作為金屬加工行業(yè)中的一家合同承包制造商盔连，瑞士公司BruggliIndustrie直到現(xiàn)在還在使用視覺檢測系統(tǒng)來檢測沖壓件琢账。為了增強質(zhì)保能力，縮短訂貨至交貨的時間，視覺檢測系統(tǒng)已經(jīng)被換成了一套全自動測試單元蟆蔫，該單元配備有先進的圖像處理系統(tǒng)忘拧，用于 ATS Automation 公司的光學檢測系統(tǒng)。Beckhoff的集成式 PC 控制系統(tǒng)確保精確的測試順序和使用 Delta 機器人實現(xiàn)高動態(tài)工件搬運凿芦。

在Bruggli公司的 ATS 測試單元中溃擒，一個 Delta 機器人負責完成沖壓件的整個搬運工作

社會型企業(yè)Bruggli總部設在瑞士的羅曼斯霍恩，員工約有 650 人铝框，重視殘疾人的職業(yè)技能培訓叮洋、繼續(xù)教育和就業(yè)。BruggliIndustrie工業(yè)部們員工人數(shù)約占公司員工總數(shù)的一半褒侧，除了生產(chǎn)其自己的產(chǎn)品(如便攜式狗籠和自行車拖車)之外良风，主要為金屬加工行業(yè)提供制造和裝配服務。為了能夠滿足越來越高的質(zhì)量標準璃搜，之前在制造過程中使用的視覺檢測系統(tǒng)被替換成一個全自動測試單元拖吼。該單元由總部位于瑞士圣加倫的 ATS Automation 公司開發(fā)，由于該公司在工程这吻、控制和驅(qū)動技術以及圖像處理領域都擁有深厚的背景吊档，因此，能夠一站式為客戶提供一體化解決方案唾糯。

通用和方便拆卸的測試單元

用于汽車行業(yè)的特種沖壓件使用Bruggli系統(tǒng)進行檢測怠硼。然而，測試單元實際上是為普遍使用而開發(fā)的移怯，如 ATS 首席執(zhí)行官 Andreas Tobler 解釋的那樣：“基本單元布局香璃，即工件的進給、測試單元包含測試站和 Delta 機器人以及卸載傳送帶舟误，被設計成其它工件也能夠以較少的轉(zhuǎn)換工作量進行檢查葡秒。唯一需要修改的是刀柄或抽吸夾持器，當然沃羽，還有過程或圖像處理軟件捺膳。”

Delta 機器人負責測試工件的所有搬運工作鉴膝，以便檢測是否有沖孔和磨削誤差诵两、劃痕以及鉆孔中是否有灰塵和異物。在Bruggli的系統(tǒng)中李晾，首先從進料帶取出沖壓件并放到前面的測試站中渔茉，在那里，它通過一個感應接近傳感器檢查由于物料中存在缺口引起的誤差恕且。此外牡违，灰塵通過振動和壓縮空氣噴嘴清除阎揪。接下來是在測試站上進行表面檢測，頂部和底部中間有一個折返站谜珠。這會帶來三個結(jié)果状寨，每個結(jié)果都滿足 30 項測試標準，它們由圖像處理系統(tǒng)進行分析士修，并作為最終結(jié)果傳送給控制系統(tǒng)。Delta 機器人根據(jù)這一數(shù)值將測試工件放在兩個卸載傳送帶的其中一個上樱衷，其中一條傳送帶是放合格的工件和需要再次檢測的工件棋嘲，另一條是橫向廢品通道放報廢的工件。此外矩桂，碼垛包含 11 個沖壓件沸移，每個沖壓件都在“合格的工件”輸送帶上成形，以便在相應的運輸紙箱上進行包裝侄榴。

據(jù) Andreas Tobler 所述雹锣，其中一個特點是六邊形單元設計：“這種建造方法允許打開所有的面，可以更好地訪問測試單元內(nèi)部癞蚕。Delta 機器人位于中心位置蕊爵，能夠?qū)C器人夾持器以任何給定的作業(yè)高度移動到單元內(nèi)部的各個位置。此外桦山，附加的測試站可在設定模式中被轉(zhuǎn)出去攒射，從而增加了可訪問性『闼”BruggliIndustrie公司金屬職業(yè)技術&培訓主管UrsBuschor就另一個方面進行了補充：“這一結(jié)構(gòu)大大簡化并加速了系統(tǒng)的清潔工作会放。另外，在人體工學方面姑郊，適合控制柜安裝的 CP6203 面板型 PC 用作操作界面匈惑，它可以非常靈活地移動，在其安裝臂上進行幾乎 360 度的旋轉(zhuǎn)裂膛。這樣面板就總是觸手可及庇鸭，但不會擋道，例如在維護工作期間毯炊×钐唬”

