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SICK为工业4.0的实现奠定基础
始终致力于竭力开发新技术的SICK,正在为工业4.0的实现奠定基础。其将工业4.0中的核心业务明确分为工厂自动化、物流自动化、过程自动化。尽管SICK是家族企业,但丝毫没有影响其致力于传感器领域的恒心,以及走向国际化的战略眼光。
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德国最大的森林山脉——黑森林,因其树木茂密、环境优美、空气清新而久负盛名。它除了是旅游胜地,更因一些传统的家庭手工业逐渐走向国际市场而闻名遐迩。专注于智能传感器的SICK公司总部就坐落在这里。

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SICK总部

成立于1946年的SICK公司,目前在全球拥有50多家子公司和分支机构,以及众多代表处。2017财年,SICK在全球拥有近9,000名员工,集团年收入约15亿欧元。其中用于研发的投入超过总收入的12%。

2019年1月22日~23日,SICK首次在德国总部瓦尔德基尔希举办全球媒体日,《自动化博览》记者应邀参加了此次内容丰富的活动。通过SICK产品展览、参观其户外技术中心和工业4.0工厂等,全面了解了SICK产品与技术的先进优势。独立、创新和领先作为公司使命,不断推动着SICK将智能传感技术应用在智能制造的各环节中。

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SICK媒体日会议现场

智能传感技术使能工业4.0

在工业4.0的演进进程和工业互联网的价值链中,SICK的传感器技术和柔性定制化解决方案占据了重要的地位。

“SICK的智能传感器较一般传感器而言具有更多的优点。”SICK执行董事会主席Robert Bauer博士自信地对告诉记者,“智能传感器可逐步提升现有工作的效率,例如快速安装和更换、远程监测与调试、自诊断与参数快速下载等。SICK更进一步:集成的附加智能化功能,实现将数据处理从自动化系统(例如PLC)转移至现场设备(例如传感器),提供一种面向未来的、将自动化网络设计得更加高效和强大的方法。有别于传统的目标检测,智能化功能可依应用所需,生成更高价值的全新信息(这些信息可在必要时与其他传感器联合生成),并传递给上一级系统(PLC、ERP、云端),从而实现各种智能应用解决方案。”

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SICK执行董事会主席Robert Bauer博士

从工业4.0的话题展开,SICK工业4.0高级副总裁Mr.Bernhard Müller介绍了这样一款软件。他说道:“为了提升SICK可编程传感器的效能,SICK打造了SICK AppSpace生态系统。该软件平台为系统集成商与OEM商提供了高度的自由度与灵活性,允许集成商和OEM商根据终端用户的特定需求为可编程传感器开发定制化的程序,从而实现为客户量身打造定制化的解决方案。”这让记者意识到,除了持续立足领先的智能传感技术,SICK还在积极发展“基于工业4.0”应用需求的产品及解决方案,其中不仅包括传感器本体硬件,还包括连接及通信的硬件以及智能数据分析的软件平台。

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SICK工业4.0高级副总裁 Mr. Bernhard Müller

在展览上,高速分体式3D相机Ranger3的展台旁参观者络绎不绝。这是一款专为高要求图像处理任务打造的产品,在全球范围内被用作检查系统的理想核心组件。凭借高测量精度和前所未有的测量速度,其可适用于更多场合,如轨道交通行业、电子行业、轮胎行业等。作为一款独特设计的3D相机,该相机在检测实际物体3D形状时不受产品对比度或颜色影响,从而帮助提升众多产品的质量,且Ranger3体积小巧,方便安装。通过SICK工作人员的讲解,记者发现Ranger3是为了满足中国高速列车市场的需求而定制开发。将该产品安装在中国的轨道列车的轮毂上,即使在每秒120公里的高速运行中,也能以每帧77万张图片的速度实现在线监测,从而为列车轮毂提供预维护数据,减少列车停机时间。

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高速分体式3D相机Ranger3的展台

人机协作是工业4.0的重要一环

随着工业4.0时代的到来,AGV机器人作为智能物流体系中的重要设备之一,以其降低物流成本,提升物流效率等优势,在物流市场上占据着越来越重要的地位。AGV的应用正突破传统的仓储、机械制造行业,在港口、机场等行业也有一定的需求。实现AGV导航的方法大致可分为基于全局地图(如激光扫描、二维码读取)和基于路线引导(如磁导航、荧光导航等)两种。SICK全球工业中心物流自动化副总裁Bernd von Rosenberger为记者进行讲解。

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SICK全球工业中心物流自动化副总裁Mr.Bernd von Rosenberger

基于全局地图的AGV导航优点是路径自由,可灵活编程。比如激光导航,通过测量预先布设的地标(反光板)来确定当前位置和方向;通过扫描四周的轮廓特征,确定当前位置和方向。或二维码坐标导航,通过读取网格状分布的二维码,确定坐标方位。基于线路引导的AGV导航的优点是性价比高,调试简单。比如磁条导航,通过读取预先布设的磁条,通过磁感应信号,检测磁条与传感器中心点相对距离,使小车沿既定方向行驶;荧光色带导航,通过读取预先布设的色带,通过检测色带中心位置,使小车沿既定方向行驶,此类线路引导方式的导航,极少厂家提供传感器方案,SICK在2018年推出的磁导航传感器MLS和荧光导航传感器OLS,补充并丰富了AGV导航的解决方案。

