背景

在任何白車身車間中，都有數(shù)個“單元”，可供加工和組裝不同的車身部件。 從車身底部和側(cè)圍到其他附加組件，都需要在裝配線上進行連接。 其中，白車身車間的核心技術(shù)包括：用于連接、組裝和處理的機器人以及用于在生產(chǎn)線上的各個單元或站點間運輸組件的運輸系統(tǒng)。 為評估白車身車間的有效性和能效，KUKA維護著一個詳細的信息數(shù)據(jù)庫，其中包括生產(chǎn)線所使用組件的能耗信息，以及運輸系統(tǒng)、機器人和連接技術(shù)相關(guān)信息。雖然一些數(shù)據(jù)由系統(tǒng)組件的制造商提供，但其他數(shù)據(jù)需要可靠測量實際能耗，以便嘗試各種優(yōu)化選項。 

挑戰(zhàn)

挑戰(zhàn)在于白車身生產(chǎn)線中各種系統(tǒng)和組件所需測量的多樣性、細節(jié)度和可靠性。

需要覆蓋非常寬的電流范圍：焊接過程中的幾千安培到休眠模式下的幾毫安。  

另一個挑戰(zhàn)在于這些測量所需的精度。關(guān)鍵要求是要能夠測量非常短的脈沖和尖峰。

應(yīng)用要求

從幾毫安到幾千安培，KUKA需要在各種邊界條件和測試案例中評估其系統(tǒng)。兩大關(guān)鍵技術(shù)是：   

• 機器人 - 用于連接、裝配和處理操作，KUKA機器人的六個 軸均采用電機，并由三相變頻器控制。全功率運行時，功耗為60kW，在休息模式下功耗降至200W，而在休眠模式下，則進一步降至18W。需要測試各種運動曲線以優(yōu)化效率。  

•  運輸系統(tǒng) - KS PULSE - PULSE系統(tǒng)（使用線性同步能量的 推進裝置）利用底盤上的磁鐵和軌道系統(tǒng)上的線性同步電機，通過運輸工具運輸托盤。與傳統(tǒng)的基于輸送機的系統(tǒng)不同，KS PULSE不再需要旋轉(zhuǎn)電機、齒輪、皮帶和其他運 動部件，從而能夠減少故障、提高速度和優(yōu)化節(jié)能。 

測量解決方案

KUKA采用橫河PX8000精密示波功率儀進行機器人、連接技術(shù)、KS PULSE運輸系統(tǒng)和其他設(shè)備上的測量。

PX8000具有以下優(yōu)勢：  

• 不僅可以測量運動曲線的整體工作周期，還可以放大選定區(qū)域?！斑@樣我們能夠評估和優(yōu)化各個運動和整個運動曲線。”

• 在不同組件、長度、重量、高度、加速度和減速度的條件和配置下以及不同單元的時間分配下測試KS PULSE系統(tǒng)時，測量瞬態(tài)行為和短時峰值。這樣我們能夠找到能源、生產(chǎn)和成本效率的最佳組合。

除了直接從電流和電壓波形測量功率外，PX8000還用于測量其他信號。然后，所有這些測量值構(gòu)成整個生產(chǎn)車間能耗模擬的基礎(chǔ)。 

“由于PX8000能夠記錄數(shù)據(jù)并進行后續(xù)分 析，我們能夠?qū)y量值傳輸?shù)桨a(chǎn)線上 許多不同組件的各種運動曲線的數(shù)據(jù)庫中?！?br data-filtered="filtered" style="box-sizing: border-box;"/> – Matthias Paukner，KUKA汽車事業(yè)部

結(jié)果

對優(yōu)化生產(chǎn)的可靠見解

利用線性同步電機作為技術(shù)核心，KUKA開發(fā)了一種極其快速 和高效的傳輸系統(tǒng)，其功耗更低，速度比現(xiàn)有的基于輸送機的系統(tǒng)快45％。

其他優(yōu)勢包括：

通過減少傳輸時間、增加處理時間、降低故障率和縮短維修停機時間，提高生產(chǎn)率。

通過減少傳輸所消耗的能源實現(xiàn)節(jié)能。

提供適用于不同型號的可更換的托盤和工具，確保高度靈活性。

PX8000在證明KUKA所開發(fā)的各種改進措施的有效性方面尤其有用。 

“我們可以優(yōu)化生產(chǎn)線，以合理的成本為客戶找到生產(chǎn)效率和 能源效率的最佳組合?！报C Thomas Binder，KUKA汽車事業(yè)部

通過優(yōu)化高度、有效負載重量、站點長度、加速和減速或分配到不同站點的時間，KUKA能夠找到減少傳輸時間、提高生產(chǎn)率和降低白車身車間成本的最佳方法。

“我們最終證明，相比其他競爭對手的系統(tǒng)，我們使用不同機 器人運動曲線時效率提升，使用KSPULSE系統(tǒng)進行組件運輸時能耗至少降低10％。”– Thomas Binder，KUKA汽車事業(yè)部

PX8000精密示波功率儀

與功率分析儀一樣，精密示波功率儀能夠精確測量穩(wěn)態(tài)功率 和相關(guān)變量，因為它們采用的輸入技術(shù)和測量原理相同。

但是，由于其也具有示波器和示波記錄儀的特征，能夠使用開始和結(jié)束光標，在功率波形的任何部分上任意捕獲和測量功率。

這對于檢查瞬態(tài)現(xiàn)象和周期性控制設(shè)備的設(shè)計特別有用。觸發(fā)功能有助于根據(jù)瞬態(tài)現(xiàn)象的分析設(shè)定各種觸發(fā)條件，以了解被測系統(tǒng)的行為。