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科堡市Kaeser压缩机厂在2007年时与Fibro GSA自动化技术公司共同生产制造了一条长达30m的自动化生产线。这条生产线的安全控制由SPS可编程序控制器系统进行掌控，其中使用了大量由Jokab安全技术公司生产的防护门传感器，能对生产线的防护门进行监控。这一安全系统明显地保障生产顺利进行，且降低电缆布线费用，提高了维护保养性能，使仓库物资管理一目了然。
Kaeser压缩机厂在生产时将同一批次的零件一次性放到生产线料仓中。龙门式拐臂机器人不仅能按照控制系统的要求操作，并能根据生产过程中的轻重缓急从生产线的毛坯库中取出零件毛坯，放入加工机床中。加工后的产品又被整齐的排列在生产线的成品库中。在完成一个品种及批次的加工后，产品会被全部运走，再开始下一品种及类型的零件生产加工。生产线所采用的是由Jokab安全技术公司研发设计的新型安全保护解决方案，该解决方案具有很高的可靠性。
GL30和GL 60龙门式拐臂机器人皆由Firbo GSA自动化有限责任公司研发生产，其中包括机械手在内，其有效承载重量可达60kg，能够实现六坐标自由度的空间运动（图1）。它将线性运动控制系统与现代化六轴机器人技术的优点集于一身，在极为紧凑的结构下提供了最大运动空间和自由度。由于采用六坐标拐臂，使其能完成所有工作任务，其自动化控制系统能在有限的空间内指挥拐臂式机械手完成复杂运动轨迹。根据使用时工作范围的大小，机械人既可以侧置于龙门架上，也可以吊装在龙门架横梁下方。 （图片）
图1 David Wilder先生与Tobias Blickle先生正调试由Firbo GSA自动化公司
生产的GL 60型龙门式机器人，这一六轴拐臂机器人能够抓取60kg负载完成复杂的运动过程 Kaeser公司是首个在高精度零件自动化加工中采用这种自动化配置方案的企业。该方案的关键在于安装在直线运动距离为24m线性龙门上的侧置的GL 60型拐臂机器人（图2），该机器人可在长达70m的Quick Guard E生产线上运动。机械手抓取的工件重量为45kg，拐臂最大伸长长度为2m，具有很高的重复精度。（图片）
图2 利用GSA自动化技术公司生产的GL 60龙门式拐臂机器人能够在
Jokab安全技术公司生产的长达70m的Quick Guard E生产线上运动 干净的机床上下料
由于龙门式拐臂机器人能够在狭小的范围内实现机械的上下料动作，因此Kaeser压缩机公司技术也可以在加工机床中使用，完成传统龙门式机器人至今无法从上方进行加工机床上下料的任务。龙门式拐臂机器人既能够承担原来手动单一上下工件的任务，也能在生产线中完成毛坯与产品的上下料任务。这种灵活性是依靠Docking系统来实现，也可实现自动化机械手的手指更换，从而保障了零部件上下料的灵活性。工件整齐的摆放在设备的料库货架上。机器人将工件从料库货架上取下，装夹到机床卡盘上。经过多道工序加工后，零件已经完全加工完毕，被放入成品库货架上。若毛坯料库中的所有零件毛坯都被取出，或成品库中的货架都已摆满成品零件，机器人则自动从机械手库中更换好下一个零件适用的手指，完成机械手的更换。
金属加工机床的上下料可以按照上下料的要求和重要程度进行控制；从而可以在不同类型成品的生产中，以及在机床加工时间上有着很大差异的生产加工过程中都实现最大生产能力。可利用特殊专用工位来实现零件的上下料，且不会在工件上下料时带来粉尘污染，这是由于机床控制系统能够识别尘土是否存在，并及时予以清理。
保护范围有明确界限
整条生产线被划分为几个不同的安全保护范围：这些不同安全等级的范围可以在连续生产的过程中由操作者根据生产要求进行拆分，从而可在不中断自动化生产的情况下排除生产线故障。操作人员可以通过防护门上的直接与AS-i安全系统连接的开关按钮进入到防护门内。当机器人离开防护区后，气动控制制锁销对防护门进行机械锁止，防止机器人再次误入；防护门的开启和机器人的进入皆由安全保护SPS Pluto可编程序控制系统进行确认。
不仅是防护门的开关，制锁销的终点位置监控与机器人定位等也都由As-i安全保护系统的安全保护传感器通过数据接口直接向安全保护SPS可编程序系统发送信息。这种控制方式的优点是在生产线满负荷或空载时可方便地进行新产品生产的准备工作，从而将生产线调整时的停机辅助工时降低到最小程度。由于使用了Jakab安全技术工时的Pluto安全保护SPS可编程序控制系统，系统所需硬件数量也明显减少；另外，系统还提供了更高的使用灵活性，提供为后续应用控制能力的空间。
