Giải pháp giám sát robot và bảo trì phòng ngừa PC-based hiệu quả cho sản xuất công nghệ cao
15/08/2019
Giới thiệu
Để nâng cao hiệu quả sản xuất và năng suất hoạt động, ngày càng nhiều nhà sản xuất như sản xuất xe hơi, panel, wafer, kim loại, hóa chất, nhựa, thực phẩm và các lĩnh vực khác bắt đầu thực hiện các ứng dụng robot bằng cách tận dụng sự hiệu quả, bền bỉ và chính xác của nó, dẫn đến cánh tay robot công nghiệp đóng vai trò quan trọng không thể thiếu trong nhà máy. Tuy nhiên, khi một số lượng lớn robot được đưa vào các quy trình sản xuất tự động, một mối lo ngại lớn là các sự cố thiết bị đột ngột sẽ ảnh hưởng đến năng suất. Đặc biệt, các nhà sản xuất công nghệ cao phải hoạt động 24 giờ không ngừng và bất kỳ sự cố dây chuyền sản xuất nào cũng sẽ mang lại một tổn thất lớn. Do đó, thu thập thông tin robot thông qua các cảm biến và xác định trước các vấn đề tiềm ẩn đã trở thành những phần quan trọng của năng lực sản xuất ổn định.
Yêu cầu hệ thống
Đối với ngành công nghiệp sản xuất tấm nền (panel) công nghệ cao, robot là một công cụ cơ bản để chọn và đặt chất nền thủy tinh nặng và dễ vỡ. Một nhà sản xuất bảng điều khiển nổi tiếng thế giới của Đài Loan có sáu nghìn cánh tay trong hơn mười nhà máy trên khắp Đài Loan để chuyển và di chuyển vật liệu, và việc bảo trì robot xảy ra khi có sự cố xảy ra hoặc nó đã được lên kế hoạch cho dịch vụ bảo trì hàng năm. Tuy nhiên, phương pháp này không thể xác định trạng thái "sức khỏe" của robot. Một khi một tình huống bất thường phát sinh, nó dừng dây chuyền sản xuất hoặc dẫn đến sản xuất không đủ và giao hàng trễ. Để giải quyết vấn đề này, công ty đã tìm kiếm một giải pháp giám sát và cảnh báo sớm thiết bị để sắp xếp ngay việc kiểm tra và sửa chữa khi có sự bất thường xảy ra, từ đó tối ưu hóa việc sử dụng robot và giảm chi phí bảo trì.
Vì sản xuất panel đòi hỏi vài trăm quy trình, công ty có ít nhất một tá cánh tay robot trên mỗi dây chuyền sản xuất. Tình trạng bất thường của Robot có thể được phát hiện sớm thông qua so sánh dữ liệu, do đó, giải pháp giám sát thiết bị tốc độ cao phải có khả năng thu được tín hiệu tương tự với tốc độ 1000 tín hiệu mỗi giây. Sau đó, các tín hiệu thu thập cần phải được gửi đến phòng điều khiển để quản lý giám sát và phân tích dữ liệu. Để tránh lượng dữ liệu khổng lồ làm nghẽn băng thông mạng, hệ thống giám sát phải hoạt động như một trạm chuyển tiếp bằng cách cung cấp chức năng lưu trữ tạm thời và cho phép hệ thống thường xuyên truy xuất dữ liệu vào những thời điểm được chỉ định. Mặc dù khu vực nhà máy của nhà máy khá lớn, dây chuyền sản xuất của nó có không gian hạn chế để chứa thêm các thiết bị mới. Do đó, việc thu thập dữ liệu phân tán và cấu hình phần cứng được sắp xếp hợp lý cũng được tích hợp vào yêu cầu của dự án.
