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機(jī)械臂+注塑安全協(xié)同！三銘電氣一體化方案成功部署某知名汽車零部件廠注塑車間

2025-08-21

在汽車零部件制造領(lǐng)域，注塑工藝的自動(dòng)化升級(jí)已成為提升產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的關(guān)鍵突破口。某知名汽車零部件制造商率先啟動(dòng)智能化改造，針對(duì)注塑車間高溫（模具表面溫度達(dá)120±5℃）、高粉塵等惡劣工況環(huán)境，創(chuàng)新性地打造了"全自動(dòng)送料-注塑-取件"一體化智能產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)能、質(zhì)量、安全性能三大維度的突破性提升。






01

項(xiàng)目背景與挑戰(zhàn)



盡管該企業(yè)明確了智能化改造方向，但在產(chǎn)線實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，企業(yè)發(fā)現(xiàn)要實(shí)現(xiàn)真正的智能化生產(chǎn)，仍需解決以下關(guān)鍵挑戰(zhàn)：


  • 信號(hào)傳輸延遲，存在安全隱患：在高粉塵工況環(huán)境下，信號(hào)采集系統(tǒng)容易被粉塵遮蔽，導(dǎo)致通信信號(hào)延遲，送料平臺(tái)、機(jī)械臂、注塑機(jī)節(jié)拍失步，運(yùn)動(dòng)軌跡重疊時(shí)易引發(fā)機(jī)械碰撞和安全隱患；
  • 同步作業(yè)存在安全隱患：當(dāng)取料位運(yùn)作時(shí)，機(jī)械臂處于同步運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，取料速度慢時(shí)存在安全隱患；
  • 抓取精度欠佳，產(chǎn)品品質(zhì)不穩(wěn)定：檢具吸取原材料不夠緊密，注塑時(shí)偏移導(dǎo)致產(chǎn)品飛邊問(wèn)題偏高；
  • 節(jié)拍速度滯后，產(chǎn)能難以提升：送料速度不穩(wěn)定，平均節(jié)拍45秒/件，現(xiàn)有產(chǎn)能僅800件/天；
  • 線纜隱患突出，運(yùn)維效率低下：機(jī)械臂執(zhí)行機(jī)構(gòu)與PLC之間線纜眾多，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中容易造成磨損、干擾甚至拉斷，嚴(yán)重影響生產(chǎn)安全和效率，且影響故障排查速度。





02

三銘電氣定制化解決方案



本方案采用標(biāo)準(zhǔn)化EtherNet/IP總線架構(gòu)，通過(guò)模塊化IO系統(tǒng)（密封型IO模塊MP5R-I16C-O16N+總線閥島VT10-MP-7V1-08）與高精度傳感器（SPM-100NC漫反射光電傳感器+安全光柵STS2820NC03EW）深度集成，實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂、注塑機(jī)和送料平臺(tái)之間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互，為客戶提供"安全防護(hù)-信號(hào)感知-信號(hào)采集與傳輸-邏輯控制-執(zhí)行"一體化的完整解決方案。各產(chǎn)品協(xié)作鏈路：



? 安全光柵（STS2820NC03EW）：作為流程啟動(dòng)的“安全開關(guān)”，有序防護(hù)，全程保障人機(jī)安全；

? 光電傳感器（SPM-100NC）：精準(zhǔn)檢測(cè)到位，為工序銜接提供可靠“感知信號(hào)”，確保動(dòng)作協(xié)同精準(zhǔn)；

? 總線閥島（VT10-MP-7V1-08）：執(zhí)行原料抓取動(dòng)作并輸出反饋信號(hào)，是“執(zhí)行端核心”；

? 密封型IO 模塊（MP5R-I16C-O16N）：作為 “信號(hào)中樞”，承接所有關(guān)鍵信號(hào)并同步分發(fā)，驅(qū)動(dòng)全鏈路動(dòng)作有序銜接。