AI安全防护系统易于拆卸
成组使用的非接触式传感器Eden是由主动式发送电气信号的零件和被动式作为确认的零件两部分组成。在发送和接收元器件间加大的安装公差使其定位安装变得更加简单。传感器的开关控制距离为0~15mm，并且工作过程无磨损且免维修（图3）。借助其独特的信号输入输出方式，使一个安全保护SPS可编程序控制系统能够最大程度地携带150对传感器进行安全接口动作。
位于Hassmerheim市的FIBRO GSA自动化技术公司具有220名职工，公司为世界各地汽车生产与金属加工机床领域的用户提供设计和生产自动化系统。作为自动化技术系统供应商，FIBRO GSA公司不仅提供整套符合用户特殊需要的解决方案，同时也提供标准化的自动化模块部件。
FIBRO GSA自动化技术公司获得了DIN EN ISO 9001:2000质量体系认证，以及扩展的VDA 6-4和ISO 14001环保标准可以证明公司生产的成品具有着很高的质量水准。近30年来，整个欧洲及海外市场中已经有30000多套自动化仪器设备、工业机器人和基于模块式结构的设备被安装并使用。近几年，公司又在可靠的安全保护领域中进行钻研，其研发的成果满足了严格的环保规定要求。这些大批量生产的成品有着几个不同的规格等级，传送承载能力可达到3150kg，运行速度高达6.5m/s，运送距离可达30m。
由于生产设备在使用过程中会因生产布局的调整而搬迁，或随生产任务的增大而扩建，因此易于拆卸的安全防护门非常重要。因此，Jokab安全技术公司又向市场推出了一款名为Quick Guard E的铝合金防护栅栏系统。其具有已申请专利保护的栅栏制锁系统，这是一种用U型型材制作的防护栅栏。利用此全新的栅栏制锁技术可以很方便地将栅栏支柱固定好，无需水平支撑杆，也可以利用简单的剪切工具将栅栏剪切到所需的长度尺寸，剪切好的栅栏能简单装配起来，也可以按照45装配。（图片）
图3 电子终点位置传感器的开关控制距离为0～15mm，由于其具有
较大公差能够补充平衡装配时的位置误差，因此装配非常简单 AS-i系列Pluto模块将传统的AS-i主控模块与AS-i安全显示功能结合于一身；其既能对安全保护节点进行监控，同时能对控制仪器的输出端进行监控；共计可以对31个安全与不安全的控制节点进行安全保护。系统也允许使用传统AS-i主控设备进行监控。一条Pluto CANbus总线系统可以连接32个AS-I Pluto或其他Pluto SPS可编程序系统的执行元器件。
Pluto AS-i模块能读取其他Pluto模块或其他事故保护仪器设备通过总线系统发送来的信息。整个安全系统可以利用编程工具Pluto Manager，根据预先编制好的安全保护功能块编制安全保护程序。每一个Pluto AS-i模块带有13个输入输出端口。其中4个是模拟式的安全信号输入端。由于使用AS-i总线系统，因此其与传感器间的布线连接非常简单，大幅度降低布线费用（图4）。（图片）
图4 Pluto AS-i安全保护SPS可编程序控制系统与Profibus DP网关（左侧）配套使用，
结合多级扩展继电器BT51，能够明显降低电气布线的费用 多功能继电器
在安全控制系统中使用的Pluto B46-6型SPS可编程序控制器仅有90mm宽，可满足用户提出的紧凑型多输入输出端口安全保护SPS系统的要求。其共有46个输入输出端口，其中6个是独立的安全信号输出端。另外，16个输入输出端口可以由用户选择使用，24个输入端可用于事故安全防护仪器和其他传感器。
通过利用一个网关，可在Pluto网络和其他网络间传送信息，例如与Profibus DP、CANopen、DeviceNet和Ethernet交换信息（图5），也可形成一个大型系统。（图片）宽度仅有22.5mm的BT 50和BT51T型安全保护继电器是与安全保护仪器设备连接的接口，例如紧急停开关连接的接口可按输出需求进行扩展。利用四个复式常闭触点作为安全输出及测试输入，完全内部监控与通过跳线选择0~1.5s延时，使BT51T成为强大的继电器。其测试输入端用于对接触器或电磁阀的断电及再次吸合的监控，保障了元器件再次启动的可靠性。测试输入也可用于设备启动，用于对启动按钮的监控。当机床设备在软件系统的控制下进行柔和制动时，四个安全输出端可用于启动延时的控制。
图5 带有Profibus DP网关、安全保护SPS可编程序控制系统
Pluto AS-i和大量AS-i元器件的总线系统框图
11/4/2009
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