Mô tả hệ thống
Bằng cách sử dụng các sản phẩm thuộc series APAX-5000 (bao gồm bộ điều khiển PAC, mô-đun đầu vào tương tự và mô-đun bảng nối đa năng), Advantech đã thiết kế một giải pháp giám sát và bảo trì phòng ngừa cho hệ thống cánh tay robot để đáp ứng nhu cầu thu thập dữ liệu tốc độ cao. APAX-5580 có bộ xử lý Intel tích hợp, không chỉ cung cấp tính toán hiệu quả cao mà còn giúp nền tảng điều khiển linh hoạt để tích hợp nhiều mô-đun I/O khác nhau. Thông qua mô-đun đầu vào analog APAX-5017H 12 kênh, nó kết nối Current Transformer (CT) trên cánh tay robot sáu trục, APAX-5580 có thể lưu trữ tạm thời các tín hiệu analog được thu thập trên ổ cứng bên trong. Hệ thống giám sát trong phòng điều khiển trích xuất định kỳ dữ liệu máy tính công nghiệp qua mạng nội bộ của nhà máy theo thời gian cài đặt của người dùng (cứ sau năm hoặc mười phút), từ đó thu được dữ liệu biến động hiện tại chi tiết và sau đó phân tích xem cánh tay robot có bất thường không.
Không giống như một PLC truyền thống chỉ xử lý các chức năng logic đơn giản, APAX-5580 là sự kết hợp giữa xử lý dữ liệu tốc độ cao, bộ nhớ và dung lượng lưu trữ dung lượng lớn, hỗ trợ giao diện Ethernet tiêu chuẩn và một loạt các kết nối mô-đun, đủ để thực hiện nhiệm vụ của một data gateway quan trọng và sử dụng cấu hình phân tán để thu thập một số lượng lớn tín hiệu analog phía trước. Môi trường mở dựa trên PC của nó dễ dàng tích hợp với các ứng dụng được phát triển bởi người dùng. Thiết kế không quạt nhỏ gọn cũng có nghĩa là APAX-5580 lý tưởng cho xưởng giới hạn không gian. Để đơn giản hóa số lượng phần cứng, Advantech đã sử dụng APAX-5002, mô đun bảng nối đa năng hai khe để cung cấp chức năng chuỗi daisy chain để liên kết nhiều mô-đun APAX-5017H mà không cần thêm thiết bị (như switch), đồng thời cho phép giải pháp giám sát robot tối đa hóa hiệu quả hệ thống với các yêu cầu phần cứng tối thiểu.
Sơ đồ hệ thống
Kết luận
Advantech có nhiều năm kinh nghiệm trong việc xây dựng hệ thống giám sát thiết bị và bảo trì phòng ngừa, chúng tôi đã cung cấp các giải pháp liên quan cho nhiều nhà sản xuất chất bán dẫn và công nghệ cao. Lấy nhà sản xuất bảng panel này làm ví dụ, họ đã áp dụng hệ thống giám sát và chẩn đoán máy của Advantech trong các nhà máy của họ, vì vậy công ty cũng tìm kiếm sự hỗ trợ của chúng tôi khi quyết định triển khai hệ thống giám sát robot. Điều đáng nói là giải pháp đã thu thập chính xác các tín hiệu dòng điện bất thường trong giai đoạn thử nghiệm dự án và cánh tay robot đã không hoạt động sau vài ngày, điều đó đã làm cho công ty cảm thấy chắc chắn hơn về việc giới thiệu một hệ thống giám sát như vậy.
Hơn nữa, cách tiếp cận của họ để tiếp tục sử dụng robot cho đến khi nó không còn được bảo dưỡng sẽ tốn rất nhiều chi phí để thay thế. So với điều này, hệ thống cảnh báo sớm cho phép người dùng chi tiêu ít hơn 10% chi phí thay thế cho bảo trì. Hiện tại, nhà máy của công ty ở Trung Đài Loan đã áp dụng giải pháp của Advantech để giám sát hơn 300 cánh tay robot và các nhà máy khác cũng sẽ đồng áp dụng hệ thống này vào dây chuyền sản xuất.
/APAX-5002_S20110324143914.jpg)
/APAX-5002L_S20110324144417.jpg)
