在智能制造技術(shù)快速發(fā)展的浪潮中，安徽某知名線束制造企業(yè)率先啟動其汽車&家電線束產(chǎn)線智能化升級，積極引進(jìn)全自動線束機(jī)——通過伺服驅(qū)動系統(tǒng)、高精度模具及機(jī)器視覺檢測技術(shù)的協(xié)同，實現(xiàn)線材的自動送料、精準(zhǔn)裁剪（誤差≤0.1mm）、剝皮及端子壓接一體化作業(yè)。
01
項目背景與挑戰(zhàn)
在線束生產(chǎn)線中，需實現(xiàn)線束到位檢測、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控及操作人員安全防護(hù)—— 這一場景下，IO 模塊、傳感器、安全光柵的協(xié)同應(yīng)用成為關(guān)鍵。然而在產(chǎn)線運(yùn)行的過程中，企業(yè)發(fā)現(xiàn)原線束產(chǎn)線存在以下技術(shù)瓶頸：
1、產(chǎn)線存在多品牌產(chǎn)品混用問題，兼容性管控復(fù)雜度高；
2、控制柜空間受限，通訊模塊垂直安裝間距＜65mm；
3、電磁兼容性劣化，模塊受擾，無法向執(zhí)行機(jī)構(gòu)精準(zhǔn)傳輸信號；
4、線束直徑規(guī)格多樣，現(xiàn)有檢測方案存在漏檢現(xiàn)象；
5、客戶要求維護(hù)難度低、成本低，故障率低，確保高效生產(chǎn)。
02
解決方案
本方案采用標(biāo)準(zhǔn)化EtherCAT總線架構(gòu)，通過模塊化IO系統(tǒng)（常規(guī)一體式IO模塊EC8系列）與高精度傳感組件（圓柱型激光對射傳感器SPC-M12TL10MN+四級安全光柵STE5420NC01E）深度集成，為客戶提供"信號采集-邏輯控制-安全防護(hù)"一體化的完整解決方案。
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? 圓柱型激光對射傳感器：負(fù)責(zé)前端信號采集（如檢測線束是否到位、傳送帶是否空載），可精準(zhǔn)識別不同直徑線束（兼容±0.1mm精度），為系統(tǒng)提供高可靠性的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；
? 四級安全光柵：作為安全防護(hù)核心，實時監(jiān)測危險區(qū)域是否有人員闖入，一旦觸發(fā)立即輸出停機(jī)信號；
? 常規(guī)一體式IO模塊：作為“中樞節(jié)點(diǎn)”，接收激光傳感器與光柵的信號并上傳至PLC，同時精確執(zhí)行設(shè)備啟停、報警觸發(fā)等控制命令，實現(xiàn)完整的“檢測 - 判斷 - 執(zhí)行” 自動化控制閉環(huán)。
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當(dāng)激光傳感器檢測到線束到位后，信號經(jīng)IO 模塊傳輸至控制系統(tǒng)，觸發(fā)下一步動作；若此時安全光柵檢測到操作人員手部進(jìn)入危險區(qū)域，IO 模塊會立即切斷設(shè)備動力，確保人機(jī)安全 —— 三銘電氣的IO模塊、激光傳感器、安全光柵三款產(chǎn)品的深度協(xié)同實現(xiàn)了高效生產(chǎn)與安全防護(hù)的雙重目標(biāo)。
03
實施成效
1、常規(guī)一體式IO模塊EC8系列，體積小巧，高度僅有55mm，完美適配原有控制柜高度限制；當(dāng)線材經(jīng)過指定位置時，EC8-I32C模塊無懼電磁兼容干擾，穩(wěn)定實時采集SPC-M12TL10MN圓柱型激光對射傳感器、STE5420NC01E四級安全光柵、安全繼電器和復(fù)位操作按鈕的輸入信號，精準(zhǔn)識別線材到達(dá)指定位置，有效避免因信號延遲導(dǎo)致的生產(chǎn)卡頓或精度偏差，充分滿足精密線材加工場景中對實時性與穩(wěn)定性的嚴(yán)苛要求，確保復(fù)雜工業(yè)環(huán)境下數(shù)據(jù)零中斷、運(yùn)行零故障；
2、主站PLC對采集信號進(jìn)行邏輯處理后，通過EC8-O32N模塊輸出控制指令，驅(qū)動電磁閥、指示燈、電機(jī)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)對原材料線材進(jìn)行精準(zhǔn)裁線、剝線、壓端子動作，降低線材損耗率50%；
3、EC8-I16C-O16N混合模塊則同時處理安全門鎖信號和輸出氣缸控制指令，實現(xiàn)工位聯(lián)鎖，安全監(jiān)管。當(dāng)STE5420四級安全光柵檢測到有人員進(jìn)入線束機(jī)危險區(qū)域時，系統(tǒng)通過硬線急停回路和總線報警實現(xiàn)雙重安全保護(hù)，確保在2ms內(nèi)快速響應(yīng)，這種"硬件+軟件"的雙重保障設(shè)計，滿足PLe安全等級要求，實現(xiàn)人員接近時的瞬時停機(jī)保護(hù)，為操作人員提供全方位的安全防護(hù)。
本案例中，通過常規(guī)一體式IO模塊、激光傳感器與安全光柵的深度協(xié)同，客戶不僅避免了多品牌混用的兼容性難題，還打造出"檢測-控制-執(zhí)行"全閉環(huán)智能系統(tǒng)，降低了后期維護(hù)成本，整體生產(chǎn)效率提升60%。同時構(gòu)建了符合PLe標(biāo)準(zhǔn)的全閉環(huán)安全防護(hù)體系，安全事故率降至零—— 這正是三銘電氣成套解決方案為客戶創(chuàng)造的核心價值。
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