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總裝車間的分布式驅動一體化解決方案

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

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相匹配，為汽車生產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)的控制和驅動技術有如下特點：

分布式電機控制器(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）或非接觸式的感應系統(tǒng)（ICU）
l 在整個運動控制體系中的分布式控制，包括速度控制，電機監(jiān)測，獨立監(jiān)控，數據傳輸以及診斷監(jiān)測
l 支持用戶參數寫入

8400 Protec EMS系列
l 控制器功率范圍0.75 – 4 KW
l 內置PLC
l Half-wave; Power-wave; DECA; WLAN 等通信模式
l 8+4 數字量輸入；2 數字量輸出
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
l 匹配的專用的GKK減速電機，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，由于所運輸的部件體積和重量都很大，有時候單個部件重量要達到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，總共的重量可達到250公斤以上，而對于整個系統(tǒng)都需要做到啟動-運行-停止過程中的精確定位。
在以往的應用上，奧迪所采用懸掛式輸送機僅僅使用定位開關來進行控制，如今奧迪在進行新廠房的懸掛式輸送系統(tǒng)設計過程中，變頻技術被引入進來，同時距離傳感器替代了定位指示器，實時持續(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瓶頸。全新的設計大大減少了設備所需的體積，同時，變頻技術的應用也保證了大尺寸大載荷的部件也能夠進行平順輸送。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工廠選擇了倫茨產品來構建新廠房懸掛式輸送機系統(tǒng)。對于輕量化的輸送應用，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，相應該型號的減速電機可以提供70Nm / 160 Nm的輸出扭矩的同時，可以承受5,600N / 8,000N的徑向力；對于重載輸送應用，GKK05 / GKK06 / GKK07減速電機是更合適的選擇，該型號產品在提供200Nm – 900Nm的輸出扭矩同時，許用徑向力可達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)中運用的GKK系列減速電機滿足VDI3643（C1標準）標準，GKK減速電機通過機械式離合器可以實時地切換電機與減速機之間的力矩傳輸，基于這一特性，GKK減速電機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。

提供出色的技術數據的同時，緊湊的外形尺寸使得GKK系列減速電機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，其機械效率可以達到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，即減少了運營成本。

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

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

汽車生產中的物料輸送系統(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的有機結合，整套系統(tǒng)對于簡易與復雜的輸送運用都將非常適合：

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

這些工位的特點為：
l 輸送負載重量相對較低
l 線速度通常為60 – 80 m/min，
l 較少的控制設定（變速，起停）
l 簡易傳感器
l 低端通信
l 設備數量較大

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）-平移”輸送驅動分布式的電機控制系統(tǒng)（Decentralised Motor Control Unit）可以實時控制四臺驅動電機完成相應的動作

這些工位的特點是：
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 設備數量較少