摘要：隨著全球?qū)Πl(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)取得共識(shí)，LED照明作為一種新型照明能源，憑借節(jié)能降耗性能優(yōu)勢(shì)快速發(fā)展。LED照明產(chǎn)業(yè)作為國(guó)家節(jié)能減排政策重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，導(dǎo)入自動(dòng)化，意味著成本控制更合理，生產(chǎn)效率更高。合信針對(duì)LED球泡全自動(dòng)裝配生產(chǎn)線的多個(gè)工序，采用以邏輯控制見(jiàn)長(zhǎng)的H系列CPU，強(qiáng)大的通訊組網(wǎng)能力，集成Ethernet以太網(wǎng)口，通過(guò)EtherCAT現(xiàn)場(chǎng)總線多臺(tái)伺服建立通訊網(wǎng)絡(luò)，控制機(jī)械手平穩(wěn)、快速、精確運(yùn)行物料，提升生產(chǎn)效率，并有效縮短開(kāi)發(fā)周期。

前言

    LED是英文light-emitting-diode(發(fā)光二極管)的縮寫(xiě)，其基本結(jié)構(gòu)是一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料，置于一個(gè)有引線的架子上，然后四周用環(huán)氧樹(shù)脂密封。LED以省電、壽命長(zhǎng)、耐震動(dòng)，響應(yīng)速度快、冷光源等固有特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種指示、顯示、裝飾、背光源、普通照明和城市景觀照明等領(lǐng)域。

    據(jù)高工產(chǎn)研LED研究院(GGII)數(shù)據(jù)顯示?，陽(yáng)光照明、歐普照明、佛山照明、雷士照明等傳統(tǒng)照明上市公司LED營(yíng)收普遍較上年同期增長(zhǎng)三成以上，同時(shí)毛利率也普遍呈現(xiàn)較上年同期有所提高。其中最大亮點(diǎn)，各家LED照明上市公司都有部分對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行了自動(dòng)化改造及試產(chǎn)，以此達(dá)到提高生產(chǎn)效率、節(jié)約人力成本的目的。

    照明行業(yè)應(yīng)對(duì)企業(yè)規(guī)模化生產(chǎn)制造能力快速提升所遇到的瓶頸，并不能通過(guò)簡(jiǎn)單的人員數(shù)量的增加帶來(lái)產(chǎn)能規(guī)模的擴(kuò)大，而是需要加強(qiáng)人均產(chǎn)值提升而進(jìn)行自動(dòng)化改造。對(duì)成熟的自動(dòng)化方案進(jìn)行適度的推廣復(fù)制，從而可以加強(qiáng)成本控制，為公司的整體毛利率的提升做出貢獻(xiàn)；并且對(duì)降低用工風(fēng)險(xiǎn)、提高效率，提升品質(zhì)都有幫助，也是制造企業(yè)的核心生產(chǎn)力。

    LED球泡燈全自動(dòng)裝配生產(chǎn)線是半導(dǎo)體照明燈具企業(yè)的基礎(chǔ)裝備。某光電科技有限公司，LED行業(yè)十大技術(shù)領(lǐng)軍企業(yè)，在2016年，該公司攜手合信開(kāi)發(fā)了LED球泡燈全自動(dòng)裝配生產(chǎn)線，目前已批量投產(chǎn)。

LED球泡燈工藝流程

    LED生產(chǎn)線工序較多，如圖1所示。包括自動(dòng)上料、自動(dòng)定位、自動(dòng)裝配、自動(dòng)整線、自動(dòng)在線焊接、自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)剔廢、自動(dòng)鉚接等。

圖1球泡燈自動(dòng)線示意圖

B、球泡燈自動(dòng)線治具介紹

    1.治具A面實(shí)現(xiàn)電源塑膠倉(cāng)、裝驅(qū)動(dòng)電源、裝散熱器、裝光源板、鎖螺絲、焊光源板、測(cè)試涂膠、裝燈罩。

    2.治具B面實(shí)現(xiàn)裝金屬燈頭、焊電源線、下產(chǎn)品。

C、球泡燈自動(dòng)線裝PCBA介紹

    1.當(dāng)5轉(zhuǎn)1治具到達(dá)自動(dòng)裝PCBA位置時(shí)，阻擋機(jī)構(gòu)把治具擋住并把治具頂離線體同時(shí)定位好。

    2.吸塑盤(pán)放PCBA的位置與治具的位置相同，所以04同時(shí)抓起5塊PCBA通過(guò)05把PCBA一次性裝入到塑膠件中。

    3.裝好PCBA后，阻擋機(jī)構(gòu)把治具放回到流水線上，5轉(zhuǎn)1治具流入下一工位。

D、球泡燈自動(dòng)線焊光源板介紹

    1.當(dāng)5轉(zhuǎn)1治具到達(dá)光源板自動(dòng)焊位置時(shí)，阻擋機(jī)構(gòu)把治具擋住并把治具頂離線體同時(shí)定位好。

