OMV小车及5G技术在高纯石英棒智能制造车间的融合应用

OMV小车及5G技术在高纯石英棒智能制造车间的融合应用

引言

高纯石英棒主要应用于光纤制造，其外包层生产制造过程中需要经历四道工序流转，最初一道工序沉积完成后，棒体呈粉末态，不能磕碰，容易开裂和损伤，单体质量大于100 kg，流转至第二道工序进行烧结后形成玻璃态，后经拉锥和测试即可形成成品。过程中搬运工作量较大，需 2 人同时操作，不能出现失误，否则产品报废，损失较大。因此，外包工序物流系统的自动化水平直接关系到高纯石英棒外包层制造成本、效率和质量。经过现场多部门头脑风暴及综合评估，制定了多套方案，经过多个机器人、自导航移动机器人、电动单轨小车等成套物流技术应用方案调研和多个厂家实地应用场景参观，最终选择使用全向移动车+ 机器人+5G 通信的技术方案进行设计和落地实施。

‍非标全向移动小车设计

非标OMV 小车

1）全向移动功能：设备的行走路径由软件进行差补计算，可实现二维平面内任意方向的移动功能，包括直行、横行、斜行、任意曲线移动和小回转半径转向等全向移动形式。车轮转弯不损伤地面，不会在地面留下轮胎的摩擦痕迹。

3）过沟坎能力：车轮结实耐用，承载能力强，不损伤地面，运行时能够越过高度差 4 mm 的障碍，能通过 20 mm 宽的沟槽。

4）维护要求：采用免维护设计。

6）报警功能：设备运行时有声光警示，当电量低于 20% 时有电量低位报警功能，并设有系统故障诊断及电量显示功能。

7）状态显示功能：在设备控制面板显示屏上实现设备状态显示，并显示故障信息。

8）自动导引功能：通过二维码、激光等导航方式自动导引。

调度系统

5G 网络搭建的目标是建立大带宽、低时延、高可靠的网络环境，以满足准确的运动控制需求。网络拓扑图如图 6 所示。

5G 网络性能测试

定点CQT测试

DT 测试

利用专业仪器在OMV 行走路线上进行网络信号测试， 经过路测数据统计和分析，整个A 工序和B 工序全区域5G 信号覆盖率为100%，5G 信号强度平均值为－ 69.21 dBm， 全区域内散布5G小基站可以满足覆盖要求，路线覆盖良好，PING 时延指标良好。具体DT 测试结果见表 3。

基于5G 网络路径调度

A 工序和B 工序涉及生产场景共分为6 个区域，包含多类生产设备、三台OMV 小车、若干独立六轴机器人及两台七轴机器人。针对该区域的系统方案搭建，原计划通过SCADA 系统实现数据打通，但由于车间内SCADA 数据采集频率为1 s，且设计时为了生产控制的安全性， 设置不可以对生产设备写操作，无法满足设备动态交互及实时快速准确通信。针对此，5G 网络的低延迟特性就特别适合生产现场实际使用要求。组建基于5G 网络的多机协同系统，可有效实现A、B 工序中多设备与OMV 小车及服务器之间实时数据交互，并能够在异常发生的情况下实现小于0.5 s 的响应速度，确保系统的安全可靠性。

现场采用二维码准确定位，实现了OMV 小车与机器人衔接的全自动化装卸作业，再辅以麦克纳姆轮全向移动，实现全流程的自动化运输作业。实施规划路径如图 8 所示。

结束语

本文以解决高纯石英棒生产工序间产品自动化流转为目标，通过实践探索出“5G +OMV 多机交互”创新应用模式，为高纯石英棒制造行业提供可复制推广的实施案例。

审核编辑 ：李倩

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