应用案例丨秉持工匠精神，倍加福为汽车制造质量监控提供新型解决方案

Toyota丰田，这家日本汽车制造商，秉承着持续改进的工匠精神，始终致力于在全球范围内不断优化生产和装配工艺。Toyota丰田位于英国伯纳斯顿的汽车制造厂就是如此，保障着整个生产流程的质量监控。

而倍加福通过与英国丰田汽车制造公司（TMUK）的进一步项目合作，针对项目中用到的倍加福超声波传感器和 AS-I 总线系统进行持续改进、不断优化，以配合其制造过程中的人工操作和自动化流程。

车辆在生产线上大约有10,000个零件需要组装。TMUK 主要生产混合动力汽车，其制造涉及部件焊接、螺丝拧紧、连接、胶合、喷漆和微调等高度复杂的流程。现代汽车工厂的大多数步骤都是由自动化流程直接完成的。这些车辆沿着“传送带”上非常精密、且具有很多分支的装配线就能完成生产。

如今，工厂采用的“传送带”在大多数情况下已经被高架传送带、电动传送带和无人驾驶运输系统所取代。其实，无论是传送带还是生产线：最终的结果是一辆成品汽车从工厂生产出来。

1.振动试验台 提供质量保障

车辆生产线中，最后由装配线运输至质量保障部门。TMUK 主要生产混合动力车，但也在英国德比附近的伯纳斯顿工厂生产传统内燃机的车辆。混合动力车配备充电电池，以便对车辆（包括动力传动系统）进行全面功能检查。振动试验台是在各个档位和速度下驱动发动机、变速器和轮罩，测试制动器，进行多次测量，并校准安装在车辆中的传感器。虽然试验台上有大量的高科技设备，但每一次的测试运行仍由质量团队的成员进行控制。

英国丰田制造公司的质量保障—自动化流程的各个工作步骤有序进行。

为保障质量，成品车最初分为两条生产线，每条生产线有四个工位。

虽然试验台上有大量的高科技设备，但每一次的测试运行仍由质量团队的成员进行控制。

“车辆按照流水线的规定周期完成装配任务，并送至各个工位。经过工作人员的检测无误，就将车辆送回生产线进行最终检查，” 英国丰田汽车制造公司质量保障小组组长 David Waters 解释道，“我们每个团队负责不同的任务。我们发现以往的工作进度有时与自动化流程不同步。有时太慢，有时太快，这偶尔会造成工作流程步骤之间的过渡不如我们所希望的那样顺利。”

为保障质量，成品车最初分为两条生产线，每条生产线有四个工位。振动试验台由其他试验设备代替，例如用于振动试验的隔音室。另一个工位检查车身是否防水。质量保障团队根据运行速度的反馈，以确保流程的最佳互连。通过采用倍加福 UC2000-L2 超声波传感器，将它们安装在车辆空间上方的每个工位，检测车辆是否存在。

倍加福 UC2000-L2 超声波传感器

2.超声波传感器 实现可靠流程

Waters 回忆说：“我们曾试图采用光电传感器来达到类似的目的，但并不理想。用于检查的霓虹灯管发出的光会影响传感器，全景玻璃屋顶或镜面反射也会。”

而超声波传感器不受这种光学特性的影响。由于传感器使用声波探测物体，因此表面的颜色、透明度和反射不会影响其功能。采用超声波传感器还具备其他优势：其较长和较宽的检测范围解决了实际应用的难题，更大程度地保障检测的可靠性，甚至可以检测不规则轮廓。其可调的声锥宽度还可以满足不同的应用需求。

超声波传感器还具有高可靠性，可报告车辆是否在其检测范围内。此信息有助于质量保障团队确保检测质量：绿-黄-红信号灯指示相应的测试程序是否仍在理想范围内或是否已经使用了很长时间。员工随时都知道自己下一步需要做什么，部门管理团队也可以对流程有一个全面的把控，消除工作瓶颈。

倍加福 UC2000-L2 超声波传感器安装在车辆空间上方的每个工位，用于检测车辆是否存在。信号灯指示各试验程序是否仍在理想时间范围内。

当车辆到达最后一个工位，通过此区域的信号灯指示左侧或右侧工位，是否有空余泊车位可以停放需要进行测试的车辆，通过绿色和红色两种信号颜色进行指示。使用 VariKont L2 系列超声波传感器连续监测。

3.AS-I 系统 运行网络架构

David Nield，Pepperl+Fuchs UK 应用程序开发经理

状态设置最好是在测试间隙时间进行，不应干扰正在进行的操作。这就是我们推荐 AS-I 系统网络的原因之一。

AS-I 系统是一种简单而经济的传感器和执行器布线技术。其中非常重要的一个优点就是，只需通过一根扁平电缆就可以同时实现供电和数据通信。通过绝缘穿刺技术连接，这项技术使新设备的安装变得简单。因此，AS-I 系统在连接分散的 I/O 点时，在成本、效率和灵活性方面是优良的。该系统可以通过标准化的数据传输集成到所有通用的控制解决方案中。

Waters 解释道：“在过去，安装额外的设备往往是一个非常费力的过程。现在我们可以轻松地连接其他设备。如果有需要，我们可以扩展网络并简单地集成其他区域。”为了获得更多的过程信息，可以用较少的安装工作量集成电感、光电或其他超声波传感器。

4.实时数据 保障过程稳定

迄今为止，质量保障小组使用的 AS-I 总线系统尚未连接到更高级别的控制系统。这实际上是一个简单的过程，只是还需要进一步的优化计划。在此之前，传感器生成并收集在网络内存中的数据，并定期存储在数据包中，还可以离线脱机进行分析。

“如果在检测过程中有任何延迟，我们可以通过这些信息清楚地确定问题所在，” 组长强调说。“如果这两个线路都发生了延迟，延迟是持续的还是偶尔发生的？是与特定的工位有关，还是与特定的车型有关？我们现在可以依靠实时数据确定我们需要做出的反应。”

David Waters ，英国丰田汽车制造公司质量保证小组组长

以前我们不得不应对某些变动，现在我们很高兴可以实现这样一个令人难以置信的稳定无缝的过程。这样就可以显著地提高车辆总体性能和吞吐量。

多年前倍加福为 TMUK 提供了一个解决方案：使用超声波传感器完成监测任务，但当时网络还不发达。这次，双方团队进行进一步的合作，在 AS-I 总线系统的设计方面得到了广泛而有力的支持，整个项目按要求有效进行。

 关于倍加福

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倍加福以德国曼海姆为公司总部，凭借其持续不断的对创新技术的研发，向全球工厂自动化和过程行业的客户提供丰富而多样的产品，致力于自动化行业的传统应用和面向未来的应用。同时，倍加福不断推动前瞻性技术的开发，为客户迎接即将来临的工业 4.0 的挑战铺平了道路。

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