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工業連接和智能傳感論壇
嵌入式系統

精彩案例 | 基于 PC 的控制技術與 TwinCAT 助力提升智能包裝生產線性能

  2020年12月01日  

  為了打破包裝機器人產品類型的局限性,改進其自動化包裝生產線,上海沃迪智能裝備股份(以下簡稱沃迪)與倍福密切合作,并在其Delta 機器人智能包裝系統上采用了基于 PC 控制技術的自動化產品。

  隨著食品行業中產品的不斷更新換代,產品的包裝設計也在不斷發生變化,因此終端用戶對包裝生產線的靈活性要求越來越高。

  生產周期的大幅縮短對生產、包裝和物流都產生了巨大影響。在傳統包裝系統中,人工操作較多,不僅成本高昂,而且存在很多安全隱患。因此,用戶如果想要提升包裝效率,保證安全生產,同時降低成本,先進的自動化和智能工廠方案不可或缺。

  作為中國機器人自動化搬運包裝領域以及智能食品裝備領域的領跑者,上海沃迪為其采用了倍福基于 PC 的控制系統的應用開發了完整的系統,因為通用和開放的控制技術可以輕松集成外圍組件并提供附加服務。沃迪可以通過這種方式快速有效地針對其它重要市場實施新的解決方案。

  開放平臺實現更好兼容

  2011 年,上海沃迪首次與倍福合作,共同開發了 Delta 機器人。倍福的開放式自動化平臺及性能卓越的自動化產品,不僅使沃迪 Delta 機器人能更好的與其它設備兼容,而且還同時實現了該款機器人的定制化生產和規模化生產,幫助沃迪打開了市場,并獲得更多高端客戶群體的青睞。合作第一個項目是一條基于 PC 控制的智能包裝生產線,它集成了運輸、拾撿、裝箱及碼垛操作。

  智能化和物聯網鏈接

  上海沃迪智能裝備股份有限公司機器人研究院的肖武云強調,公司在智能化和物聯網鏈接廣泛采用了倍福技術。比如高性能 CX2040 嵌入式控制器,它可以處理運算單個和多個機器人的算法,并且內置 PLC 支持標準的 IEC61131-3 編程語言,方便集成外圍設備,大大節約了控制成本。

  肖武云認為此款嵌入式控制器的另一個優點是:“該設備安裝方便,具有通用的現場總線系統接口,可擴展總線種類多,和其它設備通信時不需要考慮兼容性問題。但選擇倍福產品的最重要因素是 TwinCAT 工程及控制軟件平臺的開放性。”

  性能強大、靈活性高的 Delta 機器人

  據肖武云先生介紹,目前國內常見的 Delta 機器人控制器大多都會受到機器人或軸的最大數量限制,擴展性較差,與其它設備的數據交互和控制較為麻煩。另一方面,用戶可以使用 TwinCAT 自動化軟件方便靈活地開發出性能優良的 Delta 機器人系統。一臺控制器可以控制多個機器人,同時可以利用倍福豐富的 EtherCAT I/O 端子模塊方便地集成機器人和包裝生產線。

  肖武云解釋道:“我們最早是利用倍福機器人算法庫控制機器人,后來又在 TwinCAT 平臺上開發了自己的算法。倍福基于 PC 的控制技術對復雜算法編程具有靈活性便利性,不僅具有豐富的凸輪指令,可以滿足我們包裝設備產品的通用需求,而且還能夠輕松集成Windows 環境中的其它軟件以及我們自己的新算法,而倍福提供的基于 PC 的實時控制技術是實現復雜運動控制任務的理想選擇。除了 CX2040 嵌入式控制器和 TwinCAT 之外,這條生產線還全套采用了AX5000 伺服驅動器和 AM8000 伺服電機。”

  由于 TwinCAT 具有很高的靈活性,因此在軟件方面也有足夠的個性化調整空間。例如,Delta 機器人的位置不是像往常一樣通過 NC 程序控制,而是直接通過 TwinCAT PLC 在軟件中控制。“在這個解決方案中,沃迪使用自主開發的機器人算法以及路徑規劃功能塊,沒有使用額外的機器人軟件以及 NC I 等插補功能,因此一臺 CX2040 就能夠滿足 5 臺 2D Delta 機器人和 4 臺 4D Delta 機器人的控制要求,節省了硬件成本。”肖武云補充道。

  提高生產和工程效率

  除了能高效地完成傳統的生產和工程控制任務外,TwinCAT 工程和控制軟件平臺還適用于實現諸如大數據、模式識別和狀態或電力監控等應用。肖武云認為這些工具對持續改進生產過程和工藝流程非常有用,相應的 TwinCAT 軟件庫是分析和支持控制器和基于云的服務之間的通信的最有效方法。TwinCAT Analytics 以同步于機器的周期在本地、服務器或者云端保存過程數據。所有測量數據都會被記錄下來,并作為附加服務(如預測性維護)的一部分,為全面分析提供數據庫。所有這些信息使得最大限度地減少代價高昂的停機時間成為可能。

  除軟硬件產品外,倍福完善的技術支持及服務也令肖武云先生印象深刻。“倍福擁有強大的技術支持及培訓服務體系,除具體產品應用外,還能提供全球技術支持,這一點對我們來說極為重要。此外,倍福還能夠提供復雜自動化系統的設計、編程和調試服務。”在總結技術方面的優勢時,他補充道:“在與倍福的合作中,我們受益于倍福開放式的自動化產品及平臺,卓越的產品提升了系統性能。我們還受益于倍福先進的技術理念,開闊的視野升華了設計理念。”

  肖武云先生最后總結道:“未來,上海沃迪仍將以‘智能制造’為導向,重點發展食品藥品領域的智能化裝備,建設智能化、數字化的智能工廠。在這一進程中,我們希望仍與倍福一路同行,獲得更多軟硬件產品方面的技術支持。”例如,沃迪計劃使用 TwinSAFE 安全解決方案為機器人的安全運行提供保障,消除對單獨機器人和安全控制的需要,并簡化工程工作,降低解決方案的總體成本。

標簽:倍福我要反饋
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