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经济、可靠，看研华机器手臂监测、预防保养之道 点击：464 | 回复：0



advantechchina

    
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发表于：2016-12-15 14:08:53
楼主
导语

为了提高生产效率与产品良率，越来越多的制造企业开始引进具有高效、持久及高精的机器人应用，例如汽车、面板、晶圆、金属、化工、塑料、食品等领域，工业机器手臂都在工厂内扮演着不可或缺的关键角色。然而，当数量众多的机器手臂被导入自动化生产作业流程时，设备突发故障却成为影响产能的一大隐患，特别是对需要24小时不停机生产的高科技厂商而言，任何一条生产线的停摆都将造成莫大的损失。因此，通过传感器来收集机器手臂信息以提前发现潜在问题已成为提升产能稳定度的重要一环。




预防性维护措施大多需要高速且大量地收集模拟信号，且还需进行高效运算、现场存储与分布式I/O配置，所以一般功能简易且封闭式的可编程自动化控制器（PLC）很难肩负如此重任；而机器手臂原厂的监管软件又价格昂贵，着实让制造厂商望而却步。所幸，据工厂实况，研华可通过PC-based的APAX系列可编程自动化控制器（PAC）与模块化的各类感测模块客制出符合厂端所需的机器手臂监测方案，同时还可以让现场收集的信息轻松地与厂商自行开发的厂务系统无缝整合，从而以具成本效益的方式达到实时监诊与预防保养的目的。



“健康”机械手臂重要性


对于高科技的面板制造业而言，玻璃基板重且易碎,机器手臂就成为其生产在线取放的得力干将，像全球知名的台湾面板制造业就在全台超过十座的工厂内，以六千支的机器手臂来执行搬运与传递物料等作业，但其维护保养一般都要等到机器手臂完全故障才会进行维修，或是等到年检时才会进行检修。这样的做法不仅无法充分掌握机器手臂的“健康”状况，且一旦突发故障，轻则使产线停止运转，重则导致产能不足而无法如期交货。因此公司开始寻找可预防无预警故障发生的设备监测解决方案，以便在异常状况出现时就立即安排检修，藉此优化机器手臂的使用效率并降低维护成本。
 
由于生产面板需要多达数百道的工序，目前公司每条生产线都安装了至少数十支的机器手臂，而机器手臂的异常状况可以经由比对发现征兆而提早预防，因此设备监测解决方案必须能高速采集每秒1000笔的模拟量信号以保证准确的记录设备状态。其次，由于所有收集来的现场信号需要回传至中控室进行监控管理与数据分析，为避免庞大的数据量长时间占用网络带宽，监测系统还必须扮演中继站的角色提供数据存储功能，以便让系统定时收集数据。再则，虽然工厂面积大且产线分散，但产线能额外容纳新设备的空间相当有限，所以分布式的数据采集与精简化的硬件配置也是本项目必须考虑的重点。


研华解决之道
研华以APAX-5000系列PAC控制器搭配模拟量输入模块与分布式工业以太网总线所规划出的机器手臂监测与预防保养解决方案，可满足这家面板制造企业高速撷取数据的需求。其中，所选研华的APAX-5580控制器曾在第十四届中国自动化年度评选中斩获2016年中国自动化创新产品奖,其内建Intel处理器的APAX-5580不但是一台可提供高效运算的工业计算机，也是一款可灵活整合各种I/O模块的控制平台，此外,通过12通道模拟量输入模块APAX-5017H来连接六轴机器手臂上的传感器（Current Transformer），APAX-5580可以将APAX-5017H模块收集来的模拟量信号暂存于内部硬盘内，而中控室的监测系统即可通过工厂内部网络并根据用户设定的时间（每隔五分钟或每隔十分钟）定时收集工业计算机内的数据，以详细的电流变化信息分析机械手臂是否有异常状况。

研华在设备监诊与预防保养领域拥有多年的丰富经验，并已为不少半导体与高科技大厂导入了相关的解决方案。以此面板制造企业为例，之前厂房内的机台监诊系统就使用了研华的方案，因此当该公司决定为机器手臂导入监测系统时也第一时间寻求研华的协助。在此套解决方案还在测试阶段之时，就曾精准的发现异常电流信号，不出几日机器手臂也确实出现无法正常运作的状况，因此让该面板制造企业更坚定的相信导入这样的设备监测系统有其必要性。此外,相较于因大量旧设备使用到无法维修导致花大钱换新设备的做法，通过预警系统所需的维护费仅占整组机器手臂更新不到一成的费用，这等同于让厂商省下了大笔的设备更新成本。目前该公司中科厂区的厂房已利用研华监测解决方案来监控超过300支的机器手臂，与此同时,该制造企业也在计划分批次在其他厂房内建置同样的系统以达到全面监测。



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