運動學功能庫用于實現(xiàn)簡單、高效的工程工作

適合控制柜安裝的 CP6203 面板型 PC 配備 19 英寸觸摸屏态素，采用 Intel? Core? 2 Duo 處理器(2.26 GHz)程蠕，用作控制計算機和 HMI，操作系統(tǒng)采用的是 Windows XP躲含，控制軟件使用的是TwinCAT NC I辣铡。Andreas Tobler 論述道：“對我們來說，主要優(yōu)點是預配置的機器人運動學功能，它能夠顯著簡化工程過程酣衷。TwinCAT運動學轉(zhuǎn)換功能庫(級別 3)為一個 Delta 機器人提供了一個性能卓越的解決方案交惯，特別是，如在我們這種情況下穿仪，當它被設計用于以高速度席爽、高效地輸送工件，并具有比較簡單的機構(gòu)啊片。在大約三年前開發(fā)過程開始時只锻，Beckhoff是唯一一家能夠提供開放式控制系統(tǒng)的供應商，有了Beckhoff之后紫谷，所有的要求都可以使用根據(jù)我們自己的Delata機器人機構(gòu)量身定制的特定運動學模塊得到滿足齐饮。”

Beckhoff的控制和驅(qū)動技術 — 從 CP6203 面板型 PC 到 AM30xx 系列伺服電機 — 能夠動態(tài)控制 Delta 機器人笤昨，從而實現(xiàn)高速祖驱、精確的測試順序

適合控制柜安裝的 CP6203 面板型 PC 配備 19 英寸觸摸屏，為清晰顯示由TwinCAT HMI 軟件創(chuàng)建的可視化界面提供了足夠的空間瞒窒。

由于TwinCAT的靈活性捺僻，在軟件方面，也有足夠的個性化調(diào)整空間根竿。因此缰寻，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 在軟件中控制卜呈。Andreas Tobler 繼續(xù)分析道：“從概念角度看艰耿，我們希望由 PLC 控制整個測試單元。為此編程了一個特殊功能塊贵舀，以便直接指定所有位置苔盆。此外，對于工程設計來說欲灾，一次參數(shù)設置即已足夠茵窃。這一方案顯著簡化了順序控制。例如勉徘，可以通過用于機器人示教的操作界面輕松移動到位并固定漏北，而無需修改 NC 程序⊙蚺龋”

五個伺服電機和兩個步進電機軸用于動態(tài)實施位置規(guī)定：三個雙通道伺服驅(qū)動器 AX5206 用于移動三個機器人軸或兩個表面檢測站的轉(zhuǎn)臺舵牛，通過三個 AM3033 和兩個 AM3022 伺服電機來實現(xiàn)。除此之外然走，兩個 EL7031 步進電機端子模塊和 AS1000 步進電機控制中間折返站援制，還有兩個 EK1100 EtherCAT耦合器和總共 55 個EtherCAT端子模塊用于處理 I/O 數(shù)據(jù)戏挡。

PC 控制用作集成式控制架構(gòu)

按照 ATS 公司開發(fā)人員 Rene Meili的看法，PC 控制通過其僅集成了機器人運動學的集成式控制架構(gòu)提供了巨大的優(yōu)勢晨仑。此外褐墅，他還指出，機器的安全性也是整個系統(tǒng)的一個組成部分洪己，通過Beckhoff的TwinSAFE安全解決方案保障：“面板型 PC 執(zhí)行所有控制和可視化任務妥凳，從用戶友好的操作到 Delta 機器人。因此码泛，無需單獨的機器人和安全控制器猾封。這種通用集成的控制架構(gòu)簡化了工程工作，降低了解決方案的總體成本噪珊。”

Andreas Tobler 證實了 PC 控制技術的優(yōu)點：“為了確保優(yōu)化每個作業(yè)狀態(tài)中的機器安全齐莲，我們選擇了全面的TwinSAFE安全解決方案痢站。該解決方案由 EL6900 TwinSAFE PLC、四個 EL1904 TwinSAFE數(shù)字量輸入端子模塊和一個 EL2904 TwinSAFE數(shù)字量輸出端子模塊組成鳖直。此外悯女，還有用于 AX5206 伺服驅(qū)動器的 AX5805 TwinSAFE驅(qū)動選項卡。用于緊急停止(STO)的安全功能和安全門監(jiān)測以這種方式實施姥咖。這里犀震，EtherCAT為我們帶來了很多好處，EtherCAT在很大程度上不僅具有高性能碟灾，而且具有通用數(shù)據(jù)通訊的優(yōu)點禀坝。我們一開始的目標是采集 I/O 數(shù)據(jù)、解決安全問題倾秤，并同步驅(qū)動器與一個綜合的總線系統(tǒng)伟秩。BruggliIndustrie公司質(zhì)量&服務團隊經(jīng)理 Giuseppe Pennimpede說道：“TwinCAT HMI 的使用帶來很多優(yōu)點，因為衬朗，多虧了無縫集成的可視化系統(tǒng)猿悔，可以普遍提供所需的變量，無需導出或?qū)霐?shù)據(jù)捧贺。因此角葱，例如，變量的修改可以快速和無誤差地完成座泳』菸簦”

從左至右：Beckhoff負責瑞士東部的銷售 Stefan Keller;ATS 公司的 Andreas Tobler 和 René Meili of;BrüggliIndustrie公司的的UrsBuschor和 Giuseppe Pennimpede

小結(jié)：

● 機器人技術和搬運解決方案 - 控制和驅(qū)動技術用于測試單元中的 Delta 機器人

● 為客戶帶來的好處 - 通過集成式控制系統(tǒng)簡化了工程工作

● PC 控制結(jié)構(gòu)

□ TwinCAT運動學轉(zhuǎn)換功能庫：提供機器人功能，參數(shù)設置簡單

□ TwinSAFE：優(yōu)化每個作業(yè)狀態(tài)中的機器安全

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