昆山華恒焊接股份有限公司坐落在中國江蘇省昆山市。公司主營業務為開發、生產和銷售各種焊接設備。公司的產品范圍從管焊機、焊接專機、焊接電源一直延伸到智能機器人焊接解決方案和全自動焊接設備。隨著在有軌運輸車基礎上開發的新生產線的推出，華恒焊接為中國機械工程行業的全自動生產做出了重要的貢獻。

全自動化物流生產線由五個部分構成：軌道、作為運輸工具的RGV搬運小車、一個機器人工作站、分散控制系統和上位控制系統。

行車仍舊廣泛應用于中國機械工程行業中的廠內運輸;然而，不斷增長的生產需求也提升了對生產自動化的要求。昆山華恒認識到了這一趨勢，并在2010年4月向市場投放了一款能夠自動更換站點的RGV(rail-guided vehicle)小車，它可以和機器人站點結合，構成一條靈活的生產線。三一臨港基地的結構件焊接車間就是使用這一生產線制造挖掘機挖斗和動臂。目前，二十幾條RGV物流生產線已經在三一重機臨港產業園投入運行。

在控制方面，華恒公司全面應用了Beckhoff的自動化產品：整個工廠都配備了用于控制的面板型PC和嵌入式控制器和TwinCAT自動化軟件、用于系統通訊的I/O組件以及高動態伺服驅動器和電機。整個自動化物流生產線主要包括軌道、RGV搬運小車、一個機器人工作站、自動調度系統和上位控制系統。

RGV小車要盡量做到結構緊湊、較高的運送速度(達到20 m/min)、行走非常平穩、以及定位精度高(<1mm)等，并能夠完全自動地進行上、下料。在生產過程中，控制層自動與MES系統連接并傳輸工件相關的信息。

CX5010嵌入式控制器：高性能，多接口

裝有TwinCAT NC PTP自動化軟件的CX5010系列嵌入式控制器負責實現RGV小車的所有控制功能。“我們之所以選擇CX5010系列嵌入式控制器，一方面是因為它性能高，另一方面是因為它的接口豐富、結構緊湊。另一個優點是，Beckhoff總線端子模塊系統支持各種現場總線，例如CANopen和Profibus，因此能夠與我們的外圍設備兼容。”昆山華恒電氣焊接自動化組組長王威解釋道。除了硬件上的優勢之外，TwinCAT軟件庫和強大的功能塊也給華恒的電氣開發工程師留下了深刻印象。“因為很多控制任務無法用標準的控制器實現，因此需要額外的編程工作，而TwinCAT軟件模塊的使用讓我們節約了大量的項目工程開發時間。”華恒的電氣工程師李芳如是說。

RGV小車在三一臨港生產基地的結構件焊接車間中用于全自動生產挖掘機挖斗和動臂

驅動技術：具有高動態性和高定位精度

針對運動控制，昆山華恒選用了Beckhoff的高性能AX5000伺服啟動器和AM3000伺服電機。該解決方案確保實現RGV小車在主、副軌上的精確定位、高速行走及Z軸的回轉，取代了傳統的定位模塊和NC控制器。“小車可自由選擇要駛向的站點。其位置可在RGV中靈活設置，無需更改程序。”王威解釋說道。另外，RGV小車上還配置了一個PROFIBUS主站/從站端子模塊EL6731，該模塊下面帶2個條碼掃描頭，用來讀取主、副軌上的條碼，以確保在RGV小車的輪子和導軌之間出現滑動時也能準確安全地實現換軌。

嵌入式控制器和EtherCAT—RGV小車控制平臺的核心

生產線也通過一臺嵌入式控制器控制。控制系統通過本地I/O獲取各個機器人焊接工位的請求信號、液壓夾具的執行信號和料臺的工件“到位”信號;此外，它還要控制小車進行上、下料。CX5020嵌入式控制器構成控制平臺的核心。各工位和料臺的信號通過EtherCAT端子模塊獲取。每個工位處使用一個EtherCAT耦合器EK1100，它通過EtherCAT連接至CX5020。“選用EtherCAT作為通訊系統為我們帶來了很多好處：除了加快了信號捕獲速度外，還縮短了設備周期時間。此外，由于我們能夠采用標準的CAT5電纜布線，布線工作更加簡單，從而也顯著降低了安裝成本。”華恒電氣工程師劉曉蘭說道。“此外，由于RGV控制器和CX5020之間通過Beckhoff的CU8890 WLAN控制器實現無線通訊，生產線與生產線之間的信息交換變得更為方便了。”