為了在寶馬3系列車身組裝的工作分配上保持最大限度的靈活性，寶馬公司和西門子公司逐漸形成了量身定做的自動(dòng)化輸送系統(tǒng)概念。借助于SIMATIC電源導(dǎo)軌信號(hào)放大器和安全 的PLC技術(shù)支持，這家位于巴伐利亞的汽車制造商能夠隨意 使用一套保障未來安全的輸送帶系統(tǒng)，而且將可以應(yīng)用于未 來兩代的汽車車型上。位于慕尼黑的寶馬汽車生產(chǎn)一廠出產(chǎn)寶馬3系列轎車，擁有員工達(dá)11，000名。該廠實(shí)行兩班制，每天大約有800輛汽車下線。
在對(duì)公司總部(其建筑外型象征一部四缸引擎)附近的廠房進(jìn) 行現(xiàn)代化改造與擴(kuò)展過程中，一種新型的滑軌輸送帶系統(tǒng)已 于2003年底/2004年初安裝在寶馬3系列車身組裝生產(chǎn)線上。憑借這種全新的系統(tǒng)，寶馬公司將能夠適應(yīng)未來的車型要求。
車身組裝車間安裝了寶馬3系列的全套內(nèi)部系統(tǒng)。組裝工作 大部分在運(yùn)動(dòng)之中進(jìn)行。而在自動(dòng)安裝汽車頂蓬，駕駛員座 艙和車窗過程中，車身保持靜止。兩名人員專門負(fù)責(zé)一輛汽 車組裝的每個(gè)步驟。在工作過程中，他們沿著組裝生產(chǎn)線進(jìn)行檢查，然后再返回到起始點(diǎn)。這條長約800米的組裝生產(chǎn) 線上大約有500名工作人員在進(jìn)行操作。
這套輸送帶系統(tǒng)包括146個(gè)鉸接的推動(dòng)托盤。由于慕尼黑工 廠位于一個(gè)"歷史沿襲下來"的特殊地理位置，因此，只有采用一種折衷靈活的解決方案才行。這些平臺(tái)都沒有安裝自己的驅(qū)動(dòng)設(shè)備，但通過沿組裝生產(chǎn)線分布的側(cè)面磨擦驅(qū)動(dòng)設(shè)備加以推動(dòng)。絕對(duì)值編碼器同時(shí)監(jiān)控102部驅(qū)動(dòng)設(shè)備的精確同步，并防止托盤之間產(chǎn)生縫隙。
在組裝過程中，這一全新的組裝生產(chǎn)線需要在線上的任何位 置都能對(duì)車身高度進(jìn)行調(diào)整，以確保在符合人機(jī)工程學(xué)的最 佳位置上完成組裝工作。因此，每一個(gè)托盤都帶有一個(gè)升降 臺(tái)，車身最大限度可以被提升80公分。
同時(shí)，根據(jù)寶馬汽車公司的一項(xiàng)重要的生產(chǎn)計(jì)劃要求，在每個(gè)平臺(tái)任意定義的一個(gè)點(diǎn)上都能對(duì)12伏的測試電壓進(jìn)行安 全地開關(guān)轉(zhuǎn)換。在組裝時(shí)，將對(duì)駕駛員座艙的車載電子設(shè)備 和喇叭進(jìn)行測試。由于沒有安裝電池，因此，必須從外部提供12伏電壓。在諸如安裝安全氣囊的敏感區(qū)域，必須能夠 可靠地切斷電壓，而不必在組裝部分進(jìn)行永久性布線。
每個(gè)推動(dòng)托盤都有一個(gè)帶CPU IM 151的SIMATIC ET200S外部接口，既可以用作SIMATIC S7-400總控器的從站，同 時(shí)也可用作平臺(tái)上的一個(gè)主站，以便驅(qū)動(dòng)車身和絕對(duì)值解 碼器的升降機(jī)構(gòu)。托盤通過電源導(dǎo)軌信號(hào)放大器與SIMATIC中央控制器連接，它們通過集線來可靠地傳輸PROFIBUS信 號(hào)。升降裝置也可以通過這種方式在操作中的任意位置進(jìn)行單獨(dú)設(shè)置。
整個(gè)工廠根據(jù)STEP7進(jìn)行配置，并由2部SIMATIC S7-400s 進(jìn)行集中控制。工廠的可視化操作使用WinCC進(jìn)行編程， 從而使得工廠能夠展現(xiàn)不同的細(xì)部特點(diǎn)-對(duì)每個(gè)托盤上 的二進(jìn)位編碼器狀態(tài)進(jìn)行總體瀏覽。通過掃描辨識(shí)標(biāo)記 可以確定每個(gè)托盤的確切位置。作為一種中央現(xiàn)場總線， PROFIBUS DP可以提供控制器與外圍設(shè)備之間的可靠通信。 使用proTool/Pro進(jìn)行組態(tài)的SIMATIC Multi Panel MP 270B 設(shè)備可以用作局部的手工操縱設(shè)備，并且允許方便地分布式 訪問輸送帶系統(tǒng)。
