直以来就非常关注汽车行业的发展及产品在相关工艺的应用，在北美和欧洲市场都有非常多的产品在应用。对于大陆市场，我们已经与各大汽车制造商、该行业的主要系统集成商及重要零部件供应商都建立了联系，特别是自07年BANNER中国汽车行业部门成立以来，BANNER产品在该行业拓展迅猛。

2    贵公司主要提供哪些针对汽车制造行业的安全产品或解决方案？应用于哪些方面的控制？

    目前针对与汽车行业BANNER主要提供安全光幕、双手控制系统、安全模块、安全门锁、安全控制器以及安全拉绳、急停按钮等产品。

    具体应用：目前汽车整车生产线，依据主要工序可分为冲压、焊接、总装/涂装、发动机四大环节。冲压线虽然目前多为自动化生产，但有时还会有些特殊件需要人工去冲压，或者部分机器出现故障需要单机运行，压力机的进出料位置都需要安全光幕保护，同时还需要双手操作台控制，周边还需要辅助的区域防护装置。对于焊接线上机器人大量使用，需要用安全光幕做区域防护，同时辅助机械安全门的防护。总装/涂装线上最基本的应用就是MUTING功能的模块及安全光幕构成入口防护，同时装配线上机器人大量使用，也需要采用安全光幕防护和机械安全门（加装安全门开关）防护。发动机生产线由于数控机床的大量使用，对机床的防护要求比较高，安全光幕、安全模块、安全门锁、安全控制器以及安全拉绳、急停按钮等均有使用。

3    请提供一个贵公司最新安全产品或解决方案在汽车制造中应用的成功案例。

    冲压生产线安全光幕和双手操作台的成功应用。

    特别介绍双手操作台，BANNER的双手操作台是采用BANNER的专利产品光电按钮作为主要构成取代以前机械式按钮，再附以BANNER的急停按钮、独特EZ-LIGHT指示灯、急停模块、双手模块构成的一个系统。

    BANNER双手操作台特点：

    BANNER独有的专利产品

    直接替代机械式按钮的双手操作台

    符合人体工程学

    消除频繁操作的手指或手掌疲劳

    寿命极大延长

    减少由于机械按钮故障的停机时间

    独特的EZ-LIGHT三色指示灯指示工作状态

4    您对汽车制造业中安全技术应用的未来发展趋势有何看法？

    安全产品最常用的场合就是在汽车制造行业及与其相关的产业，汽车行业的安全产品的应用占据了整个安全产品市场的60%以上，在中国市场应该还会高于这个比例。随着汽车行业的发展，生产技术的不断进步，汽车制造业对安全产品的需求也是越来越高，不在局限于使用安全按钮、安全地毯、安全开关、安全继电器、安全光幕、安全镭射扫等这些元器件构成单独的小的安全回路，个人认为安全技术将向系统化、网络化发展，随着很多公司安全总线及安全控制器、安全PLC的推出，这种趋势也是越来越明显，同时除了安全的检测元器件和安全的控制元件，对于安全的执行元件也在不断发展，如现在有安全的伺服机构等。 
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