用在钢板焊接中的CANopen

汽车车身外壳上有超过5,000个焊接点。在此自动化生产工艺中，同时使用工业机器人和焊接夹钳。
使用焊接夹钳的电阻焊接可用于连接车身结构中的钢板部件。对于点焊，焊接时间、电流、材料上的压力和焊接点的尺寸等参数必须相互匹配。为达到对焊接工艺的完美控制，同时又能监测焊接点的质量，越来越多地使用伺服驱动焊接夹钳。在该技术中，使用伺服电机来移动焊接夹钳。将旋转运动转化成驱动器中的轴向运动。这样带来的好处是可对定位进行编程且变化无穷、放置电极时不会产生跳动、可快速生成电极力以及焊接过程中压力保持恒定。同时也可获得很高的开启和关闭速度。这可以缩短车身的加工时间。

自动化概念

一家德国汽车制造商决定安装一条使用伺服驱动焊接夹钳的新车身生产线。为此，供应商Nimak需要功能强大且灵活的控制器，用于控制伺服驱动的焊接夹钳。焊接夹钳的控制系统需要与机器人以及焊接控制装置协同工作，因为只有这种配置方式才能实现最优的工艺控制。其特殊性在于焊接夹钳的编程，Nimak的专家能够通过这种编程来施展他们的专业经验。
该项目需要将PLC连接到车身制造中所使用的Interbus系统，建立与更高级以太网TCP/IP网络的通讯，并通过CANopen寻址伺服控制装置。PLC被用作基本单元。它带有一个板载CANopen接口。CANopen NMT管理器以1 Mbit/s的位速率进行工作。同时PLC还集成了以太网接口(10/100 Mbit/s)、八位数字输入口和六位数字输出口。使用另一个带有16位输入口的数字输入模块将开关装置集成到焊接夹钳控制系统中。
汽车制造商的另一个要求是开发Interbus卡。此模块将PLC连接到Interbus。PLC使用MMC存储卡，该特性能使用户在现场直接更新系统或更新变量。普通的文件系统也可实现通过PLC和任何PC来读取存储卡上的数据或将数据写入存储卡。

开放的自动化软件

在软件级别上集成不同的接口也是一项挑战。为此，制造商在模块化PLC中使用CoDeSys编程系统(EN 61131-3)。硬件配置器还可显示一个用户接口上的所有本地I/O和远程外围设备。可直接对所有输入和输出进行配置和参数化。Interbus的集成也很直观简单。开发的功能块可使用户快速调试伺服驱动的焊接夹钳模型。此外，终端用户不需具备任何编程知识，因为焊接夹钳控制系统通过标准接口集成到整个系统中。

来源：CAN简讯，2007年3月