總裝車間的分布式驅(qū)動一體化解決方案

在奧迪（AUDI）德國的生產(chǎn)基地Ingolstadt，采用了具有高度柔性，高度自動化的生產(chǎn)線來制造A3 A4 A5 A6 Q5等多種車型。在車身車間和總裝車間，懸掛式輸送機(jī)用于確保大型的底盤零件等物料的輸送能夠有效進(jìn)行。為了滿足這一要求，奧迪采用了倫茨(Lenze)專為其定制的驅(qū)動和自動化解決方案。
在奧迪Ingolstadt工廠，車身車間較低的一層，是屬于機(jī)器人的工作區(qū)域，該區(qū)域由保護(hù)光柵和人行橋來進(jìn)行隔離，機(jī)器人手臂將懸掛式輸送機(jī)運(yùn)送來的部件進(jìn)行組裝與焊接。超過800個懸掛式軌道從沖壓車間裝載不同車身內(nèi)外部零部件，輸送至車身車間進(jìn)行焊裝，整個輸送系統(tǒng)的總長度超過了7公里。輸送機(jī)將這些部件運(yùn)送至臨時儲存點(diǎn)，然后再送至兩條生產(chǎn)線上的焊接站。部件的運(yùn)送要求懸掛式輸送機(jī)有足夠精確的定位。

倫茨(Lenze)公司的EMS單軌懸掛輸送系統(tǒng)(Monorail Overhead Conveyors Systems) 被廣泛地用于汽車生產(chǎn)業(yè)的物料輸送環(huán)節(jié)，該系統(tǒng)的高自動化程度和高可靠性，使其為物料輸送過程中的效率帶來了極大的提高。

在EMS單軌懸掛輸送系統(tǒng)(Monorail Overhead Conveyors Systems)中，分布式電機(jī)控制器(Decentralised Motor Control Unit) 與 GKK系列帶離合器的螺旋傘齒輪減速電機(jī)相匹配，為汽車生產(chǎn)的物料輸送提供多樣化的柔性解決方案。
單軌懸掛輸送系統(tǒng)的控制和驅(qū)動技術(shù)有如下特點(diǎn)：

分布式電機(jī)控制器(Decentralised Motor Control Unit)
DETO系列
l 控制器功率范圍0.5 – 10 KW， 180S 過載時間
l 供電傳輸與控制信號傳輸采用接觸式電排（OCU）或非接觸式的感應(yīng)系統(tǒng)（ICU）
l 在整個運(yùn)動控制體系中的分布式控制，包括速度控制，電機(jī)監(jiān)測，獨(dú)立監(jiān)控，數(shù)據(jù)傳輸以及診斷監(jiān)測
l 支持用戶參數(shù)寫入

8400 Protec EMS系列
l 控制器功率范圍0.75 – 4 KW
l 內(nèi)置PLC
l Half-wave; Power-wave; DECA; WLAN 等通信模式
l 8+4 數(shù)字量輸入；2 數(shù)字量輸出
l RS485 / SSI / CAN 接口
l 集成24V DC 供電； 集成制動電阻

GKK系列帶離合器的螺旋傘齒輪減速電機(jī)
l 匹配的專用的GKK減速電機(jī)，最大徑向力36,000N

      車門線EMS單軌懸掛輸送系統(tǒng)

在奧迪Ingolstadt工廠，由于所運(yùn)輸?shù)牟考w積和重量都很大，有時候單個部件重量要達(dá)到70KG以上。要做到精確定位就變得尤為困難。加上載具和EMS單軌懸掛輸送系統(tǒng)本身的重量，總共的重量可達(dá)到250公斤以上，而對于整個系統(tǒng)都需要做到啟動-運(yùn)行-停止過程中的精確定位。
在以往的應(yīng)用上，奧迪所采用懸掛式輸送機(jī)僅僅使用定位開關(guān)來進(jìn)行控制，如今奧迪在進(jìn)行新廠房的懸掛式輸送系統(tǒng)設(shè)計過程中，變頻技術(shù)被引入進(jìn)來，同時距離傳感器替代了定位指示器，實(shí)時持續(xù)監(jiān)控兩部懸掛式小車間的距離，解決了這一主要主要的技術(shù)瓶頸。全新的設(shè)計大大減少了設(shè)備所需的體積，同時，變頻技術(shù)的應(yīng)用也保證了大尺寸大載荷的部件也能夠進(jìn)行平順輸送。并且，如果需要兩種速度，只需額外增加一個變頻器，這樣所增加的成本也很快就能消化。