03

具體實(shí)施步驟與成效



1、當(dāng)送料平臺(tái)到達(dá)原材料取料位(定位精度±0.1mm)與機(jī)械臂處于注塑機(jī)等待位（設(shè)備靜止?fàn)顟B(tài)）同時(shí)滿足時(shí)，上位機(jī)將安全光柵STS2820NC03EW切換至監(jiān)控模式（僅檢測(cè)，不觸發(fā)設(shè)備急停，允許人員進(jìn)入作業(yè)區(qū)域），并解鎖人工操作權(quán)限；作業(yè)人員完成原料放置后，按下“確認(rèn)”按鈕，上位機(jī)再將安全光柵切換為防護(hù)模式（檢測(cè)到遮擋立即觸發(fā)設(shè)備停機(jī)），伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)送料平臺(tái)沿精密滑軌運(yùn)行，SPM-100NC漫反射光電傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)到位信號(hào)并觸發(fā)后續(xù)工序。整個(gè)流程采用雙通道安全回路，確保人機(jī)協(xié)作安全，同時(shí)配備三級(jí)報(bào)警機(jī)制（預(yù)警/減速/急停）實(shí)現(xiàn)多重防護(hù)。




2、機(jī)械臂檢具搭載高性能總線閥島VT10-MP-7V1-08控制氣動(dòng)吸盤系統(tǒng)，采用壓力閉環(huán)控制實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)柔性抓取，精密吸附不跑偏；當(dāng)吸盤壓力達(dá)到設(shè)定閾值時(shí)，總線閥島通過(guò)EtherNet/IP實(shí)時(shí)輸出抓取成功信號(hào)至密封型IO模塊MP5R-I16C-O16N，密封型IO模塊同步將信號(hào)傳輸至機(jī)械臂控制器、上位機(jī)MES系統(tǒng)和PLC，觸發(fā)后續(xù)"翻轉(zhuǎn)-送料-退出"標(biāo)準(zhǔn)化動(dòng)作鏈，全程節(jié)拍控制在28秒內(nèi)，日產(chǎn)能大大提升。






04

方案核心價(jià)值總結(jié)




本案例中，通過(guò)密封型IO模塊、總線閥島、光電傳感器與安全光柵的系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)了多重核心價(jià)值突破：


  • 攻克惡劣環(huán)境痛點(diǎn)：客戶不僅成功攻克了高粉塵環(huán)境下的信號(hào)傳輸難題，保障設(shè)備在惡劣工況下的持續(xù)運(yùn)行；
  • 總線方案降本提效：相比傳統(tǒng)非總線架構(gòu)，大幅減少執(zhí)行機(jī)構(gòu)（如機(jī)械臂）與PLC間的連接線纜，既適配機(jī)械臂關(guān)節(jié)活動(dòng)對(duì)線纜的高柔性要求，又降低線纜磨損風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)簡(jiǎn)化故障排查流程（減少線纜故障點(diǎn)），顯著提升系統(tǒng)可靠性與運(yùn)維效率；
  • 構(gòu)建智能產(chǎn)線系統(tǒng)：構(gòu)建了"防護(hù)-感知-采集-控制-執(zhí)行"五位一體的智能產(chǎn)線系統(tǒng)，同時(shí)配置三級(jí)報(bào)警機(jī)制（預(yù)警/減速/急停）實(shí)現(xiàn)多重防護(hù)；
  • 實(shí)現(xiàn)量化收益：上述方案落地后，綜合運(yùn)維成本降低40%，整體生產(chǎn)效率提升56%，為客戶帶來(lái)直觀且顯著的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。


這正是三銘電氣針對(duì)行業(yè)痛點(diǎn)定制解決方案，為客戶創(chuàng)造的核心價(jià)值——以技術(shù)集成打破生產(chǎn)瓶頸，助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化、安全化的生產(chǎn)升級(jí)。



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