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现场演示的AGV导航

谈到AGV导航,不得不提的就是人机协作,SICK传感器在此发挥着关键作用。其为机器人赋予精准的感知能力——这是在机器人技术方面的一切挑战中实现平等合作的前提:机器人视觉、安全机器人应用、臂端工具和位置反馈。借助机器人视觉技术的柔性化解决方案和确保安全、能够自由接触的机器人应用。SICK的传感器解决方案让这幅未来图景成为可能。

为了AGV和协作机器人的安全性和生产效率,SICK推出Safe EFI-pro新型智能安全系统。它将安全传感器和控制技术与开放式Ethernet网络技术相结合。能够为自动导航车和协作机器人实现特定于应用程序的安全理念,同时提高其性能和生产效率。Safe EFI-pro系统传感器监控工作环境,而集成安全控制器根据情况激活相应的安全功能。Safe EFI-pro系统的标准化网络技术最大限度地减少了组件之间的布线工作。还能确保将安全系统轻松集成到自动导航车和协作机器人的控制领域。基于EtherNet/IP?-CIP Safety?的EFI-pro接口提供最佳连接:可以跨所有机器通信级别,实现安全和非安全相关的流程和诊断数据的交换。因此,在工业4.0和工业物联网(IIoT)的背景下,安全系统为自动导航车和协作机器人在自主生产和物流应用中的无缝集成提供了先决条件。

户外技术中心展示严苛环境考验

为了应对越来越多的室外应用,保证传感器能够经受更加严苛环境条件的考验,SICK于2018年在位于瓦尔德基尔希附近的布赫霍尔茨镇上专门建造了占地3500平方米的户外技术中心。该技术中心立足客户需求,通过产品与方案的实际长期运行测试,积累运行数据,有效支持产品研发,改进行业应用方案设计。其中目前设立了包括室外无人驾驶车辆的多种导引及防撞方案、交通安全及轨道站台方案、交通监测系统方案、周界安全防护方案、激光扫描传感器室外性能长期测试、长距离测量传感器测试、编码器与电机反馈长期测试等七个区域。

与此同时,通过使用SICK的TDC-E远程数据网关,该户外技术中心还与SICK在全球其它三处的特殊天气状况的户外测试区域及总部实现了数据联网,使SICK的研发技术人员在总部的办公室就可轻松随时远程监控户外技术中心测试设备的运行状态,也成为见证SICK传感器室外应用可靠性的一个最有说服力的真实案例。

在此次户外技术中心的参观中,SICK推出的户外安全激光扫描仪outdoorScan3引起了广泛关注。它是首个通过IEC 62998认证用于户外应用的安全激光扫描仪,允许自动导航车辆系统在户外工业环境中安全导航。由于其创新的outdoor-safeHDDM?扫描技术,outdoorScan3可在所有的天气,如阳光、雨、雪、雾,安全可靠地运转。

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户外安全激光扫描仪outdoorScan3

智能工厂彰显工业4.0魅力

工业4.0时代,小批量、多批次、定制化、柔性化生产既是挑战也是目标。工厂中,有数据才能创造更多价值。全面采集数据,并传输至上一级系统进行统一分析势在必行。

在SICK的4.0 NOW智能工厂中,打破了传统的流水线设计,工厂的主体是分布式布局的12台互联互通的模块式自动化生产单元,以定制化执行机构和夹具,配合智能传感器、机器人与机器视觉,分别完成PCB焊接、精密装配、光学检测、机械位置检测和激光打标等生产工序;以荧光带导引的4台AGV和操作工人密切配合,完成不同单元间的物料配送,人机的完美协作体现了兼顾效率和效益的自动化。SICK新一代产品的模块化设计,也使得高达50万种的大规模定制化生产成为可能。不仅如此,这些先进技术还可为用户提供全面支持,并根据市场要求更有针对性地量身打造解决方案。

记者曾经参观过几家企业工业4.0级别的工厂,SICK的4.0 NOW智能工厂与之不同之处在于,一家深耕于智能传感器的企业,却从多方面助力工业4.0的进程,更切身实践着工业4.0的价值,展现着工业4.0的魅力。作为这场工业革命的参与者与推动者,SICK不遗余力。

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SICK 4.0 NOW智能工厂

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SICK 4.0 NOW智能工厂中的AGV

后记

此次德国之行,记者看到了SICK的独到之处。其将工业4.0中的核心业务明确分为工厂自动化、物流自动化、过程自动化。在展览中,SICK所展示的最新的产品技术都离不开“创新”二字,SICK的创新源于战略、架构和文化。尽管SICK是家族企业,但丝毫没有影响其致力于传感器领域的恒心,以及走向国际化的战略眼光。令人印象深刻的是,其将心理安全作为创新的先决条件——“如果你失败了,你就更应该尝试你失败的事情。管理者应该学会问,你从失败中学会了什么,而不是你为什么失败”。想必这句话也适用于技术创新型的中国自动化企业。

始终竭力开发新技术的SICK,正在为工业4.0的实现奠定基础。未来,在智能制造以及工业4.0的引领下,智能传感还将大有可期,SICK将如何使能工业制造业从高速发展到高质发展,我们拭目以待。

摘自《自动化博览》2019年2月刊

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