因?yàn)槊總€(gè)托盤具有獨(dú)立的智能性，而且可以經(jīng)由電源導(dǎo)軌信號(hào)放大器來實(shí)現(xiàn)通信，因此，工廠在工作周期內(nèi)具有最大的 任務(wù)分配靈活性。這意味著一條生產(chǎn)線可以同時(shí)生產(chǎn)幾款車 型，并且可以連續(xù)饋送新的車型。
車身運(yùn)輸器包含一個(gè)感應(yīng)式Moby數(shù)據(jù)載體，這樣可以在任 何時(shí)候?qū)嚿砑右员孀R(shí)。對(duì)于寶馬汽車公司的生產(chǎn)控制、文 件管理和質(zhì)量保證來說，這都是一個(gè)相當(dāng)重要的環(huán)節(jié)。
避免偏移
寶馬汽車公司將平臺(tái)上的組裝員工的人身安全問題始終放 在第一位。其單個(gè)元件之間并未彼此連接，以確保單個(gè)托盤 不會(huì)產(chǎn)生偏移和危及人身安全。即使托盤在移動(dòng)過程中僅僅 偏移幾毫米，輸送帶也將自動(dòng)停止運(yùn)行，從而避免造成人身 傷害。
為此，絕對(duì)值編碼器將不斷對(duì)每個(gè)托盤的位置進(jìn)行掃描。以 安全為中心的SIMATIC控制器SIMATIC S7-416F設(shè)備負(fù)責(zé)不 斷地監(jiān)視光柵、防護(hù)門、托盤傳感器和緊急制動(dòng)開關(guān)，并且在必要的時(shí)候可以在幾百毫秒之內(nèi)關(guān)閉設(shè)備。
本地化安裝的手控 HMI裝置，可以使用 SIMATIC MP270B來實(shí)現(xiàn)分布式HMI和緊急制動(dòng)功能。來自市場領(lǐng)先者的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)輸送帶系統(tǒng)的自動(dòng)化僅是整個(gè)生產(chǎn)組合方案的一個(gè)環(huán)節(jié)而 已，其中，西門子公司已經(jīng)開始接手從車身組裝到通過 六個(gè)單元進(jìn)行傳送的寶馬 3 系列整個(gè)生產(chǎn)進(jìn)程的自動(dòng)化。 SIMATIC的全集成自動(dòng)化優(yōu)點(diǎn)可以在此大顯身手。系統(tǒng)界面 實(shí)現(xiàn)了最小化，并且獲得了同質(zhì)化的控制架構(gòu)。寶馬汽車公
司結(jié)構(gòu)規(guī)劃負(fù)責(zé)人Jakob Wersching解釋說，"單一單元的自 動(dòng)化本身已經(jīng)是一項(xiàng)復(fù)雜的任務(wù)，而使六個(gè)生產(chǎn)單元互相協(xié) 調(diào)且不出現(xiàn)重大疏漏問題，這在一個(gè)非均質(zhì)的自動(dòng)化環(huán)境之 中幾乎是不可能實(shí)現(xiàn)的。"
確保未來兩代車型的生產(chǎn)效率
寶馬汽車公司提供的設(shè)備實(shí)用性達(dá)99%。在工廠投入試運(yùn) 行之后的六周之內(nèi)，沒有出現(xiàn)任何大的故障。其中一項(xiàng)原因 就是，這些寶貴的經(jīng)驗(yàn)來源于在Lohhof寶馬汽車生產(chǎn)廠的安裝測試，而在測試之中使用了30個(gè)滑動(dòng)托盤。之后，這 些經(jīng)驗(yàn)被運(yùn)用到了慕尼黑的這家工廠。
寶馬汽車公司相信，生產(chǎn)線上全新的人機(jī)工程學(xué)理念能夠?yàn)?員工創(chuàng)造理想的條件，從而將員工的能動(dòng)性用于提升生產(chǎn)效 率。
通過電源導(dǎo)軌信號(hào)放大器的轉(zhuǎn)換，可以實(shí)現(xiàn)組裝周期分配中 的最大靈活性，從而確保能夠根據(jù)生產(chǎn)需求迅速做出反應(yīng)， 同時(shí)也確保了寶馬汽車公司能夠經(jīng)受得起未來車型的沖擊。 慕尼黑工廠的新型滑軌輸送帶系統(tǒng)將為未來兩代汽車提供"輕松自如的車身輸送過程"。
西門子自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán)工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)部
