上海自動化儀表公司與皮爾磁三維視覺傳感器SafetyEYE 實現(xiàn)對電池制造試驗工廠的完美監(jiān)控

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石油、天然氣和煤炭儲量有限，人們只得重新考慮可持續(xù)的能源供應(yīng)。氫燃料電池已經(jīng)被用在能源和基礎(chǔ)設(shè)施中，它是一種產(chǎn)生能源的環(huán)保方式。為確保燃料電池制造業(yè)從最優(yōu)生產(chǎn)中獲益，需要在燃料電池研究中心（ZBT）對自動化生產(chǎn)鏈進行提前測試。皮爾磁公司提供的三維攝像系統(tǒng)SafetyEYE可確保試驗工廠安全靈活運行。

　　保證高質(zhì)量制造是將燃料電池技術(shù)引入市場的關(guān)鍵。過去的多個項目已經(jīng)表明：只有采用自動化的高精度制造過程，生產(chǎn)燃料電池組才既經(jīng)濟又可再生。位于杜伊斯堡燃料電池研究中心的測試、應(yīng)用和裝配中心（TAZ）的生產(chǎn)技術(shù)部門的主要任務(wù)之一就是開發(fā)這些用于燃料電池制造和裝配的技術(shù)。

燃料電池組的安全制造

　　為了能始終制造高質(zhì)量的燃料電池組并將成本降到最低，測試、應(yīng)用和裝配中心的生產(chǎn)技術(shù)部門目前正在開發(fā)一個新型試驗工廠，用于制造自動化單電池和裝配燃料電池組。其目的是找到一種方法，能保證制造過程中燃料電池生產(chǎn)所需的雙極半板的質(zhì)量。

   該試驗工廠的基石是使用計算機模擬建立所需的組件，尤其是分析所需邏輯、循環(huán)時間和信號處理。它還可以用于計算三維安全攝像系統(tǒng)SafetyEYE所需的空間要求和規(guī)定的安全距離。下一步是技術(shù)實施：在室內(nèi)技術(shù)中心采用注塑成型工藝制造石墨雙極半板；在第一個工作臺將這些板分開。 這些板放在特別開發(fā)的倉庫中，以滿足極板各自的容量要求；特殊的夾鉗技術(shù)可保證仔細操作。在第二個工作臺，雙極半板要經(jīng)受嚴格的質(zhì)量控制；采用數(shù)字圖像分析用于檢查可能的差錯類型。制造過程的另一步是給雙極半板貼標(biāo)簽，以便在本階段仍能夠精確追蹤單個工作臺和生產(chǎn)步驟。用激光給雙極半板打上二維碼，以保證其可追溯性。

   在下一生產(chǎn)步驟，通過分配器或絲網(wǎng)印刷應(yīng)用這些二維碼并使其硬化；采用兼容的工件載體進行鍍膜和硬化過程，同時要考慮在線鍍膜、耐熱性甚或熱膨脹。燃料電池組在最后一個工作臺裝配前，必須將高靈敏度膜電極單元精確放置在和電池的活性表面（即流場）方向相關(guān)的位置。該操作需要最高的精度。單個電池被裝配并固定后，對其進行測試以確保密封性。在此生產(chǎn)階段對雙極板進行檢查，進行單個電池的密封性測試，隨后的電池組裝配時，還會輔以過程內(nèi)檢查。只有對完全裝配好的燃料電池組進行最終質(zhì)量檢查后，電池組才能真正離開自動化生產(chǎn)區(qū)。根據(jù)適用于燃料電池模塊的標(biāo)準(zhǔn)DIN EN 62282-2進行所有測試。

   試驗工廠能生產(chǎn)型號為24到72的電池組，同時能夠靈活地滿足盡可能廣泛的性能要求。就設(shè)計和重新設(shè)計應(yīng)用而言，要對設(shè)備進行改造以使其具有同等的靈活性，就必須采用模塊化設(shè)計。因此安全技術(shù)也必須能靈活地修改，首先要保證為工作人員提供充分的保護，其次要確保試驗工廠在運營時不會受到能中斷過程的保護裝置影響。這就是測試、應(yīng)用和裝配中心的工程師選擇三維安全攝像系統(tǒng)SafetyEYE的原因。該創(chuàng)新型攝像系統(tǒng)由皮爾磁在斯圖加特附近的奧斯特菲爾登開發(fā)，它可以安全地監(jiān)控試驗工廠的所有危險區(qū)域并可快速簡單地進行調(diào)整以適應(yīng)應(yīng)用需求的變化。