    2.03的位置與5轉(zhuǎn)1治具的位置相同，所以03通過(guò)04，同時(shí)對(duì)5塊光源板上的焊盤(pán)進(jìn)行焊接。

    3.光源板焊接好后，阻擋機(jī)構(gòu)把治具放回到流水線上，5轉(zhuǎn)1治具流入下一工位。

LED球泡燈全自動(dòng)裝配生產(chǎn)線對(duì)控制系統(tǒng)的要求

    1.該生產(chǎn)線工序較多，系統(tǒng)分為七個(gè)站點(diǎn)共控制82個(gè)軸，每個(gè)站點(diǎn)完成2至3個(gè)工序，每個(gè)站點(diǎn)之間都需要進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，同時(shí)配置了8個(gè)人機(jī)界面，每個(gè)人機(jī)界面都要和每個(gè)站點(diǎn)進(jìn)行通信。

    PLC要求支持以太網(wǎng)通訊功能，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互和編程下載，遠(yuǎn)程維護(hù)。

    觸摸屏支持多主站，一機(jī)多屏，每個(gè)觸摸屏可通過(guò)以太網(wǎng)控制多臺(tái)PLC。

    伺服要求采用工業(yè)總線方式控制，并支持多段速功能。

    支持電子看板功能和移動(dòng)終端監(jiān)控系統(tǒng)。

    系統(tǒng)容量大，便于擴(kuò)展。

    支持U盤(pán)更新程序和數(shù)據(jù)記錄

合信方案

    合信采用以邏輯控制見(jiàn)長(zhǎng)的H系列標(biāo)準(zhǔn)型CPU，集成100Mbps的Ethernet以太網(wǎng)口支持8個(gè)UDP_PPI連接實(shí)現(xiàn)8個(gè)TP10I以太網(wǎng)觸摸屏的連接，并且通過(guò)MODBUS_TCP實(shí)現(xiàn)PLC之間的數(shù)據(jù)交換。通過(guò)高達(dá)100M的Ethercat現(xiàn)場(chǎng)總線和82臺(tái)H1A伺服建立通訊網(wǎng)絡(luò)，控制機(jī)械手運(yùn)載物料，以達(dá)到物料運(yùn)行平穩(wěn)，速度快，重復(fù)運(yùn)行精度高的特點(diǎn)。并且根據(jù)客戶需求伺服定制多段速的功能。

    合信控制方案框圖

  合信配置表：

現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行圖片

LED球泡燈自動(dòng)化裝配生產(chǎn)線的先進(jìn)性：

    為滿足照明燈具企業(yè)的高質(zhì)量、高效率、高產(chǎn)能需求并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的維護(hù)與數(shù)據(jù)監(jiān)控，合信開(kāi)發(fā)的LED全自動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)裝配生產(chǎn)線系統(tǒng)，只需7個(gè)零件，經(jīng)過(guò)18個(gè)步驟，4秒鐘就可以生產(chǎn)出一個(gè)LED球泡燈。合信方案優(yōu)勢(shì)如下：

    1.采用合信超大規(guī)模工業(yè)CPU，處理能力強(qiáng)，運(yùn)算速度高。

    2.超大程序儲(chǔ)存，可以存儲(chǔ)25萬(wàn)步。

    3.通信能力強(qiáng)，采用EtherCAT總線，高達(dá)100M速度。

    4.網(wǎng)絡(luò)化服務(wù)器功能，連接互連網(wǎng)，提供無(wú)線接入MICO物聯(lián)平臺(tái)中，局域網(wǎng)內(nèi)和遠(yuǎn)程互連網(wǎng)上計(jì)算機(jī)終端，均可經(jīng)授權(quán)確認(rèn)后，連接系統(tǒng)服務(wù)，監(jiān)控生產(chǎn)線所有過(guò)程數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷等。

    5. 移動(dòng)智能終端通過(guò)WIFI，如智能手機(jī)、平板等，經(jīng)授權(quán)后亦監(jiān)控全系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫對(duì)接。

    6.電子看板（智能電視），用于及時(shí)反饋現(xiàn)場(chǎng)機(jī)器生產(chǎn)狀態(tài)的信息，機(jī)臺(tái)狀況。

    7.MES系統(tǒng)接入，通過(guò)大容量數(shù)據(jù)完整記錄生產(chǎn)線所有產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)車間數(shù)字化與信息化。

    8.全方位感知能力，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，信息化，網(wǎng)絡(luò)化，構(gòu)建中國(guó)智造2025。

    結(jié)束語(yǔ)：自動(dòng)化生產(chǎn)線無(wú)論是對(duì)生產(chǎn)者還是使用者，對(duì)人才，工藝都有很高的要求，也需要產(chǎn)品設(shè)計(jì)定型，技術(shù)前瞻性。合理的自動(dòng)化投入對(duì)于任何制造型企業(yè)來(lái)講都是如虎添翼，不僅可以控制成本，在品質(zhì)可靠及一致性方面帶來(lái)的成果更為重要。

參考資料：

?    結(jié)果摘自高工產(chǎn)研LED研究院（GGII）2016數(shù)據(jù)顯示。