奧迪在Ingolstadt工廠選擇了倫茨產(chǎn)品來構(gòu)建新廠房懸掛式輸送機(jī)系統(tǒng)。對于輕量化的輸送應(yīng)用，倫茨(Lenze)公司在EMS單軌懸掛輸送系統(tǒng)(Monorail Overhead Conveyors Systems)，選用GKK04 / GKK05兩個型號的減速電機(jī)，相應(yīng)該型號的減速電機(jī)可以提供70Nm / 160 Nm的輸出扭矩的同時，可以承受5,600N / 8,000N的徑向力；對于重載輸送應(yīng)用，GKK05 / GKK06 / GKK07減速電機(jī)是更合適的選擇，該型號產(chǎn)品在提供200Nm – 900Nm的輸出扭矩同時，許用徑向力可達(dá)10,000N – 36,000N。

      Lenze 8400 Protec

倫茨(Lenze)公司的EMS單軌懸掛輸送系統(tǒng)(Monorail Overhead Conveyors Systems)中運(yùn)用的GKK系列減速電機(jī)滿足VDI3643（C1標(biāo)準(zhǔn)）標(biāo)準(zhǔn)，GKK減速電機(jī)通過機(jī)械式離合器可以實(shí)時地切換電機(jī)與減速機(jī)之間的力矩傳輸，基于這一特性，GKK減速電機(jī)為單軌懸掛輸送系統(tǒng)在特殊情況下的靈活性提供了可能。

提供出色的技術(shù)數(shù)據(jù)的同時，緊湊的外形尺寸使得GKK系列減速電機(jī)更適合地集成與單軌懸掛輸送系統(tǒng)中，其齒輪嚙合選用了更加高效的雙曲面螺旋傘齒輪配合，其機(jī)械效率可以達(dá)到96%以上，使傳動效率與速度/扭矩的匹配更加完善，減少能源消耗，即減少了運(yùn)營成本。

在有維修保養(yǎng)的需求時，GKK減速電機(jī)可以容易地與設(shè)備構(gòu)件分離，對于汽車生產(chǎn)業(yè)者，這樣將大大減少停機(jī)時間，提高生產(chǎn)效率。

離合器的切換手柄設(shè)置與減速電機(jī)的尾部，得益于這種布置方式，在地面放置的水平輸送設(shè)備將同樣適用。

汽車生產(chǎn)中的物料輸送系統(tǒng)往往貫穿于整個車間乃至整個工廠，分布式的電機(jī)控制系統(tǒng)（Decentralised Motor Control Unit）代表著EMS單軌懸掛輸送系統(tǒng)(Monorail Overhead Conveyors Systems)與更高級的自動控制技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，整套系統(tǒng)對于簡易與復(fù)雜的輸送運(yùn)用都將非常適合：

對于在總裝車間的車門，側(cè)圍輸送工位上，選用0.75 – 1.5 KW單軸驅(qū)動的EMS單軌懸掛輸送系統(tǒng)是合適的，

這些工位的特點(diǎn)為：
l 輸送負(fù)載重量相對較低
l 線速度通常為60 – 80 m/min，
l 較少的控制設(shè)定（變速，起停）
l 簡易傳感器
l 低端通信
l 設(shè)備數(shù)量較大

同樣在總裝車間，對于總成合裝等整車工位，更適宜選用大功率，多軸EMS單軌懸掛輸送系統(tǒng)，一個典型的“抓舉-提升-傾斜（旋轉(zhuǎn)）-平移”輸送驅(qū)動分布式的電機(jī)控制系統(tǒng)（Decentralised Motor Control Unit）可以實(shí)時控制四臺驅(qū)動電機(jī)完成相應(yīng)的動作

這些工位的特點(diǎn)是：
l 重載，最高需求功率10KW
l 精確的速度控制（低速控制）和位置控制（位置測量）
l 高級傳感器
l 雙向通信
l 設(shè)備數(shù)量較少