安全攝像系統(tǒng)SafetyEYE可實現(xiàn)三維監(jiān)控

   皮爾磁公司提供的安全攝像系統(tǒng)SafetyEYE可靈活、安全、簡單地連續(xù)監(jiān)控危險點和危險區(qū)域?？煽焖俸啽愕卦O(shè)置虛擬警告區(qū)域和探測區(qū)域，同時取代機械圍欄：SafetyEYE安裝在監(jiān)控區(qū)域上方，可允許自由進入試驗工廠的危險區(qū)域，同時允許在那里安全停留。SafetyEYE是用于區(qū)域監(jiān)控的“基于目視的”安全技術(shù)，它將智能傳感器技術(shù)和有效控制融為一體。危險區(qū)域周圍是虛擬警告區(qū)域和探測區(qū)域，后兩者可在SafetyEYE配置器中被自由界定。SafetyEYE配置器為您提供了靈活的選擇，您可以徒手創(chuàng)建各種預(yù)定義的幾何形狀及警告區(qū)域和探測區(qū)域。您可以隨意設(shè)置多個警告區(qū)域和探測區(qū)域，然后使用配置工具為這些區(qū)域指定不同的操作，以應(yīng)對不同的危險情況。

靈活的虛擬探測區(qū)域

   探測區(qū)域和警告區(qū)域可以合并到復(fù)雜的區(qū)域安排中，并且它們可以在個人電腦中快速直觀地配置，因此易于管理。如果機器的不同工作模式需要不同的區(qū)域安排，可通過安全總線系統(tǒng)SafetyBUS p或PSS控制系統(tǒng)上的數(shù)字輸入（兩者均由皮爾磁公司開發(fā)）在機器的工作周期中可以在這些模式中間進行動態(tài)切換。用戶可以靈活操作，因為他們只需點擊SafetyEYE配置器的鼠標(biāo)就能修改已界定的探測區(qū)域。因此對探測區(qū)域的監(jiān)控不再基于技術(shù)需求而是基于用戶的處理周期要求，而設(shè)計處理周期時靈活性極大。

   與常規(guī)的保護和監(jiān)控方法相比，三維監(jiān)控和控制有很多優(yōu)勢。它既不影響生產(chǎn)周期也不影響工作流程。三維安全攝像系統(tǒng)的特別之處在于違規(guī)進入探測區(qū)域不會自動引發(fā)急停。如果工人違規(guī)進入某處的虛擬探測區(qū)域，而機器人在幾秒內(nèi)又無法到達，該處探測區(qū)域?qū)⑹Ф晃恢镁鎱^(qū)域?qū)⒈患せ??？刂萍夹g(shù)確保機器人以極慢的速度前進。如果工人留意到警告信號并后退，則機器人將以正常速度前進。只有工人進入直接危險區(qū)域，才會引發(fā)急停。通過這種方式可對過程實施精確控制同時又可實現(xiàn)靈活的保護。

   未來燃料電池研究中心將進一步增加垂直整合，以完成燃料電池系統(tǒng)。這是一個非常復(fù)雜的任務(wù)。“這需要人機互動”，燃料電池研究中心生產(chǎn)技術(shù)部門主管Lars Prei?ner解釋道，“而兩個SafetyEYE系統(tǒng)的安裝已打下了完美的基礎(chǔ)。”

   對燃料電池研究中心而言，安全系統(tǒng)的靈活性是選擇時的關(guān)鍵因素：只有行業(yè)需要的自動化的高精度制造過程才能實現(xiàn)燃料電池組和系統(tǒng)的可再生制造。進而要想連續(xù)制造燃料電池，就需要諸如三維安全攝像系統(tǒng)SafetyEYE提供的靈活的安全解決方案。

“基于目視的”安全技術(shù)

   皮爾磁公司提供的三維安全攝像系統(tǒng)SafetyEYE包括傳感設(shè)備和分析單元。傳感設(shè)備由三個高動態(tài)的攝像機組成，可提供被監(jiān)控區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)。分析單元通過光纜接收攝像機的圖像數(shù)據(jù)并采用高度復(fù)雜的安全算法來計算三維圖像。通過這種方式可以觀察物體的三維圖像并能精確地描述其位置。然后將該信息添加到系統(tǒng)設(shè)置的探測區(qū)域中，以判斷是否有人違規(guī)進入探測區(qū)域。高性能電腦將圖像處理結(jié)果發(fā)送到PSS控制系統(tǒng)；PSS帶有輸入和輸出模塊，可充當(dāng)機械控制器的接口并控制SafetyEYE的整個運行。如果分析單元發(fā)出信號說明有人違規(guī)進入探測區(qū)域，則可配置輸出模塊將被關(guān)閉。下是2016年度自動化儀器供應(yīng)商：

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